Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Operationsverstärker -> Vorstufe -> Endstufe für Netzteil


von Chris (Gast)


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Hi,

ich habe einen Trafo und ein Kühlblech mit Transistoren ausgegraben und 
daraus eine einstellbare Spannungsquelle gebaut, mit der ich auch im 
Winter nicht frieren muss :) Funktioniert auch (mit max 4A für eine 
Stunde mit lauter Kühlung getestet), aber der Aufbau ist bestimmt nicht 
optimal. Ich habe keine Erfahrung mit Transistor-Schaltungen und lese 
mich gerade im Elko ein.

Die "Endstufe" besteht aus 4 MJ15003G (3 eingezeichnet), die auf dem 
Blech montiert waren. Den maximalen Strom habe ich mit (kurzzeitig) 10 A 
angesetzt. Q2 ist ein TIP41C, Q1 ein BC550B.

Ist es richtig, zwischen R1 und Q1 keinen Spannungsteiler gegen Masse 
einzubauen? Meine Überlegung: Mit Spannungsteiler müsste der OP mehr 
Strom liefern, um den gleichen Strom in Q1 zu drücken. Andererseits 
schließt Q1 eventuell schneller, wenn man einen Widerstand gegen GND 
verbaut? Einige Netzteile haben das ja in der Endstufe.

Bei den MJ15003G ist beim beta / hfe ein Bereich angegeben. Wenn ich das 
durchrechne, erhalte ich eine große Spanne für den benötigten 
Basisstrom. Vermutlich muss ich den ungünstigsten Fall  / höchsten 
Basisstrom / niedrigstes beta annehmen und die Schaltung so auslegen?

Die 8V-Versorgung ist stabilisiert. Ich denke, ein einfacher Widerstand 
reicht als Konstantstromquelle für Q2 aus.

R1 würde ich gerne verkleinern und D1 durch eine LED ersetzen. In dem 
Fall müsste ich vermutlich doch einen Spannungsteiler gegen Masse 
einbauen um den Basisstrom von Q1 zu begrenzen?

Q2 benötigt wohl im worst case um die 30 mA an der Basis. Daher habe ich 
Q1 eingefügt. Wenn ich für Q2 1,7V (Darlington-Stufe, also 2 
Transistoren hintereinander) annehme, fallen an R2 6,3V ab. Geteilt 
durch 30mA wären 210 Ohm. Richtig gedacht?


Danke!

Chris

von U. M. (oeletronika)


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> Chris schrieb:
> Die "Endstufe" besteht aus 4 MJ15003G (3 eingezeichnet), die auf dem
> Blech montiert waren. Den maximalen Strom habe ich mit (kurzzeitig) 10 A
> angesetzt. Q2 ist ein TIP41C, Q1 ein BC550B.
> Ist es richtig, zwischen R1 und Q1 keinen Spannungsteiler gegen Masse
> einzubauen?
Ist nicht nötig, würde aber auch nicht schaden.
Einerseits wird die Dynamik verbessert, aber auch die Störfestigkeit.

> Bei den MJ15003G ist beim beta / hfe ein Bereich angegeben. Wenn ich das
> durchrechne, erhalte ich eine große Spanne für den benötigten
> Basisstrom. Vermutlich muss ich den ungünstigsten Fall  / höchsten
> Basisstrom / niedrigstes beta annehmen und die Schaltung so auslegen?
Im Prinzip ja, wenn du keine genaueren Infos über die Transitoren hast.
Aber bei einem Bastelprojekt kannst du ja auch die notwendigen 
Basiströme ausmessen. In der Regel wirst du nicht die mininmale 
Stromverst. ermitteln, zumal du ja auch nicht den Kollektorstrom von 5A 
ausnutzen willst.

> Die 8V-Versorgung ist stabilisiert. Ich denke, ein einfacher Widerstand
> reicht als Konstantstromquelle für Q2 aus.
Die Endstufe an 20V zu hängen, dann aber über R2 den Basistrom von 8V zu 
holen, das wird nicht funktionieren.

Denke auch mal darüber anch, den Q2 als pnp-Typ zu nutzen.

> R1 würde ich gerne verkleinern und D1 durch eine LED ersetzen. In dem
> Fall müsste ich vermutlich doch einen Spannungsteiler gegen Masse
> einbauen um den Basisstrom von Q1 zu begrenzen?
Der Basisstrom stellt sich durch die Regelschleife ein.
Aber durch eine niederohmigere Beschaltung mit R von Basis gegen Masse 
erreichst du einen ausreichenden LED-Strom.

> Q2 benötigt wohl im worst case um die 30 mA an der Basis.
> Bei einem minimalen Beta von 25 bei 10A Kollektorstrom muss der Treiber Q2 max. 
ca. 400mA liefern. Praktisch werden es wohl nur 150...200mA sein.
Dafür braucht es bei einem Beta angenommen 50 nur ca. 8mA an der Basis.

> Daher habe ich Q1 eingefügt.
Ich denke, so funktioniert die Schaltung eh nicht.

Wenn du möchstest, dann schau dir meine alten Schaltungen mal an.
Die sind auch alle praktisch umgesetzt worden.
http://uwiatwerweisswas.schmusekaters.net/Uwi/ELEKTRONIK/StromVersorgung/ALTE_NT/
Gruß Öletronika

: Bearbeitet durch User
von Chris (Gast)


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Hallo Öletronika,

vielen Dank!

> Die Endstufe an 20V zu hängen, dann aber über R2 den Basistrom von 8V zu
> holen, das wird nicht funktionieren.
Richtig... aus meinem Schaltbild ging nicht hervor, dass die 
Schaltungsmasse, auf die sich auch die Hilfsspannungen beziehen, am 
positiven Ausgang des Netzteils hängt. Somit sind die 8V immer 8V über 
Emitter, abzüglich Spannungsabfall der Emitterwiderstände.

> Ich denke, so funktioniert die Schaltung eh nicht.
Doch, sie läuft sogar ganz gut :)
Das Bild zeigt Lastwechsel von 0,5 auf 4A bei einer eingestellten 
Spannung von ca. 10 V.

von Chris (Gast)


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(Kanal 2 blau ist die Spannung, Kanal 1 gelb war glaube ich die Spannung 
an der Basis von Q2.

von MaWin (Gast)


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Chris schrieb:
> Richtig... aus meinem Schaltbild ging nicht hervor, dass die
> Schaltungsmasse, auf die sich auch die Hilfsspannungen beziehen, am
> positiven Ausgang des Netzteils hängt. Somit sind die 8V immer 8V über
> Emitter, abzüglich Spannungsabfall der Emitterwiderstände.

Lass die Invertierung durch Q1 sein und hänge Q2 direkt an den OpAmp, 
das erleichtert die Stabilität.

Vermutlich willst du einen zweiten OpAmp diodenentkoppelt dazubauen.

Der Teil deiner Schsltung den du gezeigt hast, ist nur der halbe, die 
Rückkopplung mit Sollwerten und Schleifenkomoensation ist ebtscheidend.

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> Chris schrieb:
> Richtig... aus meinem Schaltbild ging nicht hervor, dass die
> Schaltungsmasse, auf die sich auch die Hilfsspannungen beziehen, am
> positiven Ausgang des Netzteils hängt.
Ok, dann geht das natürlich.
Nur konnte man dies ja nicht aus der Schaltung entnehmen, weil die 8V ja 
nicht als unabhängig von den 22V gekennzeichnet sind.

Ich meine, dass du den Transistor Q1 trotzdem nicht benötigst.
Jeder zusätzliche Transistor wird die Regeldynamik verschlechtern.
Wenn Q2 nicht gerade einen sehr mieses Beta hat, dann brauchst du auch 
nur wenige mA Basisstrom an Q2.

Und wenn du schon so ein Netzteil selber bastelst, dann überlege doch 
mal, ob du nicht auch gleich eine Stromquellenschaltung mit vorsehen 
willst.

Wie weit willst du es mit dieser Stromversorgung den treiben?
Soll es eher schnell und günstig werden oder eher Richtung high-end?
Gruß Öletronika

von Chris (Gast)


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Hallo MaWin,

das war mein erster Ansatz, aber der Strom des Operationsverstärkers 
reicht wohl nicht. Ob ich eine einstellbare Strombegrenzung einbaue, 
weiß ich noch nicht.
Die restliche Schaltung folgt.

von Chris (Gast)


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Ich denke, es soll erst einmal eine simple Spannungsregelung werden. 
Eigentlich wollte ich nur mit den ausgeschlachteten Transistoren etwas 
sinnvolles basteln :)

Beim MJ15003G messe ich hfe=62, für 10 A bräuchte ich also 160 mA 
Basisstrom. Geteilt durch 30 (hfe TIP41C) sind 5,3 mA. Demnach geht es 
tatsächlich ohne Q1, wobei beta laut Datenblatt auch weniger sein kann.

Ich hätte noch einen BD437 (hfe 85-375, gemessen 300), damit probiere 
ich es morgen mal.

von voltwide (Gast)


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Chris schrieb:
> Beim MJ15003G messe ich hfe=62
gemessen bei 10A Kollektorstrom? Das glaub ich nicht!

von Chris (Gast)


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Stimmt. Das ist ja nicht konstant. Also rechne ich mit den Werten aus 
dem Datenblatt: 25 für MJ15003G und 30 für BD437. Macht z.B. 13 mA für 
10 A und 11 mA für 8A.

Wo sehe ich denn im Datenblatt, welche Ströme ein TL074 liefern kann? 
Laut Tabelle im Wiki sind es 20 mA.
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl072.pdf

Wäre ein Mosfet anstelle von Q2 eine Alternative? Ich habe mehrere 
IRLZ34N.

von Chris (Gast)


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Ich habe aus den 8 V über einen Widerstand+Poti 5-35 mA Basisstrom 
erzeugt und dann entsprechend vom Operationsverstärker weg ziehen 
lassen.

Ergebnisse:
- Ab einem Stromfluss von etwa 15 mA lassen sich die Transistoren nicht 
mehr sperren, d.h. der Op schafft das nicht. Daher Strom auf 10 mA 
eingestellt (5 mA reichen für 4,7 A).

- Transienten nun +-1 V, weitere Verkleinerung des Kondensators in der 
Gegenkopplung am OP lässt die Schaltung instabil werden.

Somit deutlich schlechter als im Beitrag 
Beitrag "Re: Operationsverstärker -> Vorstufe -> Endstufe für Netzteil" mit Q1

Wie ist denn die dort Ausregelung einzuordnen? Gut, schlecht?

von Chris (Gast)


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Ich habe die Schaltung nochmal neu auf dem Steckbrett gebaut. Die 
Schaltung ist stabil und hält die Spannung am Ausgang schön konstant. 
Bei schnellen Lastwechseln 0,5 auf 4 A und zurück entstehen aber 500-700 
mV Transienten, je nach C1 680p oder 1N.

von Chris (Gast)


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D1 und D2 müssen natürlich anders rum.

von Chris (Gast)


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erweitert für Simulation und als PI-Regler.

von Chris (Gast)


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Hi,

Ich habe eine Strombegrenzung hinzugefügt. In der Simulation sieht 
beides ganz gut aus.

Den Spannungsregler habe ich auf dem Steckbrett aufgebaut. Mit dem TL074 
war die Stabilität nicht gut. Mit dem TL084 hingegen konnte ich den 
Kondensator in der Rückkopplung sogar entfernen. Dadurch verschwanden 
die Transienten, aber die Regelung oszillierte mit geringer Amplitude. 
Kann ich das unterbinden, ohne den Regler zu verlangsamen?

Bei der Stromregelung habe ich anstelle des Kondensators einen 
hochohmigen Widerstand eingefügt, wie ich es in einer anderen Schaltung 
gesehen habe. Nach meinem Verständnis unterscheidet sich das nicht von 
einer Beschaltung ohne Kondensator. Es ist dann doch ein Komparator? 
Wozu dient der Widerstand?

Was kann / sollte ich noch verbessern? Sind grobe Fehler drin? Wenn ja, 
welche?

Danke!

Gruß,
Chris

von Lurchi (Gast)


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Der Widerstand in Reihe zu C1 ist schon ganz passend. Damit hat man eine 
Freiheit mehr für den Abgleich, wie schon geschrieben als PI Regler. In 
Grenzen kann C4 den ersetzen, aber damit bekommt der OP eine kapazitive 
Last an den Ausgang. Mit dem Widerstand in Reihe zu C1 muss C4 dann 
entfallen.

Der Kondensator C2 (am Ausgang) sollte ggf. größer werde. Dabei kann es 
für die Stabilität auch auf den ESR ankommen. Da können durchaus 100 µF 
als Elko (mit ESR wohl so im 0.1 - 1 Ohm Bereich) und parallel 100 nF 
als Folie / Keramik (low ESR) sinnvoll sein.

R10 ist für so viel Strom vergleichsweise groß. Normal dürfte der Shunt 
eher kleiner die Emitterwiderstände (parallel) sein. Also eher 0.05 Ohm 
statt 0.33.


Wie gut die Regelung etwa ist kann man z.B. an der Ausgangsimpedanz 
sehen: Die bekommt man etwa per AC Simulation mit AC in der Stromquelle 
als Last (mit DC Anteil für den Arbeitspunkt), und dann die 
Ausgangsspannung anzeigen.

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> Chris schrieb:
> Ich habe eine Strombegrenzung hinzugefügt. In der Simulation sieht
> beides ganz gut aus.
dann kann es in Praxis auch ganz gut funktionieren, allerdings sind 
besonders Probleme der Dynamik und Stabiltät oft von den konkreten 
Parametern der eingesetzen BE abhängig, so dass es dann auch zu etwas 
anderen Ergebnissen kommen kann.
Am Ende mußt du die fertige Schaltung erproben und optimieren.

> Den Spannungsregler habe ich auf dem Steckbrett aufgebaut. Mit dem TL074
> war die Stabilität nicht gut. Mit dem TL084 hingegen konnte ich den
> Kondensator in der Rückkopplung sogar entfernen. Dadurch verschwanden
> die Transienten, aber die Regelung oszillierte mit geringer Amplitude.
> Kann ich das unterbinden, ohne den Regler zu verlangsamen?
Naja, das hängt schon zusammen.
Es schwingt, wenn die Schleifenverstärkung groß genug ist und die 
Phasendrehung in der Regelschleife ebenfalls groß genug wird.
Wenn man die Regelung schneler macht, provoziert man auch eher 
Schwingverhalten.

> Bei der Stromregelung habe ich anstelle des Kondensators einen
> hochohmigen Widerstand eingefügt, wie ich es in einer anderen Schaltung
> gesehen habe. Nach meinem Verständnis unterscheidet sich das nicht von
> einer Beschaltung ohne Kondensator.
Ich meine, R16 ist eine Gegenkopplung. Reduzierung der Verstärkung 
reduziert auch Schwingneigung. Sonst würdd der OPV mit der max. 
Verstärkung laufen, die er hat.
> ist dann doch ein Komparator?
Nein

> Was kann / sollte ich noch verbessern? Sind grobe Fehler drin? Wenn ja,
> welche?
Es gibt viel Punkte,, die man da berücksichtigen kann.
Je nach Bedarf muss man aber Kompromisse machen.
Entweder schnelle Spannungsregelung oder feine Stromregelung oder max. 
Stabilität auch bei kritischen Lasten (z.B Motoren) usw.
Alles gleichzeitig wird nicht möglich sein.
Dazu kommen Aspekte der Messgenauigkeit für Strom und Spannung, wenn man 
auch Einbauinstumente mit vorsieht.

1) Der OPV TL07x oder TL08x hat einen recht großen Offset.
In Verbindung mit hoher Verstärkung bekommst du einen gewissen 
Offsetfehler. Da gibt es inzwischen auch besseres.

2) Wenn man den Strom auch rel. genau messen will, dann erzeugen die 
Spannungteiler für die Spannungregelung einen Fehlstrom.  Bei meinen 
Entwürfen für Laborn-NT habe ich deshalb einen Spannungfolger zur 
Entkopplung dazwischen gesetzt, damit dieser Fehlstrom vernachlässigbar 
wird. Das ist aber nur ein Problem, wenn man auch feine Strombereiche 
nutzen will, mit Einstellmöglichkeiten bis in den Bereich von uA.
Da aber gerade solche Funktionen bei Kauf-NT fast nie  zu finden sind, 
macht es bei einem Eigenbau überhaupt erst Sinn darauf zu achten, denn 
NT mit 30/5A mit einer Auflösung von 0,01A gibt es billig zu Hauf.

3) Das C am Ausgang (C2) sollte je nach Anwendung unterschiedlich groß 
sein. Für die Stabilität und Spannungsregelung kann er hohe Werte haben. 
Bei Stromregelung und empfindlichen lasten sollte er eher gegen Null 
gehen. Jede Last muß erst C2 entladen, bevor die Stromquellenschaltung 
ansprechen kann. Für empfindlichen BE, z.B. kleine LED kann das schon 
viel zuviel Energie sein. Ich mache es so, dass ich dieses C erstmal so 
klein wie möglich mache, so dass das NT gerade noch stabil arbeitet, und 
klemme bei Bedarf ein großen Elko mit dazu.

4) Mag sein, dass ich deine Schaltung nicht ganz durchschaue, die 
Darstellung ist auch nicht gerade übersichtlich, aber ich meine sie wird 
vermutlich nicht ganz wie gewünscht funktionieren, bzw. noch einige 
umstände machen.
Wenn man man annimmt: +Out = -Out, dann sollte die Setspannung V4 = 0V 
sein, oder?
Dann hast du aber am Eingang -OPV einen Spannungteiler 100k/10k
und an +OPV auch 100k/10 aber dazu noch die Spannung von Uref.
Da kann am Ausgang nicht 0V raus kommen.

5) Man sollte bei einem Labor-NT auch noch andere Apekte 
berücksichtigen, die mit Simulationen leider sehr schwer oder gar nicht 
zu fassen sind.
-> Wie verhält sich die Spannung beim Einschalten. Da durchlauft man 
Betriebspannungsbereiche, für welche die Datenblätter keine Angaben 
machen. Man weiß also nicht, ob ein OPV-Ausgang mal eben gegen +Ub oder 
-Ub läuft oder sich neutral verhält usw.
Falls man eine Schaltung dran hat, die z.B. nur 5V verträgt, wäre es 
fatal, wenn beim Einschalten die Spannung mal kurz auf 20V hochgeht, 
bevor die Regelung eingreift. Da kann z.B. passieren, wenn R2 Strom auf 
die Transsitoren gibt, aber der OPV U1 noch gar nicht regeln kann, weil 
dessen Betriebsspannung noch läuft.
Eine sicher Methode wäre ein Zeitglied, dass erstmal Q2 sperrt.
In dem Zusammenhang möchte ich erwähnen, dass es evtl. auch zweckmäßig 
sein kann, die Schaltung ohne R2 zu betreiben und statt dessen den 
Basisstrom für Q2 aus den OPV bereit zu stellen. Dazu muß man natürlich 
die Oder-Logig (Dioden D1/D2) und auch die Funktion der OPV invertieren.

6) Ähnliches sollte man auch bei den Stellelementen für die Sollwerte 
beachten. Was passiert, wenn mal ein Schleifer defekt ist oder 
abhebt(kratzt). Dann sollte keinesfalls die Spanung oder Strom 
unkontrolliert hoch gehen.
Das muß man durch geeignete Beschaltungen vermeiden.

7) Ist zwar für die Regelung erstmal unwichtig, aber denke auch gleich 
an eine Leckstromsenke. Die Trans. Q1/Q3...Q5 lassen immer etwas Strom 
durch, vor allem wenn sie heiß werden, können das einige mA sein. Bei 
Leerlauf und kleiner Last würde die Spannung am Ausgang hoch gehen, auch 
wenn der Sollwert 0V ist.
Gruß Öletronika

von Jobst M. (jobstens-de)


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Beitrag "Re: digitale strom-und Spannungsregler mit µC_Konzept"

Schau Dir mal die Strommessung hier an. Den extra Shunt benötigst Du 
nicht.
Der Vorteil der Schaltung ist, dass sowohl Shuntspannung, als auch 
Ausgangsspannung gegen Masse gemessen werden.

Die Angabe 0,1V/A in der Zeichnung ist falsch - 0,1V/4A ist richtig.


Gruß

Jobst

von Chris (Gast)


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Vielen Dank für Eure Antworten!

100 nF am Ausgang ist schon geplant. Die 10 µF möchte ich nur 
vergrössern, wenn es nicht anders geht.

Mit der Gegenkopplung beim Spannungsregler muss ich noch ein paar 
Experimente auf dem Steckbrett machen.

@oeletronika:
Zu 2: Darum habe ich 100k vor den Operationsverstärker gesetzt. Es 
fließt nur ein sehr kleiner Strom. Ich denke, hochohmiger sollte man es 
wegen der Störfestigkeit nicht machen. Spanungsfolger wäre eine Lösung, 
oder Instrumentenverstärker....
Ich wollte aber möglichst nur einen OPV im Regelkreis, ich denke eine 
"Kaskade" schadet der Stabilität. Oder liege ich falsch?

Zu 4: Meinst du mit Uref die festen 4,096 V? Die wirken über die 10 
Megaohm als geringes Offset, damit bei Vset bzw. Iset = 0 V auch 
wirklich 0 V rauskommen. Auf dem Steckbrett konnte ich sonst nicht auf 
0V runter regeln.

+Out = -Out könnte auch bei einem Kurzschluss am Ausgang erfüllt sein. 
Wenn Vset = 0, darf in diesem Moment aber kein Strom fließen. Laut 
Simulation ist das auch so, also ich denke, da stimmt alles.

Zu 5, 6 und 7: Daran habe ich gedacht. Eine Konstantstromsenke mit 
wenigen mA ist geplant, ebenso ein Schalter oder ein Relais am Ausgang. 
Mit einem Relais könnte man auch leicht den Zustand "aus beim 
Einschalten des Trafos" sicherstellen.

Die Idee, die Diodenlogik und die OPVs zu invertieren, hatte ich auch, 
aber das scheint gar nicht zu gehen: Bei Überstrom würde der OPV für für 
die Strombegrenzung auf 0 V, der für die Spannungsregelung aber weiter 
Basisstrom liefern, oder sogar noch mehr, weil er die Ausgangsspannung 
konstant halten will.


@Jobst:
Die Schaltung misst den Strom so wie bei diesem 10A 30V ELV-Netzteil. 
Der Massebezug vereinfacht die Sache natürlich etwas. Nachteil ist aus 
meiner Sicht, dass nicht nur die Last über den Shunt läuft, sondern auch 
die Masse. Wenn ich eine Konstantstromsenke einbauen will, um das 
Netzteil im unbelasteten Zustand zu stabilisieren oder Leckströmen 
entgegenwirken will, würde ich den Strom wohl mitmessen.

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> Chris schrieb:
> Zu 2: Darum habe ich 100k vor den Operationsverstärker gesetzt. Es
> fließt nur ein sehr kleiner Strom. Ich denke, hochohmiger sollte man es
> wegen der Störfestigkeit nicht machen. Spanungsfolger wäre eine Lösung,
> oder Instrumentenverstärker....
> Ich wollte aber möglichst nur einen OPV im Regelkreis, ich denke eine
> "Kaskade" schadet der Stabilität. Oder liege ich falsch?
Ist prinzipiell so.
Kommt eben drauf an, was dir wichtiger ist, schnelle Spannungsregelung 
oder genaue und sehr feine Stromregelung.

> Zu 4: Meinst du mit Uref die festen 4,096 V? Die wirken über die 10
> Megaohm als geringes Offset, damit bei Vset bzw. Iset = 0 V auch
> wirklich 0 V rauskommen. Auf dem Steckbrett konnte ich sonst nicht auf
> 0V runter regeln.
Wenn es funktioniert, dann ist es ja ok.
Da diese Referenz am neg. Eingang ist, wird dadurch der OPV-Ausgang 
gegen -Us gehen. Für die Regelung ab 0V muß Vset dann wohl immer größer 
0V sein.

> Die Idee, die Diodenlogik und die OPVs zu invertieren, hatte ich auch,
> aber das scheint gar nicht zu gehen: Bei Überstrom würde der OPV für für
> die Strombegrenzung auf 0 V, der für die Spannungsregelung aber weiter
> Basisstrom liefern, oder sogar noch mehr, weil er die Ausgangsspannung
> konstant halten will.
Ja, ich denke, damit hast du prinzipiell recht.

Aber man könnte evtl. nur den den Spannungsregler als Stromquelle 
schalten (also invertieren) aber der Stromregler muß als Senke arbeiten, 
so dass er bei Überstrom den Basisstrom von Q2 abzieht.
Gruß Öletronika

von Jobst M. (jobstens-de)


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Chris schrieb:
> Nachteil ist aus
> meiner Sicht, dass nicht nur die Last über den Shunt läuft, sondern auch
> die Masse.

Nein, die Masse ist einfach erst hinter dem 'Shunt'. Wird auch in vielen 
Netzteilen so gemacht.

> Wenn ich eine Konstantstromsenke einbauen will, um das
> Netzteil im unbelasteten Zustand zu stabilisieren oder Leckströmen
> entgegenwirken will, würde ich den Strom wohl mitmessen.

Stimmt. Stört aber nicht, da Du diesen ja kennst. Möglicherweise ist es 
so aber dennoch einfacher für Dich.

Wollte es Dir nur gezeigt haben!


Gruß

Jobst

von Lurchi (Gast)


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Ohne den Shunt auf der anderen Seite der Masse misst man den Basisstrom 
mit. Das ist bei der Darlingtonschaltung nicht sehr viel, und einiges 
davon könnte man korrigieren.

Bei 4 Transistoren kann es schon günstiger sein 4 einfache 
Emitter-Widerstände und einen genaueren Shunt zu nutzen. Die einfache 
Widerstände haben oft einen relativ hohen TK, was wegen der 
Eigenerwärmung dann schon recht störend werden kann (der angezeigte 
Strom driftet dann schon deutlich, z.B. um 50 K Erwärmung mal 400 ppm/K 
= 2%). Bei nur einem Transistor kann es dagegen schon attraktiv sein den 
Shunt auch gleich als Emitterwiderstand zu nutzen.

Den Ausgangskondensator mit 10 µF klein zu halten erfordert schon eine 
recht genaue Auslegung der Regelung und Ausgangsstufe. In der Simulation 
geht das noch, erfordert aber, das der ESR Wert des Kondensators in 
richtigen Bereich liegt. Viele kommerzielle Netzteile nutzen deutlich 
größere Kondensatoren an Ausgang.

Eine Konstantstromquelle zur Stabilisierung bei kleinen Strömen hilft 
nur begrenzt. Im Prinzip ist es attraktiv, weil bei wenig Strom die 
Endstufe langsam wird und damit ggf. bei relativ hohen Frequenzen zum 
schwingen neigen kann, bzw. ein langsamere Auslegung erfordert. 
Allerdings kann man kaum verhindern dass man bei Kapazitiver Last durch 
niederfrequente Anteile im Laststrom wenn auch kleine Überschwinger 
bekommt, und die können einen konstanten Grundstrom einfach absorbieren. 
Bei Kapazitiver Last und nach einem genügend starken Lastwechsel kann 
der Regler dann zeitweise instabil werden. Man sollte also auch mit dem 
zusätzlichen Grundstrom den Regler nicht so viel schneller auslegen, 
dass er ohne den Strom instabil wird. Etwas mehr Überschwinger ohne den 
Grundstrom kann man aber i.A. akzeptieren.

von Chris (Gast)


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Den Shunt habe ich nebenbei mit 0,330 Ohm eingeplant, weil ich hier so 
einen Isabellenhütte PBH-Widerstand in der Bastelkiste habe. Den kann 
man schön an ein Kühlblech schrauben so dass er wenig driftet.

Beim Steckbrett-Aufbau hat sich gezeigt, dass die Reglung instabil wird, 
wenn ich R8 und / oder R9 mit Kondensatoren überbrücke. Für C1 
(Rückkopplung OPV) haben sich 50pf bewährt.

von ichbin (Gast)


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Chris schrieb:
> Den Shunt habe ich nebenbei mit 0,330 Ohm eingeplant, weil ich
> hier so
> einen Isabellenhütte PBH-Widerstand in der Bastelkiste habe. Den kann
> man schön an ein Kühlblech schrauben so dass er wenig driftet.
> .

Hast Du mal versucht die Verlustleistung an dem geplanten Widerstand zu 
bestimmen?
Anwendung des ohmschen Gesetzes usw...

Ichbin

von Chris (Gast)


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Ja. Bei 4 A 5,28 W.

von Chris (Gast)


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Ich habe mittlerweile den Stromregler aufgebaut, aber er schwingt bei 
bei bestimmten Lasten, z.B. im Kurzschlussfall und beheizt den Elko am 
Ausgang :( . Wo muss ich ansetzen? In der Rückkopplung habe ich ja 
keinen Kondensator, den ich vergrößern kann.
Widerstandswert verkleinern und Kondensator in Reihe?

von Lurchi (Gast)


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Das der Kondensator parallel zu R9 nicht gut ist, habe ich oben schon 
mal geschrieben. Der Kondensator parallel zu R8 macht die Regelung 
schneller, so dass man dann C1 vergrößern (bis zu Faktor 10) kann / muss 
und ggf. auch noch einen Serien Widerstand einplanen sollte.

Die Kompensation für die Stromregelung kann ähnlich aussehen wie bei der 
Spannung. Also ein Widerstand und Kondensator in Reihe - für den Anfang 
etwa 1 nF und 10 K. Für genaueres würde ich die Simulation laufen 
lassen.

Wichtig für die Stabilität ist auch noch, dass die Rohspannung 
niederohmig ist. Also relativ dicht bei der Ausgangsstufe auch da einen 
Low ESR Elko und HF geeigneten Kondensator. Lange lose Leitungen vom 
Steckbrett zum Kühlkörper sind ggf. auch schon eine Problem bei 
schneller Einstellung.

von Armin X. (werweiswas)


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Chris schrieb:
> Ja. Bei 4 A 5,28 W.

Am 06.05. war noch von 10A die Rede.
Vermutlich meinte ichbin diesen Wert.

Armin

von Chris (Gast)


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Im Moment habe ich keinen Kondensator über R8 und R9 da beides den 
Regler zum Schwingen bringt. Ich teste morgen mal einen Kondensator über 
R8 mit größerem C1.

Bei der Stromregelung habe ich R16 testweise entfernt und verschiedene 
Kondensatorwerte getestet, schwingt. Eventuell hängt das mit der 
elektronischen Last zusammen (eingestellt auf konstanten 
Widerstandswert). Ich werde mal nach ein paar Lastwiderständen wühlen.

von Lurchi (Gast)


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Eine Elektronische Last ist ggf. problematisch. Wenn die Kombination aus 
Netzteilschaltung und elektronischer Last schwingt kann es halt auch an 
der Elektronischen Last liegen.

Ein echter Widerstand ist da ggf. gutmütiger.
Der kritische Fall für die Stromregelung ist eine Induktive Last mit 
geringen Verlusten. Eine 100 µH Induktivität mit Ferritekern und nicht 
zu kleiner Bauform wäre da z.B. so ein Kandidat.

von Chris (Gast)


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Mit meinen anderen Netzteilen schwingt die elektronische Last nicht.Da 
muss noch etwas anderes rein spielen.

Ich habe den Stromregler mittlerweile vom Steckbrett auf 
Lochrasterplatine umgesetzt, nun so wie im angehängten Bild. 
Seltsamerweise sehe ich bei bestimmten Lastsituationen (und nur da) 
Schwingungen der Ausgangsspannung von 1-2 Volt, die synchron mit der 
Netzfrequenz sind.

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