Hier ist ein Beitrag von Linear Technologies Ltd. zum Thema Selbstbau von Labornetzgeräten: "High Performance Portable DC Bench Power Supply: Save Money and Free Up Bench Real Estate by Building Your Own" http://cds.linear.com/docs/en/lt-journal/LTJournal-V24N2-02-df-BenchSupply-Szolusha.pdf Dieser Schaltungsvorschlag von Linear Technologies kommt wie hier vielfach gewünscht wird mit einem sehr kleinen keramischen Ausgangskondensator von nur 1uF aus: mfg, Gerhard
Gerhard O. schrieb: > Dieser Schaltungsvorschlag von Linear Technologies kommt wie hier > vielfach gewünscht wird mit einem sehr kleinen keramischen > Ausgangskondensator von nur 1uF aus: Der Witz war gut. Die jeweils 3x10µF an jedem Regler sind also nur zur Verzierung da, oder was?
Tany schrieb: > ArnoR schrieb: >>> Ausgangskondensator von nur 1uF aus: Du solltest mal zitieren lernen, ich hab das nicht geschrieben.
ArnoR schrieb: > Du solltest mal zitieren lernen, ich hab das nicht geschrieben. äh..sorry. Das hab ich glatt übersehen. Und mit 99,99 % habe ich auch bißchen übertrieben, es soll "nur" 99% sein, so habe ich heute gelernt.
Der LT3081 kommt dem Datenblatt nach ohne Ausgangs C aus. ... The LT3081 is stable with or without input and output capacitors... http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/3081fc.pdf Die us Ausregelzeit nach einer Laständerung ist schon erwähnenswert.
Gerhard O. schrieb: > Der LT3081 kommt dem Datenblatt nach ohne Ausgangs C aus. > > ... The LT3081 is stable with or without input and output capacitors... Ja, er schwingt unter bestimmten Bedingungen nicht selbst (die im Datenblatt angesetzten Messbedingungen sind doch lächerlich: Vin=3V und Vout=1V), macht aber deftige Spannungssprünge am Ausgang (400mV Sprung bei Ua=1V, was immerhin 40% Überschwingen ist; was ist denn bei höheren Spannungen?) bei Laständerungen mitten im Arbeitsbereich. Von einem Labornetzteil erwarte ich eigentlich überhaupt keine Spannungsüberhöhung, man kann vielleicht mit 5% leben, aber auf keinen Fall mit 40%. Wenn LT selbst in ihrem LT-Journal 30µF an jeden Regler bauen, hat das schon seinen Grund. Zitat: "LT Crecommends an output capacitor of 10μF with an ESR of0.5Ω or less to provide good transient performance in linear regulator configurations. Larger values of output capacitance decrease peak deviations and provide improved transient response for larger load current changes." Gerhard O. schrieb: > Die us Ausregelzeit nach einer Laständerung ist schon erwähnenswert. Nö, wenn es 1µs oder weniger wäre vielleicht, aber so ca. 15µs sind doch nicht schnell.
Übersetzung der Überschrift: Was ist mit "Bench Power Supply" und "Free Up Bench Real Estate" gemeint?
Das besondere an der Schaltung ist die geringe Größe und der recht gute Wirkungsgrad. Das war es dann aber auch schon fast mit den positiven Eigenschaften. Ein Problem sind da schon mal die 2 mal 10 mOhm am Ausgang - das erleichtert es die Regelung stabil zu bekommen, aber im Vergleich zu einem richtigen Labornetzteil ist das sehr viel. Das will man eigentlich eher DC Ausgangswiderständen im Bereich 10 µOhm. Auch die Geschwindigkeit mit der die Strombegrenzung anspricht ist nicht so gut - 1,5 A mehr Strom als Eingestellt für fast 100 µs sind schon übel. Da hilft es auch nicht das man den als Bauteil vorhandenen Ausgangskondensator klein machen könnte (auf Kosten der Transisenten), wenn sich die Regelung verhält als hätte man noch einmal ein paar mF dazu.
10 µOhm?? Eine 5mm Leiterbahn 2x1cm lang hat bereits 2mOhm = 2000µOhm
??????? schrieb: > Was ist mit "Bench Power Supply" und "Free Up Bench Real Estate" > gemeint? "Bench" -> Labortisch, Werkbank "Bench Power Supply" -> Labornetzgerät "Real Estate" -> Grundstück (hier ist einfach Platz gemeint) "Free Up Bench Real Estate" -> Mache Platz auf der Werkbank (da das Gerät klein und kompakt ist)
Alexander S. schrieb: > ??????? schrieb: >> Was ist mit "Bench Power Supply" und "Free Up Bench Real Estate" >> gemeint? > > "Bench" -> Labortisch, Werkbank > "Bench Power Supply" -> Labornetzgerät > "Real Estate" -> Grundstück (hier ist einfach Platz gemeint) > "Free Up Bench Real Estate" -> Mache Platz auf der Werkbank > (da das Gerät klein und kompakt ist) So hatte ich das auch verstanden und die Größe der Schaltung ist schon bemerkenswert. Das überschwingen finde ich ggf. etwas bedenklich, muss aber sagen, dass ich mir das außer bei meinem Selbstbau noch nicht angeschaut habe. Interessant finde ich, dass die Eingangsspannung nur 1.7V über der Ausgangsspannung liegen muss. Das ist mir bei anderen Labornetzteilen so bisher noch nicht bewusst aufgefallen, da ist idR Vin = Vout+4 V oder mehr die Regel.
isofix schrieb: > 10 µOhm?? > > Eine 5mm Leiterbahn 2x1cm lang hat bereits 2mOhm = 2000µOhm Relevanz für eine elektronische Regelung? Ein Labornetzteil ist ja kein, was weiß ich, magnetischer Konstanter oder sowas. Effektiv, wenn Kelvin-Anschlüsse genutzt werden, stellt der Ausgangswiderstand (bei NF) nix anderes dar als die Schleifenverstärkung. Auch wenn keine Kelvin-Anschlüsse genutzt werden bzw. verfügbar gemacht werden, sollte ein LNG intern die Spannung direkt an den Ausgangsbuchsen abgreifen. Das fügt dann natürlich einen relevanten ohmschen Widerstand von so 1-2 mΩ ein. Macht man irgendwelche komischen Basteleien ("ich bau mir mal eine total generische Netzteilplatine für alle Netzteile von 0-500 V und 0-100 A, nur den Transistor tauschen!"), und das dann falsch verdrahtet wird, hat man natürlich noch interne Kabel- und Leiterbahnwiderstände und solche Späße.
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Michael K. schrieb: > Interessant finde ich, dass die Eingangsspannung nur 1.7V über der > Ausgangsspannung liegen muss. Das ist mir bei anderen Labornetzteilen so > bisher noch nicht bewusst aufgefallen, da ist idR Vin = Vout+4 V oder > mehr die Regel. ?? Selbst die klassische High-Side-Regelung (HP/Harrison, FS usw) kann den Pass-Transistor problemlos voll in die Sättigung fahren. So legt man ein LNG natürlich nicht aus (daher siehst du die Drop-Out-Spannung dort nirgends, sie ist einfach irrelevant), aber wenn man sowas unbedingt von geregelten (SMPS)-DC speisen möchte, kann man sich daran grob orientieren.
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So ungewöhnlich ist die Schaltung auch nicht: halt ein Schaltregler mit Linearregler dahinter. Die 1,7 V sind halt ein Kompromiss zwischen der Wärmefreisetzung and der Reserve für ein schnelles Nachregln. Die Ausgangstufe ist auch nocht mal wirklich low drop. Wenn man unbedingt wollte könnte man noch etwas weniger nehmen. Bei einem weniger schnellen Schaltregler will man ggf. auch mehr Reserve. An sich sollten da noch wenigstens einfache HF filter dazu, denn so gut sind die Linearregler in der Regel nicht gegen Ripple und Störungen im 700 kHz bereich. Die Filter hat sich LT wohl gespart um das ganz schön klein zu bekommen.
Vielen Dank für Eure Ansichten. Wenn man wirklich ein LNG konzipieren möchte, welches herkömmliche LNG in Sachen Ausregelzeit, Überschwingen, Regelgenauigkeit, Stabilität in den Schatten stellen kann, dann wird das schon ein extrem heausfordernde Angelegenheit und die Konstruktion stellt besondere Ansprüche. Die LNG Regelschaltung müsste dann eine Leistungsbandbreite um Hohen MHz Bereich haben und im Simulator einwandfrei beherrschbar und abgleichbar sein. Sobald man eine Schaltung hat die dort funktioniert hat man die Herausforderung eine Konstruktion zu erfinden die jene Eigenschaften realisierbar macht. Die Impulseigenschaften der Verstärkerschaltung müssten ähnlich wie bei einem traditionellen Oszilloskop Breitband Verstärker durch schaltungstechnische Maßnahmen optimiert werden können wo man jede Stufe gezielt kompensieren und einstellen kann um Überschwingen und Ansteigzeit im Griff zu haben und Stabilität zu gewährleisten. Das bedeutet wahrscheinlich auf Opamps verzichten zu müssen weil man nicht genügend Zugang zu den Innereinen hat um alle Schaltungsfeinheiten im Griff haben zu können. Auch wäre Zwei-Quadrantenbetrieb anzustreben. Der Aufbau müßte konsequent HF gerecht geplant werden. Schaltung und Aufbau müßten eine konstruktive Einheit sein. Konventionelle Verdrahtung wäre wegen der vielen unkontrollierbaren parasitischen Induktivitäten und Kapazitäten total unakzeptabel weil die Gesamtverdrahtung in die Eigenschaften des Ganzen voll eingeht. Bis zu den Laborklemmen muß alles stimmen. Das bedeutet, daß Regelteil und Endstufe und Ausgang physisch eine Einheit sein müßte. Die Leiterplattenverdrahtung müßte Induktivitätsarm im Extremen ausgeführt sein. Schaltung und Verdrahtungsausführung wird eine Einheit und muß so kurz wie möglich sein. Die Wahl der Komponenten muß extrem sorgfältig erfolgen und die HF Eigenschaften jedes Kondensator müssen bekannt sein. Die Wahl der Leistungstransistoren wird bestimmt nicht leicht sein weil besondere schnelle Varianten benötigt werden die auch allen anderen Leistungssnforderengen erfüllen. Typen wie 2N3055 u.ä. wären für ein solches Gerät lachhaft. Es müßten zumindest hochwertige NF-Endstufentypen sein. Vielleicht eine sorgfältig konzipierte MOSFET Leistungstufe mit einem schnellen Hochstromtreiber um das Gate/ Source C ohne Nennenswerte Phasenverschiebung steuern zu können. Wenn es ein BJT leistungstufe sein soll, dann sorgfältige Parallelschaltung verwendbarer schnellen Leistungstransistoren um alle notwendigen Eigenschaften zu besitzen. Ich bin der Ansicht, daß so ein LNG Design Extremanforderungen im Design und Aufbau stellt und sehr hohe Kosten und viel Zeit in der Entwicklung beanspruchen und verursachen würde. Deshalb frage ich mich dann letztlich ob es ob es für viele anfallende Laborarbeiten wirklich notwendig sei so ein Hochleistungs Super LNG außer als akademische Übung entwickeln zu wollen. In meiner Laborpraxis komme ich mit den üblichen "Verdächtigen" wie HP u.ä. ganz gut gerecht und bin mir deren Stärken und Schwächen bewußt. In vielen linearen Laborschaltungen kommt man an die Grenzen des LNG nicht einmal nahe daran. Da sind die normalen LNG eigenschaften durchaus adequät. Auch die Größe des leidigen Ausgangs Cs spielt da (für mich) keine große Rolle. Ich habe schon mit vielen Arten von Schaltungen gearbeitet und man kommt nur recht selten an die wirklichen Grenzen des LNGs heran. Wo man generell Probleme mit allen mir zugänglichen konventionellen LNGs hat, sind Impulslasten wie bestimmte DC Motore, gewisse Frequenzen von synamischen Lasten die bisher jedes normale LNG gleichermaßen beeinflußte. Mit einem nicht entstörten DC Motor kann man seine Wunder bei manchen LNGs erleben. Es wäre bestimmt eine interessante Herausforderung so ein Extrem LNG zu entwickeln und konstruieren; ich zweifle allerdings daran ob es viel praktischen Wert hätte. Und jetzt Feuer frei... Mfg, Gerhard
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Gerhard O. schrieb: Nichts als Mumpitz und völlig am Kern der Sache vorbei. Du meinst also mit einer superschnellen Schaltung und ihrem adäquaten Aufbau wäre es getan? Lächerlich. So eine Schaltung mit etlichen MHz und viel Strom/Leistung ist schon lange kein Problem mehr. Aber trotzdem gibt es kein entsprechend schnelles Labornetzteil, weil diese Schaltungen die kapazitive Last bzw. den großen Bereich der möglichen Kapazitäten nicht vertragen. Das eigentliche Problem ist nicht die Geschwindigkeit des Reglers, sondern seine dynamische Stabilität, also die Sicherheit vor Schwingen/Überschwingen in dem großen Bereich der möglichen Lasten. > Ich bin der Ansicht, daß so ein LNG Design Extremanforderungen im Design > und Aufbau stellt LOL, 100mmx60mm einseitig, THT-Bauelemente.
Deine Beschreibung klingt mehr nach Messsender und weniger nach Labornetzgerät. Selbst die (im Vergleich zu normalen LNGs) sehr schnellen dynamischen Versorgungen sind nicht mal ansatzweise so aufwändig aufgebaut. (Tatsächlich, wie ArnoR mir gerade zuvorgekommen gesagt hat, "100mmx60mm einseitig, THT-Bauelemente" - gut, nicht gerade einseitig, und die Platine ist nicht 100x60, weil man heutzutage nur 1-2 Platinen in den Kasten packt, aber es trifft den Kern) Andererseits, wenn du 50 ns* Ausregelzeit eines 10-90 % Lastsprunges auf 0.01 % ohne Überschwingen bei 10 nF* Ausgangskapazität haben möchtest, dann ... ja dann muss man den Aufwand wohl treiben. Aber dann darf die Last natürlich nicht mit Drähten an den 4 mm Buchsen angeschlossen sein, sondern muss direkt zwischen den Buchsen sitzen ... (besser noch direkt im LNG :-) ... was passiert eigentlich, wenn ich an diesen Messsender^WLabornetzgerät einen 10000 µF Elko, und parallel dazu einen verlustarmen Folienkondensator mit einigen 10 µF anschließe ...? Gerhard O. schrieb: > Die Impulseigenschaften der Verstärkerschaltung müssten ähnlich wie bei > einem traditionellen Oszilloskop Breitband Verstärker durch > schaltungstechnische Maßnahmen optimiert werden können wo man jede Stufe > gezielt kompensieren und einstellen kann um Überschwingen und > Ansteigzeit im Griff zu haben und Stabilität zu gewährleisten. Das > bedeutet wahrscheinlich auf Opamps verzichten zu müssen weil man nicht > genügend Zugang zu den Innereinen hat um alle Schaltungsfeinheiten im > Griff haben zu können. Das halte ich für den grundsätzlich falschen Ansatz, gerade heute, wo sehr schnelle und driftarme Präzisions-Operationsverstärker problemlos und kostengünstig verfügbar sind. Schon ein OP37 hat bereits über 60 MHz fT und deutlich unter 1 µV/K Drift, und ist dabei auch noch recht rauscharm. * jeweils Faktor 500-10000 besser als normale LNG
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Lurchi schrieb: > So ungewöhnlich ist die Schaltung auch nicht: halt ein > Schaltregler mit > Linearregler dahinter. Die 1,7 V sind halt ein Kompromiss zwischen der > Wärmefreisetzung and der Reserve für ein schnelles Nachregln. Die > Ausgangstufe ist auch nocht mal wirklich low drop. Wenn man unbedingt > wollte könnte man noch etwas weniger nehmen. Bei einem weniger schnellen > Schaltregler will man ggf. auch mehr Reserve. Sowas ähnliches gab es auch schon vor 50Jahren, nur dass man damals keinen Schaltregler sondern eine Thyristorregelung (entweder mit einem steuerbaren Gleichrichter oder mit einem separaten Thyristor zwischen Gleichrichterbrücke und Kondensator, dieser wird gezündet solange die Spannung am Kondensator größer wie die am Gleichrichter ist. ) eingesetzt hat. Ergebniss war das gleiche, man kann einen viel kleineren (oder keinen...) Kühlkörper verwenden. Als weitere Alternative gibts noch die Vorregelung mit einem Triac auf der Primärseite des Transformators, als Phasenanschnittsteuerung. Oder man hat eben Transformatoren mit Anzapfungen verwendet und passend (Luxusversion: mit einer schönen Mechanik automatisch) umgeschaltet. Weshalb man allerdings einen normalen Transformator (groß und schwer) mit einem Stepdown-Schaltregler und dann noch mit einem zusätzlichen Linearregler kombinieren will, verstehe ich nicht. Vernünftigerweise hätte man da ein Primärgeregeltes Schaltnetzteil mit einem Linearregler kombiniert. Damit kann man dann wirklich gute und leichte Schaltnetzteile bauen
Lurchi schrieb: > Das besondere an der Schaltung ist die geringe Größe und der recht gute > Wirkungsgrad. Das war es dann aber auch schon fast mit den positiven > Eigenschaften. > > Ein Problem sind da schon mal die 2 mal 10 mOhm am Ausgang - das > erleichtert es die Regelung stabil zu bekommen, aber im Vergleich zu > einem richtigen Labornetzteil ist das sehr viel. Das will man eigentlich > eher DC Ausgangswiderständen im Bereich 10 µOhm. > > Auch die Geschwindigkeit mit der die Strombegrenzung anspricht ist nicht > so gut - 1,5 A mehr Strom als Eingestellt für fast 100 µs sind schon > übel. Da hilft es auch nicht das man den als Bauteil vorhandenen > Ausgangskondensator klein machen könnte (auf Kosten der Transisenten), > wenn sich die Regelung verhält als hätte man noch einmal ein paar mF > dazu. Wenn Du Schaltungen ohne lokale Versorgungen entwickelst, die auf diese Parameter, die Du da kritisiertst angewiesen sind ... Dann hast Du als Entwickler ein Problem. Ein massives Problem. Schon mal nachgerechnet was 5mOhm x 3 A ausmachen? Sensationelle 15mV. Die normalen Chinaböller zeigen - wenn alles gut geht 100mV +/- 2 Digit (wenn das eingebaute Voltmeter einen guten Tag hat) an.... Wenn ich entwickle... dann steht meistens als erstes: 24V -30 /+20% Versorgungsspannung... und das sind die moderaten Teile.... Also. Laß die Kirche im Dorf und freu Dich daß LT vielen Leuten die Denkarbeit abnimmt und die Basics für ein brauchbares Netzteil zur Verfügung stellt, ohne daß gleich ein HKW dabei entsteht. Grüße MiWi
Für ein komplettes Netzteil wäre der Weg direkt von der Netzspannung dann schon passender, vor allem bei höherer Leistung. Für kleine Leistung (z.B. 50 -100 W kann man auch noch den klassischen Trafo für weniger HF-störungen nutzen, dann aber eher mit 2-3 Abgriffen statt Schaltregler. Die LT Platine ist auch mehr ein Demo-board um zu zeigen was Schaltregler und linearregler leisten können, weniger als Bauplan für ein Labor-Netzteil. So super schnell muss die Regelschaltung in der Regl auch nicht sein. Auch die älternen Designs mit 3055 oder ähnlichem und langsamen OPs wie OP07 sind nicht so schlecht. Für kleinere Ausgangskapazität kann man etwas schneller werden, viel über 1 MHz muss man dabei aber eher nicht gehen - das überlässt man dann doch lieben einem 1 µF oder so Kondensator am Ausgang. Wenn überhaupt bezieht sich die wirklich schnelle Regelung auf eine innere Schleife etwa eines NPN-PNP Paares - den größten (< 100 kHZ) Teil kann dann ggf. auch ein gemütlicher OP übernehmen. Mit dem Aufbau muss man schon etwas aufpassen weil bei niederohmigen Leitungen Induktivitäten schon störend werden - beim Oszilloskop kämpft man eher mit parasitären Kapazitäten auf hochohmigen Leitungen und es ist auch einiges schneller und jede Abweichung im Frequenzgang stört. So etwas wie die Leistungstransistoren über 50 cm lose Kabel anzuschließen sollte man sich schon verkneifen, schon weil es schlecht reproduzierbar ist. Für die Stabilität hat dabei der Aufbau als 2 Quadranten-Regler sogar Vorteile: man auch 2 Leistungshalbleiter die AC mäßig zusammenarbeiten und damit eher weniger Ausgangsimpedanz. Insbesondere kann man den Fall umgehen, dass der Ausgangstransistor gerade wenig bis keinen Strom treibt und dadurch langsam wird. Bei Lastwecheln mit größerer Kapazitiver Last lässt sich der Fall durch einen einfachen Ruhestrom nicht so einfach vermeiden.
Lurchi schrieb: > Für die Stabilität hat dabei der Aufbau als 2 Quadranten-Regler sogar > Vorteile: man auch 2 Leistungshalbleiter die AC mäßig zusammenarbeiten > und damit eher weniger Ausgangsimpedanz. Insbesondere kann man den Fall > umgehen, dass der Ausgangstransistor gerade wenig bis keinen Strom > treibt und dadurch langsam wird. > Bei Lastwecheln mit größerer > Kapazitiver Last lässt sich der Fall durch einen einfachen Ruhestrom > nicht so einfach vermeiden. Allerdings darf man den Ruhestrom dann auch nicht mit irgendeiner Müllschaltung (Ube-Multiplizierer oder sowas) einstellen, sondern der muss dann schon geregelt sein. Denn, das wird oft vergessen, die einfache (und unzuverlässige, und ungenaue, und instabile) Vorspannungserzeugung sorgt nur für einen Querstrom im Ruhefall. Sobald ein Strom durch einen Transistor fließt, der ungefähr den Ruhestrom übersteigt, steigt dessen Ube leicht an [intrinsisch und durch den Emitterwiderstand], und durch den anderen Transistor fließt wieder kein Strom. Ups!
ArnoR schrieb: > Gerhard O. schrieb: > > Nichts als Mumpitz und völlig am Kern der Sache vorbei. Wirklich? > > Du meinst also mit einer superschnellen Schaltung und ihrem adäquaten > Aufbau wäre es getan? Lächerlich. So eine Schaltung mit etlichen MHz und > viel Strom/Leistung ist schon lange kein Problem mehr. Aber trotzdem > gibt es kein entsprechend schnelles Labornetzteil, weil diese > Schaltungen die kapazitive Last bzw. den großen Bereich der möglichen > Kapazitäten nicht vertragen. Das eigentliche Problem ist nicht die > Geschwindigkeit des Reglers, sondern seine dynamische Stabilität, also > die Sicherheit vor Schwingen/Überschwingen in dem großen Bereich der > möglichen Lasten. Tektronix schaffte das durchaus sehr zufriedenstellend in ihren Oszilloskop Vertikalverstärkern die ein sehr beispielshaftes rechteckiges Verhalten in Bezug auf Überschwingen und Ansteigzeit zeigten. Natürlich kann man einen OVA nicht mit einer LNG Schaltung vergleichen aber es zeigt doch, dass das Schaltungsverhalten so gezüchtet werden kann. > >> Ich bin der Ansicht, daß so ein LNG Design Extremanforderungen im Design >> und Aufbau stellt > > LOL, 100mmx60mm einseitig, THT-Bauelemente. Das wäre in der Tat recht kompakt und kommt den Wünschen der modernen Technikbenutzern nach sehr kleinen Geräten sehr entgegen. Man muß nur hoffen, daß die Hersteller bald auf dieses neue Technik Paradigma nachholen. Weil wir gerade dabei sind. Welche LNgs verwendest Du im Zuge Deiner beruflichen Tätigkeit? Welcher Leistungsbereich ist für Dich von Interesse? Welche Anforderungen genügen Dir normalerweise? Naja, wenn die Schwierigkeiten so herausfordernd sind, eine neue Art von LNG Topologie zu realisieren sollten wir uns wahrscheinlich folgerichtig dann doch auf die jahrzehntelangen Erfahrungen von den einschlägigen professionellen LNG Hersteller verlassen müssen und uns mit deren Leistung im Labor zufrieden geben. Da sich die meisten normalen Geräte in der Klasse unter 100W in den Kenndaten ziemlich gleichen, muß man annehmen darin den augenblicklichen Stand der Technik zu erkennen zu können und werden wahrscheinlich auch der Mehrzahl der Entwickler genügen. Das deckt sich auch mit meinen eigenen Erfahrungen. Mit meinen HP LNGs bin ich in der Praxis in der Tat sehr zufrieden und finde die Diskussion nach noch leistungsfähigeren LNG eher einen Streit um des Kaisers Bart. Als Schaltungsvorschlag ist das LT Design durchaus beachtenswert und könnte die Basis für ein "Taschen" LNG dienen. Mfg, Gerhard
Gerhard O. schrieb: > Tektronix schaffte das durchaus sehr zufriedenstellend in ihren > Oszilloskop Vertikalverstärkern die ein sehr beispielshaftes > rechteckiges Verhalten in Bezug auf Überschwingen und Ansteigzeit > zeigten. Du vergleichst Äpfel mit Birnen. Natürlich kann man unter praktisch konstanten Bedingungen sowas machen. Aber bei einem Labornetzteil ist die Last weitgehend unbestimmt und über etliche Dekaden veränderlich und trotzdem muss das Ding immer überschwingungsfrei arbeiten. > Natürlich kann man einen OVA nicht mit einer LNG Schaltung vergleichen Doch, ein LNG ist nichts anderes als ein Leistungsverstärker für eine Polarität.
ArnoR schrieb: > Gerhard O. schrieb: >> Tektronix schaffte das durchaus sehr zufriedenstellend in ihren >> Oszilloskop Vertikalverstärkern die ein sehr beispielshaftes >> rechteckiges Verhalten in Bezug auf Überschwingen und Ansteigzeit >> zeigten. > > Du vergleichst Äpfel mit Birnen. > Natürlich kann man unter praktisch konstanten Bedingungen sowas machen. > Aber bei einem Labornetzteil ist die Last weitgehend unbestimmt und über > etliche Dekaden veränderlich und trotzdem muss das Ding immer > überschwingungsfrei arbeiten. Ich wollte damit nur betonen, dass man Schaltungen züchten kann die dem Idealverhalten näher kommen kann. Sicher, ein LNG ist ein schwieriger Fall und gebe Dir natürlich recht in dieser Beziehung. > >> Natürlich kann man einen OVA nicht mit einer LNG Schaltung vergleichen > > Doch, ein LNG ist nichts anderes als ein Leistungsverstärker für eine > Polarität. Stimmt. Aber der OVA ist allerdings für den Einsatz als Plattenverstärker unter kontrollierten und konstanten Last Bedingungen gedacht. Allerdings wäre ein Zwei Quadranten LNG, ähnlich dem HP6632A besser geeignet um das dynamische Verhalten besser in den Griff zu bekommen. Damit ließe sich auch viel mehr machen. Mfg, Gerhard
ArnoR schrieb: > Doch, ein LNG ist nichts anderes als ein Leistungsverstärker für eine > Polarität. Eigentlich sogar für beide Polaritäten, der negative Teil der im Prinzip Gegentaktstufe wird aber idR in LNGs nicht mit eingebaut da es ja dann doch einfacher ist einfach die Buchsen entsprechend zu benutzen ;)
Gerhard O. schrieb: > Tektronix schaffte das durchaus sehr zufriedenstellend in ihren > Oszilloskop Vertikalverstärkern die ein sehr beispielshaftes > rechteckiges Verhalten in Bezug auf Überschwingen und Ansteigzeit > zeigten. Nur das die Vertikalverstärker an die Röhre angepasst wurden. Das ist eine Last, und der Frequenzgang musste sogar für diese eine relativ eng tolerierte Last abgeglichen werden. Topologisch waren Oszilloskopverstärker normalerweise mit lokalem Feedback und Linearisierung in jeder einzelnen Stufe aufgebaut, um hohe Bandbreite nahe und über der fT der verwendeten Transistoren und sehr schnelles Erholverhalten von Überlastungen der Eingänge zu erreichen. Beides ist aber in einem LNG egal.
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Mittlerweile bin ich der Ansicht, daß auch beim LNG Schaltungsfeinheiten und Art des Aufbaus einen großen Einfluß auf das Endverhalten des fertigen Geräts haben. Ein LNG sollte mindest nach den Grundsätzen guten NF-Verstärker Aufbaus gestaltet werden. Auch die Verbindungen zu den Ausgangsbuchsen muß gut durchdacht realisiert werden. Kurze induktionsarme Verbindungen sind wichtig und die Sense Leitungen. Mit meinem LNG30 bin ich in der Hinsicht nicht ganz zufrieden. Bei schnellen Impulslasten zeigen sich Leitungsresonanzschwingungseffekte im MHz Bereich die das HP3610A unter gleichen Bedingungen nicht hat.
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Gerhard O. schrieb: >>> Ich bin der Ansicht, daß so ein LNG Design Extremanforderungen im Design >>> und Aufbau stellt >> >> LOL, 100mmx60mm einseitig, THT-Bauelemente. > > Das wäre in der Tat recht kompakt und kommt den Wünschen der modernen > Technikbenutzern nach sehr kleinen Geräten sehr entgegen. Man muß nur > hoffen, daß die Hersteller bald auf dieses neue Technik Paradigma > nachholen. Da hast du (und Marian oben) mich wohl falsch verstanden. Das ist die Platine meines LNG, das genau die verlangten Daten liefert. Cout=1µF, stabil bei beliebiger Last, Ausregelzeit bei Lastsprüngen <1µs (ohne Über-/Unterschwingen), 0...20V, 2A. Ich würde doch solche Dinge hier nicht fordern, wenn ich nicht wüsste das es geht.
Die Verstärker in Oszilloskop sind schon deultich anders: - eher hohe Impedanz, also eher parasitäre kapazitäten als Problem - Forderung nach fast idealem Frequenzgang - konstante Last - einiges höhere Frequenzen Bein Labornetzteil hat man degegen - variabel Last, auch wenn der kritische Fall i.A. die kapazitive Last ist - sehr niedrige Ausgangsimpedanz, also eher kritische parasitäre Induktivitäten als Kapazitäten - nur die Forderung nach Stabilität. Kleine Schlenker im Frequenzgang sind dafür ggf. sogar nötig. Die Ähnlichkeit ist deutlich größer zwischen Audioverstärkern und LNG. Beim HP6632A wird das sogar recht offenschtlich - die Ausgangsstufe ist im wesentlichen ein Klasse AB verstärker. Allerdings ist die Stabilität bei variabler Last auch immer ein Problem bei den Vestärkern. Das HP Netzteil HP6632A ist schon eher ein 4 Quadranten Netzteil - das kann man beide Polaritäten mit ähnlich hoher Spannung raus bekommen. Für eine schnelle Regelung braucht man eigentlich nur die Möglichkeit auch die Spannung schnell zu reduzieren und ggf. auch minimal (z.B. -100 mV) in den negativen Bereich, weil man dis Limit kaum genau bei 0 hinbekommt. Die Möglichkeit als Stromsenke zu arbeiten braucht dann aber ggf. auch ein 2. Stromlimit für das andere Vorzeichen.
Gerhard O. schrieb: > ähnlich dem HP6632A Wenn dann sollte man sich bei den Anforderungen eher an die deutlich moderneren HP 663xB orientieren, die bereits eine (überlagerte) digitale Regelung besitzen und als Feature auch CC beim "sinken" beherrschen. BTW: 2-Quadranten Betrieb würde ich als generelle Anforderung an ein modernes LNG stellen. Wer die Verwendung als elektronische Last einmal zur Verfügung hatte, möchte das auch im Bastel-Alltag nicht mehr missen...
Lurchi schrieb: > Das HP Netzteil HP6632A ist schon eher ein 4 Quadranten Netzteil Na das halte ich für ein Gerücht. Was Du meinst ist dann schon eher eine SMU.
ArnoR schrieb: > Cout=1µF, > stabil bei beliebiger Last, Ausregelzeit bei Lastsprüngen <1µs (ohne > Über-/Unterschwingen), 0...20V, 2A Wow! nicht mal 1% Spike? Ich glaube, du wirst uns deine Schaltung hier nicht verraten, kenne ich auch Grund dafür. Aber ein geheimer Tipp für die Gemeinde hier wäre sehr nett von dir :-)
Nach den Beiträgen hier, wäre dann ja ein Audioverstärker-Design ein brauchbarer Ausgangspunkt. Der wäre schnell da auch aktiv senkend, hätte 2-Quadrantenbetrieb (als Brücke sogar 4-Quadranten), könnte als Last arbeiten.
Abdul K. schrieb: > Der wäre schnell da auch aktiv senkend, hätte > 2-Quadrantenbetrieb (als Brücke sogar 4-Quadranten) Ein (klassischer Class-AB) Audioverstärker ist bereits ein 4-Quadranten-Verstärker...
Marian . schrieb: > Ein (klassischer Class-AB) Audioverstärker ist bereits ein > 4-Quadranten-Verstärker... Wie bekommst du denn mit ner Halbbrücke die vier Quadranten hin? Ein klassischer Class-AB ist doch nur ne Halbbrücke oder hab ich grad die falsche Schaltung im Kopf?
Michael K. schrieb: > Marian . schrieb: >> Ein (klassischer Class-AB) Audioverstärker ist bereits ein >> 4-Quadranten-Verstärker... > > Wie bekommst du denn mit ner Halbbrücke die vier Quadranten hin? Mit der bei Audioverstärkern normalerweise genutzten symmetrischen Versorgung?
Das ist dann aber blöd mit der Versorgung, denn beide Hälften müßten die volle Leistung bringen können. Allerdings nur abwechselnd, was die Sache etwas entspannter macht. Gut, symmetrisch oder Brücke ist eigentlich eher ein unwichtiges Detail. Interessanter wäre nun die Frage der Steuerung und Regelschleife.
Abdul K. schrieb: > Allerdings nur abwechselnd, was die Sache > etwas entspannter macht. Zumindest statisch. Wenn jemand andererseits auf die Idee kommt, so eine Versorgung als Laborverstärker zu nutzen - denn sie würde ja zumindest einige hundert Hz Leistungsbandbreite haben - kann ein - in der Annahme, dass nur eine Hälfte Laststrom liefert - so dimensionierter Trafo dann überlastet werden. Da muss man sich die Frage stellen, ob man ein 4-Q-Netzteil haben möchte, dass man effektiv a) als bipolares Netzteil nutzt, das Vorzeichen der Ausgangsspannung also quasi-statisch ist, oder ob (b) das effektiv ein Laborverstärker / Power Op Amp werden soll. Beide sind praktisch identisch zu Audioverstärkern, nur dass man hier deutlich konservativer kompensieren wird, damit es eben auch als LNG an 1000 µF stabil bleibt. Der Unterschied zwischen a) und b) wird sein, wie man das eigentliche Netzteil (Trafo oder primärgetaktet, erstmal unwichtig) auslegt, und wie man die Sache mit dem Ruhestrom handhabt. a) ist da entspannter als b). Tendenziell wird man bei b) auch eine größere Bandbreite erreichen wollen, von der man bei Dingen wie z.B. Versorgungs-Sweeps oder PSRR-Messungen bei Netzfrequenz jetzt nicht sonderlich viel braucht.
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Mit 200 $ ist die Platine von LT nicht gerade preiswert. Geht das preiswerter? Sammelbestellung? Platine auflegen?
Für die Regelung ist es relativ egal ob das eine quasi-statische Ausgangsspannung oder ggf. auch eine niederfrequente Wechselspannung sein darf. Die Last die man zulässt bzw. wie niedrig die Ausgangsimpedanz sein soll gibt vor wie schnell die Bandbreite der Regelschleife sein sollte. Beim Laborverstärker wird man ggf. noch etwas mehr als beim Labornetzteil auf eine niedrige Kapazität am Ausgang achten, dafür aber ggf. eher Abstriche bei schwieriger Last machen. Sonst sind da aber wenig Unterschiede - es kann also auch eine Schaltung beide Funktionen übernehmen. Die Belastung für den Trafo wäre als Wechselspannungsquelle auch nicht höher, sondern eher sogar niedriger: Bei Gleichspannung wird immer nur eine Seite belastet, bei Wechselspannung im Wechsel die eine oder andere. Dazu kommt dann noch das man beim Sinus im mittel nur etwa 70% des Spitzen-Stromes hat. Ungünstig wird es ggf. für die Transistoren bei einer Kapazitiven oder induktiven Last: die Bekommen ggf. mehr Wärme ab. Für den Biasstrom muss man halt berücksichtigen das die beiden Hälften ggf. unterschiedlich warm werden. Wenn man schon 4 Quadranten vorsieht, würde ich so ein Gerät auch mehr als Laborverstärker auslegen und ggf. auch als Wechselspannungsquelle vorsehen. So hätte man dann auch mal 60 Hz oder einen sauberen Sinus (im Vergleich zum Netz) zur Verfügung. Wenn man nur einen 2 Quadranten Betrieb haben will, reduziert man halt die negative Versorgung so weit, dass man noch gerade so unter 0 kommt. Der Übergang ist da sozusagen fließend.
Ja genau Lurchi. Sowas macht auch Sinn zu bauen, denn fertig wäre es sehr teuer und "normale" Labornetzteil lohnen nicht mehr den Selbstbau. Habe darüber schon öfters nachgedacht, aber es erschien mir bislang doch recht aufwändig alles auszulegen.
Angehängte Dateien:
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NTSYM1_1_.gif
5,5 KB
Marian . schrieb: > in der Annahme, > dass nur eine Hälfte Laststrom liefert - so dimensionierter Trafo dann > überlastet werden. Lurchi schrieb: > Die Belastung für den Trafo wäre als Wechselspannungsquelle auch nicht > höher, sondern eher sogar niedriger: Bei Gleichspannung wird immer nur > eine Seite belastet Kann ich nicht ganz nachvollziehen. Wird nur eine der beiden symmetrischen Teilspannungen des Verstärkers belastet, so fungiert der Trafo + Gleichrichter als klassische 2-Dioden-zwei-Wege-Gleichrichterschaltung mit Mittelabgriff am Trafo. Beide Teilwicklungen werden symmetrisch belastet, abwechselnd jeweils in der positiven und negativen Halbwelle vom Netz.
Die Schaltung von LT ist halt ein recht teures Demo Board, das soll nicht als fertiges Gerät dienen. Wie oben schon einmal einer geschrieben hat ist so eine Schaltung vor allem was, wenn man eine Batterie als Quelle hat, nicht als Netzteil. Vor allem würde ich dem noch einen Filter vor und hinter dem Schaltregler spendieren. Die LT Plantine ist also noch nicht einmal wirklich gut. Für die Strommessung bräuchte man wohl auch noch einen Verstärker für die Spannung an den 10 mOhm shunts.
Lurchi schrieb: > Für die Strommessung bräuchte man wohl auch noch einen Verstärker für > die Spannung an den 10 mOhm shunts. Der LT3081 hat für diesen Zweck eigentlich einen Stromausgang nach Masse hin. Da braucht man nur einen Widerstand entsprechender Größe gegen Masse anschließen und den Spannungsabfall messen. Es ist mir aber ohne weiteres Studium des Datenblatt im Augenblick unklar ob bei Vout gegen Null (Kurzschluß) das noch funktioniert weil ja nur 1.7V am LT3081 anliegen. Naja, das Wahre vom Ei ist dieses Design höchstwahrscheinlich leider nicht und man muß beim Nachbau zumindest gewisse Einschränkungen hinnehmen. Schneller als viele herkömmliche LNGs ist es allerdings schon. Ich könnte mir allerdings das Design durchaus als "Taschen LNG" vorstellen. Für Vieles was im täglichen Bereich vorkommt ist es bestimmt ausreichend. Mit zusätzlichen sorgfältig bemessenen LC Filtern und gut durchgedachten Aufbau könnte man die Schaltreglerstörungen auf einen akzeptablen Wert reduzieren. Mit einem externen 35V SNT wäre die Anordnung sogar durchaus als kompakt zu bezeichnen. Ein Chinesisches Billig Voltmeter Modul könnte zur Anzeige von V/I dienen. Also, ganz abschreiben sollte man das Design vielleicht doch nicht unbedingt. Also, zurück zum Schreibtisch und den PC wieder mit LTSpice quälen... Gruß, Gerhard
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Hat schonmal jmd. einen Billignachbau versucht? Da ja die LT Bauteile sehr teuer sind, dachte ich, dass es auch billiger gehen muss. Leider finde ich keinen ähnlichen Ersatz für die LT3081. Kennt Ihr da was? Grüßle
J. D. schrieb: > Hat schonmal jmd. einen Billignachbau versucht? Billig bekommst Du von Ali aus China, billiger kannst Du das nicht selbst bauen. Das lohnt nur wenn Du was vernünftiges willst und entsprechend investierst.
Mir würden die technischen Daten von dem LT LNG schon reichen. Aber gibt es keine billigere ICs? Ansonsten gibt es doch auch von jedem anderen IC ähnliche Typen von anderen Herstellern
LT verdient sein Geld hauptsächlich mit Dingen, die andere Hersteller nicht liefern (können).
Die LT3081 und ähnliche sind schon anders als die üblichen Spannungsregler. Einen 1:1 Ersatz wüsste ich nicht. Die Schaltung ist ja auch nicht einmal besonders gut. Wenn man so etwa ähnliches erreichen will, sollte sowieso einen etwas anderen Weg wählen. So fern es von der Spannung passt etwa ein LT1575 für die Ausgangsstufe, oder ganz klassisch mit OPs und NPN Darlington als Ausgangsstufe.
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