DC/DC dynamische Spannungsregelung

[Casio (Gast)]

Hallo,
ich hab keine konrekte Anwendung, sondern dies soll mehr zum testen 
dienen. Bevor da gleich wieder Fragen wegen dem Warum kommen.

In der AN731 von Vishay (http://www.vishay.com/docs/71128/an731.pdf) 
wird sehr schön beschrieben, wie man die Ausgangsspannung eines 
Spannungswandlers dynamisch steuern kann. Ich würde gerne mit einem 
Microcontroller DAC Pin (max. Spannung 1,8V) die Ausgangsspannung eines 
DC/DC Wandlers zwischen 1V und 46V steuern (bei einer Versorgung von 48V 
oder mehr).

Als DC/DC Wandler kommt ein LMR16030 von TI zum Einsatz 
(http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lmr16030.pdf, verbaut auf einem EVAL 
Board von TI).

Das bild dc-dc_mit_op.png ist aus der AN übernommen und meine Werte sind 
(berechnet mit den Formeln aus der AN):
R1=590k
R2=3753 (in der Schaltung dann 3,77k)
R3=3954 (in der Schaltung dann 3,9k)
R4=22k

Und in der Simulation klappts auch einwandfrei (siehe angehängtes Bild 
und LTspice Datei). Ich habe die Simulation auch mit einem Modell des 
DC/DC Wandlers probiert, jedoch ist dies so aufwendig, dass ich auch nur 
2 Stunden noch keine Ergebnisse hatte (bei trans 10m). Daher die 
Vereinfachung mit dem OP.

In meiner Schaltung kommt für U2 ein AD8062 OP zum Einsatz. Ich habe die 
Simulation auch mal mit dem Spice Modell des OPs probiert, funktioniert 
genau so (sowohl in der Schaltung als auch auf dem Steckbrett mit 
jeweils 3,3 V versorgt). Anbei noch ein Bild von dessen Pinbelegung.

Schließlich anbei noch ein Bild vom Steckbrett. Oben ein Nucleo mit 
STM32L4 drauf, in der Mitte ein LDO Regler auf 1,8V (auch mehr ein Test, 
zur Versorgung des ADC von STM32. Funktioniert auch. DAC gibt mir 
Spannungen zwischen 0 und 1,8 V aus). Und unten dann der AD8062.
Widerstand R2 mit 3,77k ist rechts unten aus der Reihenschaltung zweier 
Widerstände aufgebaut. R1 ist dann auf dem EVAL Board von TI (der 
Lackdraht stellt die Verbindung her). Nicht ideal, ich weiß, aber 
funktionieren sollte es doch.

Was ist jetzt eigentlich der Fehler? Und zwar messe ich am OP Ausgang 
immer 1,93V, egal welche Spannung ich vom Mikrocontroller ausgeben 
lasse. Der DC/DC Wandler gibt dann natürlich auch keine Spannung aus. Am 
nicht invertierenden Eingang vom OP habe ich 0,65V anliegen. Eval Board 
und mein Steckbrett sind am selben Ground.

Jemand eine Idee?

[Stefan F. (Gast)]

Die Ausgangsspannung eines Operationsverstärkers ist das Resultat seiner 
Eingangsspannungen unter der Bedingung, dass die Versorgungsspannung 
passt.

Zeichne in denen Schaltplan alle gemessenen (nicht gewünschten) 
Spannungen ein:

- Versorgungsspannungen der OP-Amps
- alle Eingangsspannungen
- alle Ausgangsspannungen

Dann sehen wir weiter.

[Udo S. (urschmitt)]

Casio schrieb:
> In meiner Schaltung kommt für U2 ein AD8062 OP zum Einsatz. Ich habe die
> Simulation auch mal mit dem Spice Modell des OPs probiert, funktioniert
> genau so (sowohl in der Schaltung als auch auf dem Steckbrett mit
> jeweils 3,3 V versorgt).

Wie machst du das das du bei dem Doppel-OP ein OP mit 3,3V und den 
anderen mit 48V versorgst?

[Casio (Gast)]

Stefan ⛄ F. schrieb:
> - Versorgungsspannungen der OP-Amps
> - alle Eingangsspannungen
> - alle Ausgangsspannungen

Die grünen Spannungen sind gemessen, die blauen aus dem Datenblatt. Ich 
verwende ja bei meinem Steckbrett U1 nicht, sondern dabei handelt es 
sich um den DC/DC Wandler und dieser hat laut Datenblatt eine 
Referenzspannung von 0,75 V.

Udo S. schrieb:
> Wie machst du das das du bei dem Doppel-OP ein OP mit 3,3V und den
> anderen mit 48V versorgst?

Ich nutze von dem OP nur einen OP. Nur in der Simulation nutze ich zwei 
OPs. In der richtigen Schaltung ist nur ein OP verbaut und des zweite 
ist der OP im DC/DC Wandler.

[Udo S. (urschmitt)]

Die Messwerte machen keinen Sinn. Ausser der OP wäre kaputt.
Du kannst keine Differenz von 0,31V zwischen den Eingängen des OPs 
haben.

Klemme mal U1 ab und bringe erst mal die Verstärkerstufe U2 zum laufen.
Was machst du mit dem 2. OP des AD8062.
Schau ins Datenblatt was man mit einem unbenutzen OP tun sollte und mach 
das.

[Casio (Gast)]

Udo S. schrieb:
> Du kannst keine Differenz von 0,31V zwischen den Eingängen des OPs
> haben.

Stimmt. Ich hab da grad irgendeinen Mist gemessen. An beiden Eingängen 
sind 1,67V (siehe korrigierten Plan im Anhang).

Udo S. schrieb:
> Schau ins Datenblatt was man mit einem unbenutzen OP tun sollte und mach
> das.

Finde ich keine Hinweise dazu, ob man damit etwas spezielles machen 
muss.

[Stefan F. (Gast)]

Die Werte rund um U2 sind alle stimmig. Wenn du da am Ausgang was 
anderes als 1,92V haben willst, musst du eine der beiden 
Eingangsspannungen ändern.

[Casio (Gast)]

Ah mist, ich glaub ich weiß es. In meiner Berechnung habe ich Vref2 auf 
0,65 V festlegt, aber in meiner Schaltung sind es 1,65 V. Ich habe die 
falsche Referenzspannung. Melde mich gleich nach einem Test.

[Udo S. (urschmitt)]

Casio schrieb:
> Udo S. schrieb:
>> Schau ins Datenblatt was man mit einem unbenutzen OP tun sollte und mach
>> das.
>
> Finde ich keine Hinweise dazu, ob man damit etwas spezielles machen
> muss.

Dann verbinde den Ausgang mit dem invertierenden Eingang 
(Impedanzwandler) und lege den nichtinvertierenden Eingang auf die selbe 
Referenz wie den nichtinvertierenden Eingangs des benutzten OPs.

Mehrfach Ops mögen es meist nicht wenn da einzelne unbeschaltet sind und 
mit maximaler Verstärkung irgendwelche Störungen an den Eingängen 
verstärken.

[Casio (Gast)]

Udo S. schrieb:
> Dann verbinde den Ausgang mit dem invertierenden Eingang
> (Impedanzwandler) und lege den nichtinvertierenden Eingang auf die selbe
> Referenz wie den nichtinvertierenden Eingangs des benutzten OPs.

Alles klar, danke für den Hinweis.


Also, das Problem war die falsche Referenzspannung. Jetzt funktioniert 
die Schaltung so wie sie soll. Danke für eure Hilfe.