Moin! Ich brauche eine spannungsgesteuerte bipolare Stromquelle zwischen ca +/-2A für eine Last zwischen ca 3-10 Ohm. Die Steuerspannung kann größenordnungsmäßig zwischen +/-5V liegen. Die Last darf "hoch" liegen, muss also nicht massebezogen sein. Zu Linearität u.ä. kann ich nichts Konkretes sagen, denke mal sowas bei 1% wäre ganz praktisch. Nach ein wenig Recherche bin ich auf Power-OPs wie den L165 gestoßen, der zwar abgekündigt ist, aber ja wohl identisch mit dem noch erhältlichen TDA2030 sein soll (stimmt das?). Könnte ich das Ganze einfach mit einem TDA2030 (oder TDA2050) wie im anhängenden Prinzipschaltbild gezeigt lösen? Der OpAmp regelt mir dann die Spannung zwischen den Widerständen auf U_in, da der Strom durch R_L und R_shunt gleich ist, wäre dann I_RL = U_in * R_shunt (R_L ist meine Last, durch die ich einen definierten Strom fließen lassen möchte) Funktioniert das praktisch so? Welche Nachteile hat dieser (sehr schlichte) Ansatz? Danke für alls Tipps und Hinweise!
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@ Heino (Gast) >+/-2A für eine Last zwischen ca 3-10 Ohm. Macht 20V Ausgangsspannung >Die Steuerspannung kann >größenordnungsmäßig zwischen +/-5V liegen. Riesig, muss man per Spannungsteiler runter setzen. >Die Last darf "hoch" liegen, potentialfreie Last >muss also nicht massebezogen sein. Zu Linearität u.ä. kann ich nichts >Konkretes sagen, denke mal sowas bei 1% wäre ganz praktisch. >Nach ein wenig Recherche bin ich auf Power-OPs wie den L165 gestoßen, >der zwar abgekündigt ist, aber ja wohl identisch mit dem noch >erhältlichen TDA2030 sein soll (stimmt das?). Keine Ahnung. >Könnte ich das Ganze einfach mit einem TDA2030 (oder TDA2050) wie im >anhängenden Prinzipschaltbild gezeigt lösen? Der OpAmp regelt mir dann Ja. Man muss nur den Shunt klein genug wählen, damit dort nicht zuviel Spannung abfällt. 1V*2A wären schon 2W. Naja, kann man machen, ich würde eher in Richtung 0,5W dimensionieren. >die Spannung zwischen den Widerständen auf U_in, da der Strom durch R_L >und R_shunt gleich ist, wäre dann I_RL = U_in * R_shunt (R_L ist meine >Last, durch die ich einen definierten Strom fließen lassen möchte) >Funktioniert das praktisch so? Ja. >Welche Nachteile hat dieser (sehr schlichte) Ansatz? Wenige. Ist halt ne lineare Stromquelle mit der entsprechend hohen Verlustleistung von bis zu 40W bei Kurzschluß und 2A. Denk dran, daß der TDA oder andere Verstärker ein wenig mehr Spannung braucht als er ausgeben soll, typisch 2V.
Heino schrieb: > Könnte ich das Ganze einfach mit einem TDA2030 (oder TDA2050) wie im > anhängenden Prinzipschaltbild gezeigt lösen? Der TDA 2030 hat max. 20W Verlustleistung, d.h. zuwenig für Deine 2A/20V Stromquelle Du benötigst für Deine Anwendung also noch externe Leistungsstufe (gut gekühlt). Oder schaust nach einer Schaltreglerlösung (kühler, wird aber komplexer vom Aufbau). Schau bitte mal hier, ist zwar unipolar aber das Prinzip und die Details für hohe Verlustleistung sind gut dargestellt: http://www.rotgradpsi.de/mc/iconst/index.html
Danke für die Antworten! Stimmt natürlich, bei der Leistung habe ich nicht zu Ende überlegt. Die genannten Werte waren allerdings auch hoch gegriffen, praktisch käme ich wohl hin, zumal ich - wenn ich das richtig sehe - ja auch den TDA2050 nehmen könnte, der macht lt. DB ca 30W. Den Punkt behalte ich aber im Blick. Was den Bereich der Steuerspannung angeht, sollte das nur sagen, was mir zur Verfügung steht, runterteilen geht natürlich immer, und würde ich hier dann auch machen. Die hohen Verluste der Schaltung sind mir bewusst, das Ganze als Schaltregler aufzubauen ist hier eher ungünstig, weil es Teil eines Versuchsaufbaufs sein wird, aus dem ich höherfrequente Störungen lieber raushalte. Danke noch mal!
Ich habe das schon so mit einem TDA2030 gemacht. Den benutze ich auch gerne mal, um eine virtuelle Masse zu erzeugen. Achte aber darauf, den Verstärkungsfaktor im richtigen Bereich zu wählen. Als Spannungsfolger (also - Eingang direkt mit Ausgang verbunden) taugt er nur mit Glück. Ich glaube, der Verstärkungsfaktor soll mindestens 2 sein. Aber schau dazu besser ins Datenblatt, ist sicherer als sich auf mein alterndes Gedächtnis zu verlassen.
@Stefan Us (stefanus) >Achte aber darauf, den Verstärkungsfaktor im richtigen Bereich zu >wählen. Stimmt, laut Datenblatt sollte die Verstärkung immer > 10 sein, sonst gibt es Probleme mit der Frequenzgangkompensation. Hat der OP aber, wenn er 500mV als Maximalspannung am Shunt hat. >Als Spannungsfolger (also - Eingang direkt mit Ausgang >verbunden) taugt er nur mit Glück. Nicht mal das. Wenn man das machen will/muss, muss ein passendes RC-Glied an den Ausgang.
TDA7294 kann bis zu 50W Verlustleistung und hat ein deutlich größeres Gehäuse, das man leichter an einen Kühlkörper koppeln kann.
Heino schrieb: > aber ja wohl identisch mit dem noch > erhältlichen TDA2030 sein soll (stimmt das?). der l165 hat bessere werte. ansonsten identisch mit dem 2030. schau mal nach b165 h/v. der b165 war zu ddr zeiten ein ausmesstyp des a2030.
LM3886 werfe ich in die Runde. Ist zwar Perlen vor die Säue, aber er geht auch für diese Anwendung :)
Falk B. schrieb: > Stimmt, laut Datenblatt sollte die Verstärkung immer > 10 sein, sonst > gibt es Probleme mit der Frequenzgangkompensation. > > Hat der OP aber, wenn er 500mV als Maximalspannung am Shunt hat. Wer sagt das? Z.B. wenn der Lastwiderstand gleich dem Shuntwiderstand ist? Generell neigen Stromquellen viel eher zum Schwingen als Spannungsquellen. Georg
Der Leistungs - Verstärker ist so ziemlich das unkritischste Bauteil, das kann man kaufen. Erstmal die Anforderungen auf den Tisch legen: Geforderte Linearität? Temperaturabhängigkeit? Warmlaufzeit? Kurzzeitstabilität? Langzeitstabilität? Einschwingzeit? Abgleichpräzision? Netzgerät Eigenbau / kaufen? Gehäuse / Baugröße EMV Spezialitäten? Budget? Weitere Randbedingungen?
ich werfe mal den LM12 clk ins Rennen https://www.google.de/search?client=firefox-b&dcr=0&biw=1173&bih=825&tbm=shop&ei=DTBeWq_OK4j_sQH5zK_4Dw&q=national+semiconductor+lm+12+Clk&oq=national+semiconductor+lm+12+Clk&gs_l=psy-ab.3...25952.29988.0.30162.4.4.0.0.0.0.163.589.0j4.4.0....0...1c.1.64.psy-ab..0.0.0....0.etjwFsR5c1g
Stefan U. schrieb: > Achte aber darauf, den Verstärkungsfaktor im richtigen Bereich zu > wählen. Falk B. schrieb: > Stimmt, laut Datenblatt sollte die Verstärkung immer > 10 sein, sonst > gibt es Probleme mit der Frequenzgangkompensation. > > Hat der OP aber, wenn er 500mV als Maximalspannung am Shunt hat. Sorry, muss noch mal blöd nachfragen: Verstärkungsfaktor wäre hier einfach das Verhältnis aus Ausgangsspannung des OpAmps zu zurückgekoppelter Spannung? Folglich sollte der Shunt dann auch ca. eine Größenordnung kleiner als der Innenwiderstand der Last sein. Und weiß noch jemand was zu TDA2030 vs TDA2050 zu sagen, ich kann so aus den Datenblättern keinen Unterschied erkennen, der letzteren für die genannte Anwendung ungeeignet machen würde. Dann würde ich nämlich den 2050 wegen der höheren Leistung probieren ... Danke!
Heino schrieb: > Folglich sollte der Shunt dann > auch ca. eine Größenordnung kleiner als der Innenwiderstand der Last > sein. Was willst du mit einer Konstantstromquelle anfangen, die nur bei bestimmten Bedingungen funktioniert? Ich würde von jeder Stromquelle erwarten, dass sie bei Kurzschluss den eingestellten Strom liefert (zur Klarstellung: Last = 0). Georg
Es gibt noch Schaltungen einen OP um Leistungstransistoren am Ausgang zu erweitern. Eine Variante ist dass diese vom Ausgang angesteuert werden. Eine andere Tricky Variante verwendet die Stromversorgung des IC und nutzt diese Spannungsabfall aus. Da gab es in der Elrad eine Schaltung mit einem 5W TDA eine 150W Endstufe zu bauen. Reicht das an Leistung?
@Heino (Gast) >> Hat der OP aber, wenn er 500mV als Maximalspannung am Shunt hat. >Verstärkungsfaktor wäre hier einfach das Verhältnis aus Ausgangsspannung >des OpAmps zu zurückgekoppelter Spannung? Ja. > Folglich sollte der Shunt dann >auch ca. eine Größenordnung kleiner als der Innenwiderstand der Last >sein. Jain. Dann hast du aber eine Konstantstromquelle mit Einschränkungen. Nicht so doll. Besser ist eine klassische, exteren Frequenzgangkompensation. Dann geht es auch mit nahzu beliebigen Lasten von 0-Rmax. >Und weiß noch jemand was zu TDA2030 vs TDA2050 zu sagen, ich kann so aus >den Datenblättern keinen Unterschied erkennen, der letzteren für die >genannte Anwendung ungeeignet machen würde. Dann würde ich nämlich den >2050 wegen der höheren Leistung probieren ... Der hat nur 25 statt 20W maximal zulässige Verlustleistung, das bringt nicht so viel. Beitrag "Re: bipolare Stromquelle mit PowerOP" Oder was ähnliches der anderen Teilnehmer. Plan mal ein paar W Reserve ein.
georg schrieb: > Was willst du mit einer Konstantstromquelle anfangen, die nur bei > bestimmten Bedingungen funktioniert? Ich würde von jeder Stromquelle > erwarten, dass sie bei Kurzschluss den eingestellten Strom liefert (zur > Klarstellung: Last = 0). Ich bitte den "unakademischen" Ansatz zu entschuldigen (ernst gemeint), aber in diesem Falle ist es tatsächlich so, dass es um eine konkrete Anwendung mit (einigermaßen) bekannten Randbedingungen geht, dh insb. dass die Last etwa zwischen 3-10 Ohm haben wird. Ich wäre an dieser Stelle also schon zufrieden, wenn der schaltungstechnische Ansatz unter dieser Randbedingungen ordentlich funktioniert. Und wenn ich das Ganze dann auch noch halbwegs verstehe, um so besser :-). Falk B. schrieb: > Besser ist eine klassische, exteren > Frequenzgangkompensation. Dann geht es auch mit nahzu beliebigen Lasten > von 0-Rmax. Sorry, dass ich da wieder nachfragen muss: Heißt das RC am Ausgang? Oder in der Rückkopplung? Die Anwendung ist weit weg von hohen Frequenzen, wenn ich 10 Hz (Sinus) übertragen bekomme, genügt das dicke ... Falk B. schrieb: > Beitrag "Re: bipolare Stromquelle mit PowerOP" > > Oder was ähnliches der anderen Teilnehmer. Plan mal ein paar W Reserve > ein. Um ehrlich zu sein hab ich jetzt noch nicht in andere Datenblätter geguckt, ich frag aber trotzdem mal: verhalten sich denn andere PowerOPs etwas großzügiger was die Verstärkung (Stabilität) angeht? Danke!
ths schrieb: > Geforderte Linearität? > > Temperaturabhängigkeit? > > Warmlaufzeit? > > Kurzzeitstabilität? > > Langzeitstabilität? > > Einschwingzeit? > > Abgleichpräzision? > > Netzgerät Eigenbau / kaufen? > > Gehäuse / Baugröße > > EMV Spezialitäten? > > Budget? > > Weitere Randbedingungen? Mehr nicht? :-)) Heino schrieb: > Zu Linearität u.ä. kann ich nichts > Konkretes sagen, denke mal sowas bei 1% wäre ganz praktisch. Ich denke, der TE sucht etwas einfaches...
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Sieht so aus, den Eindruck habe ich auch mittlerweile. Da nimmt man halt irgeneinen Verstärker wie LM12, einen Shunt und einen externen Op für die Regelung. Oder gleich den Vorschlag im Dabla des LM12 auf Seite 11, wobei der Abgleich hier kitzelig ist. Aber für 1 % sollte es gehen.
@Heino (Gast) >> Besser ist eine klassische, exteren >> Frequenzgangkompensation. Dann geht es auch mit nahzu beliebigen Lasten >> von 0-Rmax. >Sorry, dass ich da wieder nachfragen muss: Heißt das RC am Ausgang? Kann sein. >Oder in der Rückkopplung? Das ist meist der bessere Weg. >Die Anwendung ist weit weg von hohen Frequenzen, >wenn ich 10 Hz (Sinus) übertragen bekomme, genügt das dicke ... Darum geht es nicht! Sondern darum, daß der Frequenzgang des OPVs derartig kompensiert sein MUSS; damit er bei hohen Frequenzen nicht schwingen KANN. Das ist vollkommen unabhängig ob du hohe Frequenzen nutzen willst oder nicht. Selbst bei DC Ansteuerung schwingt ein instabiler OPV! Dazu braucht er nur den leichten Schwups beim Einschalten. >geguckt, ich frag aber trotzdem mal: verhalten sich denn andere PowerOPs >etwas großzügiger was die Verstärkung (Stabilität) angeht? Kann sein, muss nicht. Ob dein Verstärker stabil ist kannst und musst du prüfen. Gib ein Rechtecksignal auf die Ansteuerung und schau dir die Ausgangsspannung mit dem Oszi an. Wenn's stark überschwingt oder gar dauerhaft schwingt ist deine Kompensation unzureichend. Das solltest du mit minimaler, mittlere und maximaler Last prüfen.
Heino schrieb: > Ich bitte den "unakademischen" Ansatz zu entschuldigen (ernst gemeint) Das ist keine Frage von akademisch oder praktisch. Wenn eine Schaltung anfängt zu schwingen, z.B. bei Kurzschluss oder zu geringem Lastwiderstand, kann sie sich so erhitzen dass sie dir um die Ohren fliegt. Ich habe mal einen Video-Opamp getestet, der schon laut Datenblatt sehr schwingfreudig war, der hat das auch bestätigt und wurde dabei glühend heiss. Georg
Falk B. schrieb: > Darum geht es nicht! Sondern darum, daß der Frequenzgang des OPVs > derartig kompensiert sein MUSS; damit er bei hohen Frequenzen nicht > schwingen KANN. Das ist vollkommen unabhängig ob du hohe Frequenzen > nutzen willst oder nicht. Selbst bei DC Ansteuerung schwingt ein > instabiler OPV! Dazu braucht er nur den leichten Schwups beim > Einschalten. Verstanden. Ich meinte damit nur, dass man das System in diesem speziellen Fall starkt dämpfen könnte - falls das was einfacher machte ... georg schrieb: > Das ist keine Frage von akademisch oder praktisch. Wenn eine Schaltung > anfängt zu schwingen, z.B. bei Kurzschluss oder zu geringem > Lastwiderstand, kann sie sich so erhitzen dass sie dir um die Ohren > fliegt. Habe ich auch verstanden. Wollte nur zum Ausdruck bringen, dass es um eine (für mich zügig umsetzbare) Lösung für einen und nur für einen speziellen Anwendungsfall geht, bei dem zumindest die Last einigermaßen bekannt ist. Ich werde es jetzt erstmal praktisch ausprobieren, und Euch dann ggf nochmal nerven ... Vielen Dank soweit!
georg (Gast) schrieb: >Heino schrieb: >> Folglich sollte der Shunt dann >> auch ca. eine Größenordnung kleiner als der Innenwiderstand der Last >> sein. >Was willst du mit einer Konstantstromquelle anfangen, die nur bei >bestimmten Bedingungen funktioniert? Ich würde von jeder Stromquelle >erwarten, dass sie bei Kurzschluss den eingestellten Strom liefert (zur >Klarstellung: Last = 0). >Georg Man kann ja über den Shunt (unterer R) nochmal einen Spannungsteiler 1:10 legen, bevor man an den inv. Eingang geht, dann ist die empfohlene Verstärkung von mindestens 10 auch bei Last-Kurzschluß eingehalten.
@Jens G. (jensig) >Man kann ja über den Shunt (unterer R) nochmal einen Spannungsteiler >1:10 legen, bevor man an den inv. Eingang geht, dann ist die empfohlene >Verstärkung von mindestens 10 auch bei Last-Kurzschluß eingehalten. Ja, dann ist aber dein Signalpegel auch langsam im Eimer und Offsetspannungen und Störungen werden relativ 10mal größer. -> Murks
Jens G. schrieb: > Man kann ja über den Shunt (unterer R) nochmal einen Spannungsteiler > 1:10 legen, bevor man an den inv. Eingang geht, dann ist die empfohlene > Verstärkung von mindestens 10 auch bei Last-Kurzschluß eingehalten. Man kann auch einen "richtigen" Leistungs-OPV nehmen: http://www.ti.com/product/OPA548 Aber halt Dich fest, der kostet auch mal 15-20 Eur. Und schau vorher nach der Verfügbarkeit.
Falk Brunner (falk) >>Man kann ja über den Shunt (unterer R) nochmal einen Spannungsteiler >>1:10 legen, bevor man an den inv. Eingang geht, dann ist die empfohlene >>Verstärkung von mindestens 10 auch bei Last-Kurzschluß eingehalten. >Ja, dann ist aber dein Signalpegel auch langsam im Eimer und >Offsetspannungen und Störungen werden relativ 10mal größer. >-> Murks Welcher Signalpegel? Der TO schrieb: >muss also nicht massebezogen sein. Zu Linearität u.ä. kann ich nichts >Konkretes sagen, denke mal sowas bei 1% wäre ganz praktisch. >in der Rückkopplung? Die Anwendung ist weit weg von hohen Frequenzen, >wenn ich 10 Hz (Sinus) übertragen bekomme, genügt das dicke ... Also für mich fühlt sich das so an, als wenn seine Ansprüche ziemlich weit unten sind. Aber gut - man kann diese Extranetzwerk auch f-abhängig mnachen. Also einen rel. kleinen C in Reihe zum unteren R des Zusatzspannungsteilers, so daß die 1:10-Teilung erst bei höheren f wirksam wird. Bei Gleichspannung bzw. niedrigen f haste dann wieder volle Gegegnkopplung für G=1.
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Btw: Ein adäquater Ersatz für den L165 wäre der LM675. Der kann auch Unity Gain, man sollte sich aber an die Schaltung im Datenblatt halten.
@ Horst (Gast) >Btw: Ein adäquater Ersatz für den L165 wäre der LM675. Der kann auch >Unity Gain, man sollte sich aber an die Schaltung im Datenblatt halten. Wo liest Du das raus? Im DB lese ich: >The LM675 is designed to be stable when operated at a closed-loop gain of 10 >or greater, but, as with any other >high-current amplifier, the LM675 can be made to oscillate under certain >conditions. These usually involve >printed circuit board layout or output/input coupling. Da war der andere OPV OPA548 schon deutlich besser ...
Jens G. schrieb: > Wo liest Du das raus? Im DB lese ich: Im DB von TI auf Seite 8, Figure 12. Non-Inverting Unity Gain Operation, Figure 13. Inverting Unity Gain Operation. Jens G. schrieb: > Da war der andere OPV OPA548 schon deutlich besser ... Der ist auch deutlich teurer. Wobei auch der LM675 schon eine erhebliche Verbesserung zum L165 ist, größerer Versorgungsspannungsbereich, kleinerer Strombedarf...
Zum Thema Frequenzkompensation und Stabilität des (TD)A2030 könnte man sich ja auch einfach mal einschlägige Literatur reinziehen. Ich habe da mal was vorbereitet ...
@ Horst (Gast) >Im DB von TI auf Seite 8, Figure 12. Non-Inverting Unity Gain Operation, >Figure 13. Inverting Unity Gain Operation. > >Jens G. schrieb: >> Da war der andere OPV OPA548 schon deutlich besser ... >Der ist auch deutlich teurer. Wobei auch der LM675 schon eine >erhebliche Verbesserung zum L165 ist, größerer >Versorgungsspannungsbereich, kleinerer Strombedarf... Das ist doch kein UnityGAin in dem Sinne. Wie Du an den Formeln siehst, wird da für bestimmte R-Verhältnisse ein Faktor 10 angegeben, und mit irgendwelchen RC-Gliedern bei höheren Frequenzen für Stabilität gesorgt.(durch v>10). Also nix Unity-Gain in dem Sinn ... So gesehen wäre jeder OPV unity-gain-fähig.
Ja, und wenn nun auch sowohl der TDA2030/50 als auch der L165 (2030 verfeinert) und auch der LM675 (den teuren anderen OPV mal außer acht) nicht Unity-Gain stabil sind bei höheren Frequenzen --- wieso dann nicht einfach über ein Tiefpaß am Eingang verhindern, daß da was ran kommt? Denn anscheinend reichen ja 10 Hz Sinus... da kann man das Filter doch echt tief ansetzen?
@ Nuja (Gast) >Ja, und wenn nun auch sowohl der TDA2030/50 als auch der L165 (2030 >verfeinert) und auch der LM675 (den teuren anderen OPV mal außer acht) >nicht Unity-Gain stabil sind bei höheren Frequenzen --- wieso dann nicht >einfach über ein Tiefpaß am Eingang verhindern, daß da was ran kommt? Weil auch du nicht verstanden hast, was ein instabiler OPV macht? Nochmal lesen! Beitrag "Re: bipolare Stromquelle mit PowerOP" >Denn anscheinend reichen ja 10 Hz Sinus... da kann man das Filter doch >echt tief ansetzen? Nö.
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