Hallo Leute,
Ich benötige für ein Studienprojekt einen Spannungsfolger, gerne als
Leistungs-OPV (LM675 bereits vorhanden). Ein OPV wäre mit +-15V
betreibbar und sollte bei Eingangsspannung von 0-12V eine Last von ca. 1
Ampere (bei 12V) von einem PC-Lüftermotor steuern können.
Klappt das wie gedacht? Wäre etwas anderes, wie beispielsweise eine
Transistor die bessere Wahl dafür? Sollte ich die Induktivität durch den
Lüfter durch einen Kondensator parallel zur Last kompensieren?
Mir macht die Angegebene Open Loop-Verstärkung von >10 etwas Sorge,
allerdings ist ja ein Schaltbild für den Spannungsfolger angegeben. Nur
klappt das auch beim Lüftermotor?
LG und Vielen Dank
Der LM675 ist "zu schade" für so etwas, und genau wie eine OPV- plus-
Transistor-Kombination braucht er eine etwas höhere Versorgung als
er ausgibt. Allgemein würde ich an Deiner Stelle herausfinden wollen,
ob das nicht auch mit PWM machbar ist - eine Frage des Lüfter-Typs.
Grundsätzlich reichen dann 12VDC am Eingang für 12VDC am Ausgang.
Kompensieren mußt Du die Induktivität nicht, stattdessen wirkt sie
bei PWM sogar als Spule für den Abwärtswandler. Gib doch mal den
Lüftertyp an, und was Du alles an möglichen Versorgungsquellen hast
(auch höhere Spannung möglich). Grundsätzlich solltest Du immer alle
Dir vorliegenden Daten weitergeben, so erhältst Du die beste Hilfe.
(Und oft genug stellt sich heraus, daß es einfacher / besser geht.)
Also ich dachte die 30Volt (+-15V) Eingangsspannung reichen dafür?
Ansonsten würden auch die im Datenblatt angegebenen +-30V verfügbar
sein.
Ansonsten liegt der LM675 bereits (ansonsten nutzlos) vor und wenn es
damit funktionieren würde, wäre das natürlich das einfachste und würde
gut passen.
Der Lüftermotor hat nur 2 Eingänge, + oder - und lässt sich durch eine
analoge Spannungsquelle einfach steuern.
Natürlich wäre der Spannungsteiler eine Option, allerdings wäre ein
Spannungsfolger ja lediglich Eingangsspannung = Ausgangsspannung, da
Verstärkung dabei =1 und dafür völlig ausreichend.
Ansonsten kein Problem durch die Induktive Last o.ä.?
Jochen112 schrieb:> Natürlich wäre der Spannungsteiler eine Option, allerdings wäre> ein> Spannungsfolger ja lediglich Eingangsspannung = Ausgangsspannung, da> Verstärkung dabei =1 und dafür völlig ausreichend.
Der Opamp muss mindestens um Faktor 10 Verstärken um stabil zu sein.
Deshalb musst du das Einganssignal mittels Spannungteiler um Faktor 10
dämpfen, sonst ist es kein Spannungsfolger.
> Ansonsten kein Problem durch die Induktive Last o.ä.?
Nö, ist doch DC.
Wenn ich die im Datenblatt als „Non-Inverting-Unity-Gain“ angegebene
Schaltung ansehe, fällt mir der Kondensator vor dem Minus- Eingang ins
Auge. Dieser wirkt bei Gleichspannung ja ab einem bestimmten Punkt wie
ein Trenner, sollte ich den also einfach weglassen? Ansonsten kommt am
Minus ja nichts an? Diese Schaltung ja scheint für Frequenzen bis 50kHZ
dimensioniert zu sein?
Wieviel Hitze würde bei meiner Schaltung verheizt?
Jochen112 schrieb:> Dieser wirkt bei Gleichspannung ja ab einem bestimmten Punkt wie> ein Trenner, sollte ich den also einfach weglassen?
Wenn dir egal ist, ob die Schaltung instabil wird, kannst du ihn
weglassen.
Für die Gleichspannung wirkt der Kondensator tatsächlich wie eine
Unterbrechung. Aber die Instabilität würde zu einer Schwingung bei
höheren Frequenzen führen. Und bei diesen Frequenzen zeigt der
Kondensator schon seine Wirkung (und unterdrückt die Schwingneigung).
Jochen112 schrieb:> Wieviel Hitze würde bei meiner Schaltung verheizt?
Die verheizte Leistung bekommst du in erster Näherung als
(Versorgungsspannung-Ausgangsspannung)*Ausgangsstrom
Naja da ich einen Gleichstrom darauf gebe, dürfte hier nichts schwingen
oder?
Ansonsten den Kondensator parallel schalten zum R1 Wiederstand?
Zur verheizten Leistung: das bedeutet wenn ich 12V 1A Ausgang fahre,
sind das bei +-15V etwa 18W Verlust? Sollte ich dann, da ich ja nur ins
Positive verstärken möchte, eher mit +15V und GND arbeiten um die
Wärmeentwicklung geringer zu halten?
LG
Jochen112 schrieb:> Naja da ich einen Gleichstrom darauf gebe, dürfte hier nichts schwingen> oder?
Doch, der LM675.
> Zur verheizten Leistung: das bedeutet wenn ich 12V 1A Ausgang fahre,> sind das bei +-15V etwa 18W Verlust?
Sicher deutlich weniger. Bei geringerer Spannung zieht der Motor ja
nicht mehr 1A.
> Sollte ich dann, da ich ja nur ins> Positive verstärken möchte, eher mit +15V und GND arbeiten um die> Wärmeentwicklung geringer zu halten?
Der erlaubte Eingangsspannungsbereich geht nicht bis zur negativen
Versorgungsspannung.
Der Kondensator sorgt bei höheren Freuqenzen (wo der OPV z.B. schwingen
würde) dafür, daß der R1 zunehmend wirksam wird, und für höhere
Frequenzen für die Mindestverstärkung von 10 sorgt. Schwingung also
gebannt.
Das sorgt zwar für einen verbogenen Frequenzgang, bei deiner
DC-Anwendung aber ohne Belang.
Alternativ kannst Du es natürlich auch so machen, wie hinz es empfahl.
hinz (Gast) schrieb:
>> Ansonsten kein Problem durch die Induktive Last o.ä.?>Nö, ist doch DC.
Eigentlich unwichtig, womit man die Induktivität ansteuert. Für den OPV
ist das trotzdem eine höchst dynamische Sache.
Also den Kondensator einfach drin lassen wäre kein Problem und völlig
korrekt, auch bei meiner Anwendung?
Zur Wärmeentwicklung: Also eher +15 und -5 zur Versorgung o.ä.?
Das ganze soll später mit Kühlkörper in ein kleines Gehäuse gepackt
werden, sollte sich also nicht allzu stark aufheizen.
LG und Danke
>Also den Kondensator einfach drin lassen wäre kein Problem und völlig>korrekt, auch bei meiner Anwendung?
Der isr nicht nur kein Problem, sondern nötig (wenn Du den C bei R1 in
den Unity-Gain-Schaltungen meinst).
>Zur Wärmeentwicklung: Also eher +15 und -5 zur Versorgung o.ä.?>Das ganze soll später mit Kühlkörper in ein kleines Gehäuse gepackt>werden, sollte sich also nicht allzu stark aufheizen.
Würde man den Motor/Lüfter einfach als einen linearen R betrachten, dann
würde die max. Verlustleistung im IC bei halber Aussteuerung auftreten.
Bei Ub=+15V also 7,5V (wenn Motor mit anderem Ende an Masse).
So ein Lüfter ist aber keine lineare Sache. I steigt also
überproportional mit U bzw. n an, da der Lüfter überproportional mehr
Luft schaufelt. Die max. Verlustleistung wird also irgendwo oberhalb von
Ub/2 auftreten, und läßt sich jetzt schlecht festlegen.
> I steigt also> überproportional mit U bzw. n an, da der Lüfter überproportional> mehr Luft schaufelt.
Unter:
https://de.wikipedia.org/wiki/Ventilatorkennlinie#Modifikationen_der_Kennlinie
findet man, dass näherungsweise der Luftdurchsatz proportional zur
Drehzahl steigt, das Drehmoment quadratisch und die Motorleistung mit
der dritten Potenz. (Lernt man auch so in E-Maschinen.)
Das daraus bestimmte Maximum daraus sollte für die Praxis genügen.
Jochen112 schrieb:> und sollte bei Eingangsspannung von 0-12V eine Last von ca. 1> Ampere (bei 12V) von einem PC-Lüftermotor steuern können.
Ab welcher Spannung läuft der Motor denn an?
Vermutlich brauchst Du keine negative Versorgungsspannung.
Jochen112 schrieb:> Zur Wärmeentwicklung: Also eher +15 und -5 zur Versorgung o.ä.?> Das ganze soll später mit Kühlkörper in ein kleines Gehäuse gepackt> werden, sollte sich also nicht allzu stark aufheizen.
Das wäre dann eher etwas für einen Schaltregler.
Jochen112 schrieb:> Zur verheizten Leistung: das bedeutet wenn ich 12V 1A Ausgang fahre,> sind das bei +-15V etwa 18W Verlust?
Sicher nicht.
Du hast einen Spannungsfolger, d.h. Ausgangsspannung = Eingangsspannung.
Am Eingang sind 0-12V, am Ausgang also auch. Eine negative
Ausgangsspannung gibt es gar nicht.
Der negative Zweig deiner ±15V Versorgung wird überhaupt nicht belastet
bzw. nur mit dem vergleichsweise harmlosen Strom für den Verstärker. Wie
oben erwähnt, ist es möglicherweise nicht notwendig, ein negative
Spannung zu haben. Und falls doch, machen -5V oder -15V keinen großen
Unterschied, denn: Nur der positive Zweig muss Strom liefern. Also,
(15V-12V)*1A bei vollem Pegel, weiter unten, wie schon gesagt, liegt das
Maximum der Verlustleistung. Aber das wird weniger als 6W betragen.
Ich frage mich, ob nicht ein ganz normaler Transistor, der 1A und einige
Watt kann, als Emitterfolger geschaltet schon ausreichen würde? Gut, es
fehlen dann knapp 1V am Lüfter gegenüber der Eingangsspannung. Ob das
stört, hängt von Details ab, die ich in dem Faden nicht gesehen habe
oder die gar nicht drin sind. Vielleicht ist es dir möglich, statt 0-12V
auch 1-13V anzuliefern, dann reicht ein Leistungstransistor ev. schon
aus.
Was kann denn deine Steuerspannung an Strom liefern?
Elektrofan schrieb:> https://de.wikipedia.org/wiki/Ventilatorkennlinie#...>> findet man, dass näherungsweise der Luftdurchsatz proportional zur> Drehzahl steigt, das Drehmoment quadratisch und die Motorleistung mit> der dritten Potenz. (Lernt man auch so in E-Maschinen.)>> Das daraus bestimmte Maximum daraus sollte für die Praxis genügen.
Ich hab gerade einen 92er Lüfter, langsam&leise laufend, getestet. Der
verhält sich nahezu wie ein ohmscher Widerstand von 100 Ohm, solange er
läuft.
> Ich hab gerade einen 92er Lüfter, langsam&leise laufend, getestet.> Der verhält sich nahezu wie ein ohmscher Widerstand von 100 Ohm,> solange er läuft.
Je dünner der Wicklungsdraht ist (man soll ja sparen), desto weniger
spielt die reale Drehzahl eine Rolle ...
