Habe einen Laengsregler mit Mosfet IRFZ34N aufgebaut. (Strippenstrolch). Bei einer Eingangsspannung von 12 Volt DC laesst sich eine 5 Watt Kfz Lampe regeln, wenn man jedoch eine zweite parallel schaltet bricht die Spannung ein. Dreht man die Eingangsspannung aud 13 Volt hoch geht die Lampe aus, Ugs nur noch 2,6 Volt. Die Spannungen am TL431 kann ich jedoch nur gegen + Ub messen?! (2,5 V an Ref bzw 5,00 V an der Anode). Kann die Schaltung so funktionieren oder handelt es sich um einen Fehler im Aufbau. Fuer Tipps waere ich dankbar.
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Da hast du leider recht. Reiche besseres Bild von der Strippenstrolchseite nach.
Für diese Schaltung ist es einfacher, die obere Rail (+SUP) als Bezugspunkt zu nehmen. An beiden Transistoren solltest Du an der Basis -5V gegen +SUP haben. Was passiert dort, wenn die Spannung zusammen bricht? Gruß Jobst
Ja prinzipiell müsste es gehen. Ich würde es jedoch anders Dimensionieren. Wenn 5V für die Referenz verbraten werden, kann U_GS nur noch 11,5V - 5V - ca.0,6V = 6V sein. Maximal verarbeitbarer Strom ist 6V / 1K (R5) = 6mA. Deine Stromquelle aus R4 liefert aber 4,4V / 470 = 9,4mA Also R5 & R6 kleiner machen. Die Schwellspannung vom IRFZ34N liegt ca. bei 2-4V... Aber bei größeren Strömen wird es knapp. Ein größeres U_GS sollte man anstreben. Also besser Referenz auf z.B. 2,5V legen. R4 auf z.B. 5mA dimensionieren. 1,9V / 5mA = 350 = R4 Dann ist im U_min = 11,5V Fall U_GS max. = 11,5V -2,5V -0,6V = 8,4V Dann fließt ca. 2,5mA durch R5 (R6 kann weg gelassen werden oder besser noch, für einen Stromspiegel genutzt werden. Stromspiegel: Statt R5 wird ein NPN eingebaut mit Emitterwiderstand R5. Die Basis wird an R6 angeschlossen. z.B. R5 = 0,55V / 2,5mA = 220 Ohm und R6 mit (,55V+,6V) / 2,5mA = 470 Ohm Ich hoffe mit 220 * 5mA + ca. 0,6V = 1,7V ist der FET schon halbwegs abgeschaltet. Sonst alles noch niederohmiger machen oder Stromspiegel mit Doppel-Transistor aufbauen. Viel Spaß beim Basteln
analog66 schrieb: > Ich würde es jedoch anders Dimensionieren. Nein, ich würde es so erstmal zum laufen bringen. Wenn Ube von Q2 aufgrund zu geringer Ausgangsspannung zu klein ist, liegen über R5 bei aktueller Dimensionierung max. 10V. (An +/-SUP wird nach Gleichrichtung der Eingangsspannung ca. 15-16V sein) Damit sollte man den FET ordentlich auf bekommen. Über einen Stromspiegel kann man nachdenken, wenn dieses Ding läuft. Ich vermute da noch einen Fehler in seinem Aufbau. Gruß Jobst
Jobst M. schrieb: > (An +/-SUP wird nach Gleichrichtung der Eingangsspannung ca. 15-16V > sein) richtig gedacht, simmt aber in diesem Fall trotzdem nicht, denn: Bernhard F. schrieb: > Bei einer Eingangsspannung von 12 Volt DC Die Versorgung ist also eine Gleichspannung. Hinter dem Gleichrichter beiben davon nur gut 10V übrig. Und weil die Ansteuerung von Q1 davon 5V wegfrisst bleiben für die Gate-Source Ansteuerung nur bis zu 5V übrig. Und das kann für den IRFZ34 natürlich zu wenig sein.
Bernhard F. schrieb: > Kann die Schaltung so funktionieren Eigentlich nicht. Die Schaltung regelt zwar von 0V bis 5V am Ausgang, der MOSFET wird mit 1k entladen, der Regler ist gegen diese Totzeit nicht mit einem Miller-Kondensator bandbreitenlimitiert, die Schaltung wird also Schwingen, wenn die Last den Ausgangselko schneller entlädt, was deine hohe Last tut. Ausserdem ist ein IRLZ34 kaum tauglich für Linearbetrieb mit vielen Ampere bei 7-12V, er ist als Schalttransistor designt.
Achim S. schrieb: > Bernhard F. schrieb: >> Bei einer Eingangsspannung von 12 Volt DC > > Die Versorgung ist also eine Gleichspannung. Okay. Das ist mir entgangen. Wenn man ein Gerät mit zu geringer Spannung versorgt, wird es natürlich auch nicht richtig funktionieren. Dann sind selbstverständlich Änderungen in der Schaltung notwendig, Gruß Jobst
Zur Versorgungsspannung: Die Dioden D1-D4 sind in meiner Schaltung nicht vorhanden. Die Spannung kommt aus einem Regelbaren SNT 30V/3A. Bei 12V AC müssten doch ca 12V*1,44 -(2*0,7V) = 16 V rauskommen. Habe nun ein paar Spannungen gemessen und notiert. (gegen Masse) Fall 1: 12V und ca 6 V an Lampe (5 Watt) Uc Q1 = 3,85 Ube Q1 = 7,03 (0,669) Uc Q2 = 5,53 Ube Q2 = 7,02 (0,682) Uc1 - Uc2 = 1,687 Ugs MOSFET 3,86 Fall 2: 13V kein Strom Lampe aus Ugs MOSFET = 3,07 Uc Q1 = 3,079 Ube Q1 = 7,99 (0,684) Uc Q2 = 6,46 Ube Q2 = 7,97 (0,660) Uc1 - Uc2 = 3,388 Zum Schwingen: kann man das mit einem DSO Rigol 1052 E sehen? Hätte auch einen Logic Level zur Hand 090N03L ab ca 2,8 Ugs?
Bei Deiner Schaltung ist nicht eines der negativen Potentiale (-SUP oder GND) die Schaltungsmasse, sondern +SUP. Deswegen solltest Du sämtliche Spannungsmessungen auf +SUP beziehen, was natürlich zu negativen Spannungswerten führen sollte. > Zum Schwingen: > kann man das mit einem DSO Rigol 1052 E sehen? Ja, wenn man es an die richtigen Signale anschließt. > Hätte auch einen Logic Level zur Hand 090N03L ab ca 2,8 Ugs? Im Datenblatt dieses Transistors steht doch schon auf der Titelseite geschrieben: "Fast switching MOSFET for SMPS". Das ist doch exakt das Gegenteil von einem MOSFET wie Du ihn benötigst! Schau doch selbst ins dort aufgeführte SOA-Diagramm und überzeuge Dich davon, dass er z.B. bei Vds=10V schon bei Id~1A auf dem letzten Loch pfeift.
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Bernhard F. schrieb: > kann man das mit einem DSO Rigol 1052 E sehen? sicher. Zumindest erkennt man, ob ein Schwingen vorliegt oder nicht. Gewöhn dir möglichst gleich an, alle Messungen mit einem Tastkopf in der x10 Einstellung durchzuführen ;-) Bernhard F. schrieb: > Habe nun ein paar Spannungen gemessen und notiert. (gegen Masse) gute Idee (auch wenn die Messungen relativ zur positiven Supply geschickter gewesen wäre). Erst mal sieht es so aus, als ob der Diffamp in beiden Fällen die Basen auf identische Spannungen "ausregelt" (5V unter Supply) und dass die FET-Ansteuerung nicht am Limit ist. Wenn Ub(Q2) 5V unter Supply liegt fällt es mir erst mal schwer zu sehen, dass an der Last keine Spannung abfallen soll (denn dann müsste Ub(Q2) höher liegen). Miss doch bitte auch mal nach, welche Spannung am "unteren Ende" von R9 liegt (bzw. an der Lampe bzw. am Drain des FETs).
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Vielleicht noch ein Wort "zur anderen Dimensionierung"... Die gemeinsamen Emitter haben immer (richtige Dimensionierung vorausgesetzt) die -4,4V und damit ist der Strom durch R4 ebenfalls konstant. Je nach -Sup ist jedoch der maximale Spannungsabfall an R5 und R6 unterschiedlich. Wie bereits geschrieben R6 ist überflüssig, da ich den Spannungsabfall über R6 nicht nutze. R5 muss so dimensioniert werden dass wenn der ganze Strom von R4 über R5 fließt, die resultierende Spannung an R5 kleiner als 11.5V - V_Ref ist. Man kann auch sagen... Ist die Spannung am Ausgang zu groß, wird Q2 angesteuert und der ganze Strom soll über R6 fließen. Aber der Spannungsabfall über R6 führt nicht zum nötigen Strom, sodass weiterhin der Rest über R5 fließt. Der FET wird nach wie vor angesteuert. Und als Nebeneffekt wird die Basis von Q2 noch negativer. Da R4 nur ein Widerstand ist und keine Konstantstromquelle vergrößert sich der R4 Strom und damit das Problem... Also habe ich es anders vorgeschlagen (eine Möglichkeit von vielen). Anbei das LT-Spice Modell mit kapazitiver Last und Lastwechsel 0A-5A 5V. Die Emitterwiderstände habe ich noch eingefügt, da so viel Verstärkung gar nicht nötig ist. Allein schon der FET hat eine recht große Steilheit, da er ja eigentlich zum Schalten gedacht ist... Viel Spass beim verbessern
Bernhard F. schrieb: > gegen Masse *:Seufz* Achim S. schrieb: > auch wenn die Messungen relativ zur positiven Supply > geschickter gewesen wäre Schrieb ich ja oben auch schon ... :-/ Bernhard F. schrieb: > 6 V an Lampe > Ugs MOSFET 3,86 Und in Fall zwei? (*:EDIT* Ach - da steht zumindest Ugs) Bernhard F. schrieb: > Ube Q1 = 7,03 (0,669) ???? Bei Ube = 7V ist der Transistor hin. Nochmal messen. Und diesmal gegen Masse. Das ist bei Dir +! *EDIT2:* Irgendwas stimmt mit dem Aufbau nicht ... Die Spannung an der Basis von Q1 sollte sich nicht ändern. Gruß Jobst
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Sorry Denkfehler. Der folgende Satz "Und als Nebeneffekt wird die Basis von Q2 noch negativer. Da R4 nur ein Widerstand ist und keine Konstantstromquelle vergrößert sich der R4 Strom und damit das Problem..." tritt auf bei größeren Spannungen, wenn R6 vollständig den Strom übernehmen kann. Denn die gemeinsame Emitterspannung ist immer die kleinste Basisspannung + 0,6V. Tritt der Fall auf, dass R6 den Strom vollständig übernehmen kann, kann die Basis von Q2 weiter sinken und der Strom durch R4 vergrößert sich. Also entweder Stromspiegel (1x NPN) oder Stromquelle statt R4 (1x PNP + 2x R unter Verwendung von U_Ref). Ich hoffe nun ist korrekt ;-)
Jobst M. schrieb: > Schrieb ich ja oben auch schon ... :-/ wenn man es mehrfach sagt, verinnerlicht es der TO vielleicht besser :-) Jobst M. schrieb: > Bernhard F. schrieb: >> Ube Q1 = 7,03 (0,669) > > ???? Bei Ube = 7V ist der Transistor hin. ich lese es so: U_be beträgt 0,669V. Und die Basis liegt 7,03V über seinem Bezugspunkt (also -5V bezogen auf die positive Versorgung). Denn genau so sollte es bei einer funktionierenden Schaltung sein. Bei der Versorgung mit 13V (wenn angeblich kein Strom über die Last fließt) haben beide Basen ebenfalls genau die Spannung, die man bei einer funktionierenden Schaltung erwarten würde (5V unter der positiven Supply, also 7,99V über der negativen Supply). Ich kann nicht verstehen, wie sich an der Basis von Q2 die richtige Spannung einstellt wenn angeblich keine Spannung an der Last abfällt. Deshalb wäre eine direkt Messung der Lastspannung interessant
Wenn man bei der Schaltung den FET gegen einen Transistor tauscht (mit Vorwiderstand an der Basis) lassen sich mehrere Probleme auf einmal lösen. Die Verlustleistung und die Stabilität. Normale Bipolar-Transistoren sind für den Betrieb als Widerstand ausgelegt. Da gibt es welche die sich gerade hierfür hervorragend eignen. Zum Beispiel: http://www.reichelt.de/2SC-Transistoren/SC-2921/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=16601&GROUPID=2900&artnr=SC+2921 Die Stabilität wird auch besser. Der FET bringt eine zusätzliche Spannungsverstärkung rein. Gerade solche Typen, die für schnelles Schalten ausgelegt sind. Die sind in der Regel sehr steil. Damit wird das System instabil, wenn der Treiber nicht genügend Bandbreite hat. Beim NPN-Transistor ist das nicht so. Der hat Spannungsverstärkung 1 und macht nur noch die Stromverstärkung. Klar, man muss an der Dimensionierung noch ein bisschen feilen. Vielleicht noch einen Transistor vorschalten als Darlington. Ich denke damit lässt sich diese Schaltung noch hin bekommen. Mit FET meiner Meinung nach nicht. Vor allem nicht mit dem Aufbau. Der schwingt viel zu leicht auf. Die Simulation zeigt das ja schon. Und das ist noch der "Best case". Auf Lochraster wird das schlimmer. Grüße
Habe nochmal einige Messungen durchgefuehrt: Uein 12V mit Laengsregler Netzteil Fall I volle Helligkeit: Ub Q1 = - 5,00 Ub Q2 = - 5,00 Uc Q1 = - 7,23 Uc Q2 = - 7,55 Ue Q1 = - 4,32 Ue Q2 = - 4,32 Ugs = - 7,22 Uds = -0,23 Ur9u = - 11.99 Url = 11,97 Fall II halbe Helligkeit Ub Q1 = - 5,00 Ub Q2 = - 5,01 Uc Q1 = - 8,17 Uc Q2 = - 6,52 Ue Q1 = - 4,33 Ue Q2 = - 4,33 Ugs = - 8,18 Uds = - 5,49 Ur9u = - 6,51 Url = 6.56 Fall III Uein 13,56 V Lampe aus keine Regelung moeglich Ub Q1 = - 5,00 Ub Q2 = - 5,01 Uc Q1 = - 9,88 Uc Q2 = - 7,62 Ue Q1 = - 4,34 Uc Q2 = - 4,34 Ugs = - 9,88 Uds = - 13,07 Ur9u = - 0,473 Url = 0,492 Beim Parallelschalten einer Lampe gleicher Leistung bricht die Spannung von 6,56 auf 3,54 ein -> kein Regelung Uc Q1 = - 8,11 Uc Q2 = - 6,51 nach parallelschalten der zweiten Lampe. Habe mit einem 100 Ms Oszilloskop am Gate bzw an der Last gemessen, konnte jedoch kein Schwingen erkennen. Das Drehspulinstrument zeigt auch keinen Strom an, sollte man doch beim Schwingen erkennen ? (oder zu traege?)
http://www.strippenstrolch.de/stammtisch/thread.php?board=2&thema=11 laut Autor funktioniert diese Schaltung auch bei hohen Stroemen.
1atmel2 schrieb: > Ub Q2 = - 5,01 1atmel2 schrieb: > Url = 0,492 Wie kann die Spannung nach einem Spannungsteiler größer sein, als davor? Aufbau stimmt nicht mit Schaltung überein. Verdrahtung Q2, R7, R8, R9 überprüfen. Gruß Jobst
Jobst M. schrieb: > Wie kann die Spannung nach einem Spannungsteiler größer sein, als davor? > Aufbau stimmt nicht mit Schaltung überein. > > Verdrahtung Q2, R7, R8, R9 überprüfen. sehe ich ebenso. Wobei seltsam ist, dass die Schaltung bei geringerer Spannung zu funktionieren scheint und erst ab einer Schwelle die Fehlfunktion zeigt. Die Schwelle zur Fehlfunktion liegt allem Anschein nach bei ~7V zwischen Basis negativer Versorgung. Das wäre ein typischer Wert, bei dem eine falsch gepolte BE-Diode durchbricht. Daher würde ich 1atmel2 auch noch empfehlen zu zu überprüfen, dass die Bipolartransistoren sicher richtigrum eingebaut sind (kein Inversbetrieb) und evtl. mal Q2 auf Verdacht gegen einen neuen Transistor austauschen.
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