Dreieckförmigen Strom erzeugen und induktiv einkoppeln

[Steffen (Gast)]

Hallo zusammen,

ich würde gerne aus einer dreieckförmigen Eingangsspannung einen 
proportionalen dreieckförmigen Strom erzeugen. Diesen Strom möchte ich 
anschließend induktiv in einen Laststromkreis einkoppeln. Die 
dreieckförmige Eingangsspannung entspricht dabei dem Stromripple im 
Laststromkreis. Der induktiv eingekoppelte Strom soll zu einer 
Kompensation des Stromripples im Laststromkreis dienen.

Grundsätzlich habe ich bei der Umsetzung des U/I-Wandlers an einen OTA 
(Transkonduktanzverstärker) gedacht. Aktuell weiß ich noch nicht genau 
wie hoch der dreieckförmige Strom sein soll. Er dürfte aber auf jeden 
Fall im Bereich größer 200 mA liegen. Deswegen kommt nach meiner ersten 
Recherche kein fertiger IC in Frage.

Zum besseren Verständnis habe ich das Ganze in LTspice simuliert. Im 
Wesentlichen besteht die Simulation aus 2 übereinander angeordeten 
Schaltungen. In der oberen Schaltung erzeuge ich den dreieckförmigen 
Strom mit einer idealen Stromquelle und kopple diesen mit einem 
Übertrager induktiv in den Hauptstromkreis ein. Diese Einkopplung führt 
im Hauptstromkreis zu einer teilweisen Kompensation des Stromripples. 
Ohne induktive Einkopplung ist der Stromripple dreieckförmig (I(R7)), 
mit induktiver Einkopplung wird der Stromripple teilweise kompensiert 
(I(R5)). Mit der idealen Stromquelle zur Stromeinkopplung funktioniert 
die Schaltung bereits.

In der unteren Schaltung erzeuge ich den dreieckförmigen Strom mit einem 
aus Bipolartransistoren aufgebauten U/I-Wandler, der aus einer 
dreieckförmigen Spannung einen proportionalen dreieckförmigen Strom 
macht. Die Schaltung an und für sich funktioniert bereits, wenn sie 
induktiv in einen benachbarten Stromkreis mit Widerstand einkoppelt 
(Transcondutance Amplifier standalone, V(n018), I(L7)). Allerdings 
funktioniert der U/I-Wandler nicht mehr richtig, wenn er induktiv in 
eine Schaltung einkoppelt, die bereits selber einen Laststrom führt 
(V(n028),I(L5)). In diesem Fall folgt der erzeugte Strom nicht mehr der 
Eingangsspannung des U/I-Wandlers. Vermutlich liegt das daran, weil vom 
Hauptstromkreis eine Spannung in Richtung U/I-Wandler induziert wird.

Ich habe den Schaltplan, die Signalverläufe und die Simulation 
angehängt. Hat jemand eine Idee wie man das Problem mit der 
Stromerzeugung und induktiven Einkopplung lösen kann?
Eventuell gibt es auch eine geeignetere Schaltungstopolige eines 
U/I-Wandlers für diesen Einsatzzweck.

Viele Grüße
Steffen

[Old P. (Gast)]

Ich sehe nur wild hingerotzte Bauteilhaufen mit pico-kleiner Schrift.
Was soll das?

Old-Papa

[Kattelbach (Gast)]

Old P. schrieb:

> Ich sehe nur wild hingerotzte Bauteilhaufen mit pico-kleiner Schrift.
> Was soll das?

Der Ton ist zu missbilligen - der Inhalt nicht.

[Steffen (Gast)]

Ich habe zur besseren Übersicht einen Screenshot des Schaltplans mit 
farblicher Markierung erstellt (siehe Anhang).

Die grün umrandete Schaltung mit der induktiven Einkopplung mit der 
idealen Stromquelle funtioniert bereits.

In der linken roten Box ist eine Testschaltung des U/I-Wandlers mit 
induktiver Einkopplung in einen benachbarten Stromkreis mit Widerstand. 
Auch diese Schaltung funktioniert und koppelt einen dreieckförmigen 
Strom ein.

Die rote Box unten rechts kennzeichnet die Endschaltung. Hier soll mit 
dem U/I-Wandler ein dreieckförmiger Strom in den Hauptstromkreis 
eingekoppelt werden. Dieses Vorhaben funktioniert momentan, wie oben 
beschrieben, noch nicht.

Viele Grüße

Steffen

[Steffen (Gast)]

Hier ist der versprochene Screenshot des Schaltplans.

Viele Grüße

Steffen

[Jemand (Gast)]

Eine Rechteckförmige Spannung erzeugt an einer Induktivität einen 
dreieckförmigen Strom.

Möglicherweise kannst du den Umstand irgenwie nutzen, um das einfacher 
zu lösen?