Basisstrom berechnen und Transistor aussuchen.

Der Leguane schrieb:
> im Anhang habe ich mal eine Überlegung von mir hinterlegt.

Ein schönes Beispiel dafür, wie man es nicht macht.
>
> Mein Problem liegt akt. in der Wahl des Transistors und der Berechnung
> des Basisstroms.

Nein, dein Problem liegt in der Schaltung, und zwar in allen Details.

> Ich möchte aber auch gerne einen geringen Spannungsdrop haben und stehe
> nun vor dem Problem welchen Transistor ich nehmen soll und wie ich den
> Basisstrom anhand des Datenblatts am besten berechnen kann?

Für einen geringen Drop am Ausgang (R4) brauchst du eine andere 
Schaltung (PNP-Transistor in Emitterschaltung oder P-Mos in 
Sourceschaltung, aber keinen Emitterfolger). Und die Gegenkopplung 
schließt du natürlich nicht an den Ausgang des OPV, sondern an R4 an.

Außerdem ist die Filterung am Eingang eher ungeschickt dimensioniert 
(R1=R5, C1=C2, mit anderen Werten bekommst du schnellere Reaktion 
oder/und bessere Filterwirkung.

OK, danke dir! Werde das erstmal ändern ;)

Harald Wilhelms schrieb:
> Man kann auch einen NPN- oder N-FE-Transistor nehmen, wenn man die
> Last in die Plusleitung verlegt.

Nein, kann er nicht. Das Eingangssignal ist massebezogen und das 
Gegenkopplungssignal (also das Ausgangssignal = Spannung über R4) muss 
es daher auch sein. Mit Last an +Vcc geht das aber so nicht.

So, ich habe das ganze mal mit einem PNP Transistor aufgebaut. Die 
RC-Glieder habe ich noch unangetastet gelassen. Da werde ich noch ein 
wenig lesen.

Wie kann ich dort denn nun anhand des Datenblatts eines Transistors den 
Basisstrom bestimmen? Bei einem Mosfet brauche ich mir da wohl weniger 
Gedanken machen. Aber brauche ich für einen P-Ch Mos nicht eine negative 
Spannung? Mit einem N-Ch würde es ja gehen. Aber habe einen 
Spannungsdrop von Ugs(th).

Der Leguane schrieb:
> Wie kann ich dort denn nun anhand des Datenblatts eines Transistors den
> Basisstrom bestimmen?

Im Datenblatt die Stromverstärkung nachschlagen und den Laststrom durch 
deren Wert teilen? Aber vorsicht: wenn du möglichst wenig Voltage-Drop 
willst (also den Transistor nahe an oder in Sättigung betreibst), dann 
musst du mit der zugehörigen (geringeren) Stromverstärkung rechnen.

Der Leguane schrieb:
> Aber brauche ich für einen P-Ch Mos nicht eine negative
> Spannung?

Du brauchst eine Spannung die negativer ist als die Source der P-Fet. 
Und da die Source an +12V hängt, ist das kein Problem.

Bei dieser Schaltungsvariante kommst du tatsächlich näher an die 12V ran 
(Transistor in Emitterschaltung) und kannst den genauen Wert der 
Ausgangsspannung einstellen (Rückkopplung vom Ausgang). Allerdigs muss 
du dir wegen der zusätzlichen Verstärkung im Rückkoppelkreis mehr 
Gedanken über die Stabilität machen - das war bei deinem Emitterfolger 
zu Beginn unproblematisch.

Der Leguane schrieb:
> So, ich habe das ganze mal mit einem PNP Transistor aufgebaut.

Schon besser, funktionieren wird es aber so wahrscheinlich nicht. Die 
Schaltung hat jetzt eine viel zu hohe Schleifenverstärkung und wird wohl 
schwingen. Der OPV muss am Ausgang nur einen ganz kleinen Spannungshub 
von ein paar 10mV machen, damit die Ausgangsspannung einen Hub von z.B. 
10V macht. Diese zusätzliche Verstärkung in der Gegenkoppelschleife ist 
durch die Frequenzgangkorrektur des OPV nicht korrigiert.

Leg mal die Rechteckspannung ohne Filter an den Schaltungseingang, dann 
siehst du was ich meine. Du kannst einen Widerstand zwischen Basis und 
Emitter des PNP legen und einen weiteren zwischen Ausgang des OPV und 
Basis des PNP. Damit wird die zusätzliche Verstärkung wieder reduziert.

Der PNP muss ein Leistungstyp sein, er muss lt. seinem SOA-Diagramm die 
auftretenden Spannungen und Ströme vertragen. Ein BC807 reicht da nicht.

Der Leguane schrieb:
> Wie kann ich dort denn nun anhand des Datenblatts eines Transistors den
> Basisstrom bestimmen?

Der Baisistrom ist einfach Ic/B, weil der Transistor hier analog 
arbeitet. Seine Stromverstärkung muss so groß sein, dass er den OPV 
nicht überfordert. Allerdings sinkt B bei kleinen Uce deutlich ab.

ArnoR schrieb:
> Leg mal die Rechteckspannung ohne Filter an den Schaltungseingang

Ich meine natürlich eine kleine Rechteckspannung von z.B. 100mVss auf 
einem Offset von z.B. 1V.

Ok, das werde ich alles mal checken und versuchen den P-Mos einzubinden.
Was den BC807 und BC817 angeht, wie gesagt, der ist nur ein Beispiel zum 
schauen und wird dann durch einen mit mind. 8W ersetzt.

Ach, zu früh abgeschickt.
Das Ic/B bzw. Ic/Hfe ist mir klar. Aber die HFE variiert doch je nach 
Leistung und Spannung?! Wie kann ich da eine Annahme machen?

Ich habe anhand der Simulation einfach mal verschiedene Spannungen und 
Ströme getestet und erhalte dann eine HFE von 162-290.

So, ich habe mir das mal angesehen mit dem Spannungshub. Ich habe jetzt 
die Widerstände eingesetzt. Damit zwischen OPV und Basis begrenze ich 
aber den Strom. Aber ich dachte, wenn ich einen Darllington nehme sollte 
der Strom am OPV Ausgang minimal sein und ich brauch mir da keine 
Gedanken mehr machen auch wenn ich mal 1A dran hänge (sofern es der 
Transistor mitmacht).

Ich habe das mal Simuliert und das sieht jetzt recht gut aus. Was meint 
ihr dazu?

Nochmal zur Filterung:
Was ich auch nicht erwähnt habe, ich habe die Frequenz anfangs nicht 
angepasst. Das PWM sollte eig. mit 250Khz takten. Damit sieht auch das 
gefilterte Signal (in aktueller Konfiguration) gut aus. Es braucht 
jedoch 12ms um sich zu stabilisieren. Mir persönlich macht das nichts 
wenn es sich nicht schlecht auf die Schaltung auswirkt. Die Regelung 
wird eh träge sein.

zu dem P-Mos:
also bei bestem willen. Ich bekomm den da nicht eingesetzt... Die Source 
muss doch an die +12V damit ein unterschied zwischen Gate und Source 
herrscht. An das Drain kommt dann meine Last. Wenn ich das so mache, 
taucht in der Simulation immer eine neues Rechteck auf. Auf gut glück 
habe ich nun alles mögliche Probiert... aber irgendwie komme ich den 
nicht eingesetzt. Vielleicht liegt es auch an der Simulation.

Der Leguane schrieb:
> Ich habe jetzt die Widerstände eingesetzt.

Aber natürlich falsch, und zu hochohmig sind die auch.

Der Leguane schrieb:
> Ich habe das mal Simuliert und das sieht jetzt recht gut aus. Was meint
> ihr dazu?

Wozu? Ich sehe nichts. WAS hast du simuliert?

Der Leguane schrieb:
> Ich habe das mal Simuliert und das sieht jetzt recht gut aus. Was meint
> ihr dazu?

Du musst lernen, bei der Simulation die richtigen Fragen an das 
Simulationswerkzeug zu stellen. Um die Stabilität einer Schaltung zu 
betrachten, macht man z.B. eine AC-Analyse und bewertet das Peaking. 
Oder man gibt einen Sprung auf den Eingang, und bewertet das 
Einschwingverhalten (wie von Arno oben schon beschrieben).

Ich hab das mal für deine Schaltung gemacht: je höher der 
Lastwiderstand, des größer wird die Verstärkung der Transistorstufe und 
desto eher schwingt deine Schaltung. In meiner Simulation klingt die 
Schwingung zwar noch ab, in einem realen Aufbau könnte das aber ohne 
weiteres instabil sein.

Der Leguane schrieb:
> Ich habe anhand der Simulation einfach mal verschiedene Spannungen und
> Ströme getestet und erhalte dann eine HFE von 162-290.

dann achtest du darauf, dass auch bei der kleinsten vorkommenden 
Stromversorgung dein OPV noch nicht überfordert ist (und dass möglichst 
noch vernünftig Reserve bleibt).

Achim S. schrieb:
> dann achtest du darauf, dass auch bei der kleinsten vorkommenden
> Stromversorgung

Mist: das sollte natürlich heißen "bei der kleinsten vorkommenden 
Stromverstärkung..."

Die obige Darlington-Schaltung verhindert das gewünschte 
Low-Drop-Verhalten. Der Kollektor von Q1 muss an Masse.

Achim S. schrieb:
> je höher der
> Lastwiderstand, des größer wird die Verstärkung der Transistorstufe und
> desto eher schwingt deine Schaltung.

Genau. Man kann aber dem Stromtreiber eine feste Verstärkung durch 
innere Gegenkopplung verpassen, um das zu verhindern. Die äußere 
Verstärkung ist etwa genauso groß, so dass insgesamt kein 
Verstärkungsüberschuß besteht und Frequenzgang und Sprungantwort sehr 
gut sind. In der angehängten Schaltung hab ich das mal gemacht. Im 
Diagramm ist die Sprungantwort für Lastwiderstände von 10R, 100R und 1K 
zu sehen. Die DC-Ausgangsspannung geht bei RL=10R bis Uamax=11,8V, bei 
RL=100R ist Uamax>11,9V.

Da LTC das Spice-Modell vom LTC1490 (und nicht nur das) so gut es geht 
zurückhält, hab ich mal einen ähnlichen OPV eingesetzt, das macht aber 
keinen prinzipiellen Unterschied.