Hallo Leute, hallo Gerhard. Habe jetzt einen Prototyp nach dem Greinacherprinzip aufgebaut und getestet. Die reale Schaltung basiert auf Greinacher mit Kurzschlußschutz und nachgeschalteter ZDioden/Transistor Stabilisierung. Da ich noch keine Regelelektronik für das Netzteil habe mussten Widerstände als Last dienen (Laststrom ~50mA). Der Aufbau entspricht dem Prinzip des schwimmenden Reglers mit Bezugspunkt an +Ua. Im Schaltbild ist der Bezugspunkt auf -Ua, dies ist aber nur für die Darstellung am Bildschirm. Die Schaltung funktioniert, wie zu erwarten, tadellos. Es bauen sich nirgends irgendwelche kapazitiven (außer den gewollten) Potentiale auf. Am Ausgang ist die Schaltung durch die Lastwiderstände abgeschlossen, am Eingang durch die gemeinsame Quellwicklung. Da ist es wahrscheinlicher, dass sich bei getrennten Eingangswicklungen ungewollte Potentiale bilden (Bedenken von W.S.). Werde mit diesen Hilfsspannungen nun eine Regelelektronik für mein Netzteil aufbauen. Habe dazu schon einige Simulationen durchgeführt, mehr dazu gleich. Bitte mit Antworten warten, bis der zweite Teil raus ist. Gruß Tom
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Hallo Leute. Entschuldigt, konnte jetzt, als Gast, eine Stunde lang nicht schreiben. Habe eine Spannungsregelung für Netzteile simuliert. Ist ein Spannungsregler mit Längstransistor als PID-Regler an einem Lastwiderstand von 5 Ohm. Angesteuert wir mit -0,5V und 5 Volt, die Verstärkung ist 1. Um Unterschiede zu erkennen verwende ich einmal einen integrierten Standard-Operationsverstärker und einmal einen diskret aufgebauten OP, welcher an die Aufgabe angepasst ist. In den Diagrammen sind die Eingangsspannung (grün), die Ausgangsspannung des OP-Reglers (VOutO - blau) und der Transistorschaltung (VOutT - rot) zu sehen. Die Ausgangsspannung ist in beiden Fällen 0V und 5V, mit wenigen mV Abweichung. Interessanter sind die Schaltflanken. Die fallende Flanke ist im Bild FallTL082.png, für den OP TL082, zu sehen. Sie sieht für beide Schaltungen gleich aus. Dies ist so, weil sie hauptsächlich vom Lastwiderstand bestimmt wird (solange der Regler nicht zu langsam ist). Im Bild DelayTL082 ist die steigende Flanke der Transistorschaltung gegen den OP TL082 zu sehen. Die diskrete Schaltung folgt praktisch der Eingangsspannung, der OP hat eine deutliche Verzögerung. Die meisten OP's bestehen intern aus drei Stufen (Eingang, Verstärkung, Ausgang). Die diskrete Lösung kann den vorhandenen Leistungsteil als Ausgang verwenden und kommt, durch die Anpassung, mit weniger Stufen aus. Das Bild DelayLM358 zeigt den gerne verwendeten OP LM358. Zu beachten ist die gedehnte Zeit-Achse. Hier ist die Verzögerung besonders groß. Und letztlich noch ein LF356 (Bild DelayLF356), welcher der Transistorschaltung näher kommt. Erkennbar ist in jedem Fall der zeitliche Verzug der Operationsverstärker, was bedeutet die Regelung damit kommt eigentlich immer zu spät. Um damit ein brauchbares Netzteil aufbauen zu können, muss die Geschwindigkeit des Gesamtsystems durch Filter verlangsamt werden dass der OP überhaupt etwas regeln kann. Kann man so machen, fragt sich aber ob es nicht besser ist, die Eigenschaft des Systems durch einen schnellen Regler zu verbessern? Gruß. Tom
TomA schrieb: > Werde mit diesen Hilfsspannungen nun eine Regelelektronik für mein > Netzteil aufbauen. ...und welche Vorteil hat jetzt Deine Schaltung gegenüber einer Spannungsreferenz in Form eines fertigen ICs?
Hallo Harald, es geht nicht um die Stabilisierung der Spannung, sondern um die Vermeidung eigener Wicklungen oder eines eigenen Trafos für die Hilfsspannungen. Ob und wie man diese Hilfsspannungen anschließend stabilisiert/schützt ist den technischen Belangen oder persönlichen Vorlieben überlassen. Gruß. Tom
TomA schrieb: > es geht um die Vermeidung eigener Wicklungen Zum Betrieb einer Referenzspannung braucht man normalerweise keine eigenen Wicklungen. Die meisten Schaltungen für Labornetzgeräte kommen sowieso mit einer Trafowicklung aus. Hilfswicklungen werden nur für besondere Features, z.B. besonders niedrige Dropspannung benötigt.
Tom, wie´s aussieht willst du Beifall für die schnelle diskrete Schaltung, die in 100ns auf 5V einregelt. Aber ganz sicher ist da kein nennenswerter Ausgangskondensator dran, denn wenn man beispielweise 10µF in 100ns auf 5V aufladen will, fließen 500A. Trotzdem schwingt deine Schaltung um ~500mV über und macht mehrere Schwingungszüge. Die hat also selbst ohne kapazitive Last kaum Phasenreserve (~30"). Mit steigender kapazitiver Last nimmt die Phasendrehung zwangsläufig zu und die Phasenreserve ab. Das Netzteil wird immer instabiler. Ein Labornetzteil muss aber mit jeder beliebigen kapazitiven Last ohne Überschwingen funktionieren. Das muss deine Schaltung können. Wenn nicht, taugt die nicht als Labornetzteil. Solange du das nicht zeigen kannst, ist eine Diskussion doch überflüssig.
TomA schrieb: > Der Aufbau entspricht dem > Prinzip des schwimmenden Reglers mit Bezugspunkt an +Ua. Im Schaltbild > ist der Bezugspunkt auf -Ua, dies ist aber nur für die Darstellung am > Bildschirm. Du hast in deinem Bild doch überhaupt keine Regelung drin, auch keinen schwimmenden Regler! Das was da drin ist, ist erstmal nur ein Grätz D1..D4 für die Rohspannung und über dicke Elkos potentialverschoben nochmal zwei Grätz (D5 D6 D9 D10) und (D7 D8 D11 D12), die auf dem positiven Rail der Rohspannung stehen. Und davon ist einer ohnehin zuviel, denn wozu brauchst du negative Hilfsspannung vom +Rail aus, da du ja sowieso genau dasselbe in Form des -Rails hast. Und das, was du bislang im vorherigen Thread geschrieben hast war, daß du den Fußpunkt deiner Hilfsspannungen auf +Ua beziehen willst. +Ua ist die geregelte Ausgangsspannung deines Netzteils! Das ist entweder eine babylonische Sprachverwirrung und Verwechselung +Ua mit +Rail der Rohspannung oder du willst das tatsächlich so, bedenkst dabei aber nicht, daß eben die +Ua, also deine tatsächliche Ausgangsspannung über die Elkos und die Dioden mit der Trafowicklung verbunden sind und du dadurch je nach Diodenkennlinien der jeweils zwei konkurrierenden Dioden (D1-D5) oder (D2-D9) etc. Hiebe auf der +Ua erhältst. Ich schlug dir im Prinzip vor, wenn du tatsächlich einen schwimmenden Regler haben willst, dessen OpV's aus 2 Rails zu versorgen, die sich aus einem Grätz über Elkos mit Fußpunkt auf +Rail für die +Uopv und einem Grätz über Elkos mit Fußpunkt auf -Rail für die -Uopv ergeben. Beide natürlich geregelt, so daß sie nur soweit über +Rail und unter -Rail der Rohspannung herausstehen, wie tatsächlich von den OpV's benötigt wird. Das wiederum würde zwei OpV's bedingen, die mit sehr großen Versorgungsspannungen zurechtkommen, nämlich maximal zu erwartende Rohspannung plus beide Hilfsspannungen über +Rail bzw. unter -Rail der Rohspannung. W.S.
TomA schrieb: > Der Aufbau entspricht dem > Prinzip des schwimmenden Reglers mit Bezugspunkt an +Ua. Im Schaltbild > ist der Bezugspunkt auf -Ua, dies ist aber nur für die Darstellung am > Bildschirm. Da du deine Spannungen aus einer Wechselspannungsquelle (Trafo) beziehst, schwimmt da nichts. Bei Schaltungen, die eine negative Versorgung benötigen, die entweder noch nicht da ist wenn die positive schon stabil ist, oder länger ansteht als die positive, oder wegen Alterung der Kondensatoren nicht mehr die projektierte Höhe erreicht, ist immer ein Spannungsausfallschutz in der Elektronik vorzusehen, der bei noch nicht ausreichender negativer Spannung den Rest der Regelung abschaltet, damit am Ausgang keine Überspannung ankommt. Anosnsten sehe ich vom Schaltplan noch nicht viel..
Hallo ArnoR. Die Schaltung entspricht dem NG304, um das es hier ging (Beitrag "Nachbau NG304, Ausgangsstrom wird nicht erreicht"). Du hast recht, im Moment ist kein Kondensator am Ausgang um das direkte Regelverhalten zu sehen. Werde mal das Original einsetzen (10 Ohm seriell zu 10µF) und neu simulieren. Danke für den Hinweis. Gruß. Tom
TomA schrieb: > Die Schaltung entspricht dem NG304, um das es hier ging Ja, wat denn nu? Das NG304 verwendet doch OPV als Strom- und Spannungsregler. Du schriebst aber von: TomA schrieb: > einen diskret aufgebauten OP, welcher an die Aufgabe angepasst ist. --------------- TomA schrieb: > Werde mal das Original einsetzen (10 Ohm seriell zu 10µF) und > neu simulieren. Was soll denn das für eine "Last" sein? An ein Labornetzteil muss man auch einen 1mF-Elko über 50cm Draht anschließen können.
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Hallo ArnoR, die Last 10R seriell 10 Ohm sind die Grundlast im NG304 verbaut (Schaltplan findet sich im Link). Habe jetzt mal verschiedene Kondensatoren an den Ausgängen angeschlossen, mit dem Ergebnis dass die Grundschaltung bereits ein Problem hat. Die Diagramme zeigen die Ausgänge mit zwei verschiedenen Kondensatoren, 10µF und 100µF. Dabei neigt jeweils der integrierte OP eher zum schwingen. Die Diagramme zeigen aber ein ganz anderes Problem. Das Überschwingen der Ausgangsspannung von 5 Volt auf beinahe 9 Volt, welches beide Schaltungen aufweisen. Da es beide Schaltungen betrifft, liegt es bereits an der Grundschaltung. @all Werde nicht alles beantworten, da ich als Gast das Recht habe nur drei Antworten in der Stunde zu schreiben müssen. Gruß. Tom
TomA schrieb: > liegt es bereits an der Grundschaltung Das hat man dir schon im anderen Thread gesagt und oben auch ArnoR nochmal angeschnitten. Wieviele Meldungen brauchst du noch, die dir sagen, dass deine Idee nicht das Gelbe vom Ei ist, bis du von der Schaltung mal ablässt?
TomA schrieb: > Werde nicht alles beantworten, da ich als Gast das Recht habe nur drei > Antworten in der Stunde zu schreiben müssen. Anmelden kostet nichts und tut auch nicht weh. Ich kann verstehen, dass man sich nicht anmelden will nur weil man mal ne Frage hat aber IMO gehts dir um ein wenig mehr, da wäre Anmelden gar nicht so verkehrt ;)
Hallo M.K. Ich war angemeldet, habe mich aber stets nur als Gast eingeloggt, weil mich das Bewertungssystem zu sehr abgelenkt hat. Inzwischen habe ich meine Zugangsdaten vergessen und ein kürzlicher Test mich mal einzuloggen hat gezeigt, dass ich nicht mehr angemeldet bin. Das macht aber nichts, da ich als Gast nichts vermisse. Auch hier, ArnoR hat mir ein Stück weiter geholfen. Danke dafür. Gruß. Tom
Das beste dynamische Verhalten bei großen Lastsprüngen hat immer noch der simple Emitterfolger als geregeltes Netzteil. Der klassische Trias aus Widerstand, Diode und Transistor.
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Durch erhöhen des Integralanteils des PID-Reglers und einem Ausgangselko von mindestens 22µF lässt sich das Problem verringern. Im Diagramm ist sogar ein Elko von 1000µF am Ausgang. Aber auch hier scheint der diskrete OP die Nase gegen den TL082 vorne zu haben. Tom
Die Dreieckform der Schwingung ist typisch dafür das Teile der Regelung in die Sättigung gehen. D.h. kleinsignal-mäßig ist der Regler noch stabil, aber ggf. nicht mehr mit viel Phasenreserve. Nach dem großen Sprung geht aber ein Teil in die Sättigung und führt so zu zusätzlichen Verzögerungen, die die Phasenreserve weiter reduziert bis fast zum Schwingen. Das Verhalten findet man gar nicht so selten in den eher einfachen Schaltungen. Man kann ggf. die Kompensation noch etwas trimmen für bessere Stabilität auch im kleinsignal Fall. Für gute Stabilität sollte die Regelschleife eher PID Charakter haben und nicht nur PI wie jetzt. 10 Ohm in Reihe zu den 10 µF sind recht viel - kann aber passen für eine eher langsame Regelung. Ggf. braucht es dann aber mehr als 10 µF. Ein anderer Ansatz ist es die Sättigung zu reduzieren, indem begrenzt wird wie weit die OPs nach oben oder unten können, etwa über extra Dioden oder einfach weniger Versorgungsspannung.
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Hallo Lurchi. Habe, wie von dir vorgeschlagen, den D-Anteil erhöht. Und siehe da - Das Problem ist beseitigt, die steigende und fallende Flanke sind praktisch deckungsgleich. Was der TL082 noch an Unruhe mitbringt lässt sich sicher im Feintuning verbessern. Im Moment sind die Regler noch gleich aufgebaut um sie vergleichen zu können. Im Fazit gehe ich davon aus, dass man den Regler durchaus auch aus einzelnen Transistoren aufbauen kann. Ein paar Transistoren hat man schneller zur Hand als einen OP, braucht halt etwas mehr Platz auf der Platine. Fehlt noch die Schaltung real aufzubauen um die Wahrheit zu sehen. Werde auch noch das verringern der Reglerversorgung ausprobieren. Vielen Dank, hat mich wieder ein Stück weitergebracht. Tom
TomA schrieb: > Ein paar Transistoren hat man > schneller zur Hand als einen OP Das galt vor 40 Jahren vielleicht aber heute...also IMO hat man in jeder halbwegs vernünftig sortierten Elektroniksammlung mindestens einen Satz LM358 oder ähnliches (aus dem Kopf ist in meiner kleinen Sammlung:LM358, LM1458, LM324, LT1013, LT1014, AD620, OPA380, OPA656). OPVs bekommt man doch heute hinterher geworfen. Nichts desto trotz verfolge ich deine Untersuchungen mit großem Interesse, bin gespannt was da am Ende bei rum kommen wird ;)
Hallo M.K. Da geht es Dir wie mir, auch ich habe keine Ahnung ob dabei überhaupt etwas herauskommt. Im Moment befindet sich die Idee in einem frühen Stadium, bin am sammeln von Informationen und simulieren von Schaltungen. Wenn sich zeigt, dass die Transistorschaltungen nicht wirklich gut funktionieren werden sie in die Tonne geklopft und Op's verwendet. Das ganze ist für ein Netzteil fürs Grobe. Habe ein altes Netzteil aufgetrieben, bei dem die Regelelektronik durchgebrannt ist. An dem kann ich verschiedenes ausprobieren, ohne es wirklich zu brauchen. Mal sehen wo die Reise hingeht und egal ob es funktioniert oder nicht, werde ich hier berichten. Sicher werde ich auch noch das Eine oder andere Problem/Idee zu besprechen haben. Habe bereits jetzt von dem gegebenen Wissen profitiert. Bin also selbst gespannt was dabei rauskommt. Im besten Fall habe ich am Ende ein weiteres Netzteil, sonst etwas Füllstoff für die Tonne. In jedem Fall werde ich dabei aber einiges lernen und viel Spaß haben. Schönen Tag und Gruß. Tom
TomA schrieb: > ich habe keine Ahnung ob dabei überhaupt > etwas herauskommt. Im Moment befindet sich die Idee in einem frühen > Stadium, bin am sammeln von Informationen und simulieren von > Schaltungen. Vielleicht hilft dir dieser Beitrag dabei: Beitrag "Re: Labornetzgerät - Fragen zum Schaltplan" In deinem Bild von gestern Abend ist offenbar nur eine Lastsituation dargestellt, die Schaltung muss aber mit allen möglichen Lasten klarkommen. Daher solltest du immer eine parametrische Simulation über einen großen Lastbereich machen, sonst optimierst du den Regler auf eine Referenzlast und bei andern gibt's dann böse Überraschungen.
Aber wie schon im Beitrag #6251258 geschrieben, haben das beste dynamische Verhalten bei großen Lastsprüngen hat immer noch der simple Emitterfolger als geregeltes Netzteil (Widerstand, Diode und Transistor). Bei Netzteilen für schnelle große Lastsprünge der Lasten gibt es diese Komponente tatsächlich parallel um das Einknicken bis die Regelung nachkommt zu begrenzen. Der Regler der eigentlichen Netz-/Laborgeräteschaltung ist daher nur noch für Schnelligkeit auf den Fall der plötzlichen Lastabnahme zu optimieren. Die Überschwinger werden so minimiert in beiden Richtungen. Das ist aber nur eine Extrawurst für einen Sonderfall und nicht unbedingt für den Thread eine passende Empfehlung für ein universelles Labornetzteil.
Dieter schrieb: > Das ist aber nur eine Extrawurst für einen Sonderfall und nicht > unbedingt für den Thread eine passende Empfehlung für ein > universelles Labornetzteil. Eher würde man da sagen "Anforderungen vergleichbar einer E-Last", oder evtl. "lange ausdiskutiert - gibt für 99% schon die passende Vorlage". Und ja, auf solche Ideen kommt da dann keiner (mehr), denn wenn es (auch) um (mittlere bis) höhere Leistung geht, will man nichts (schon gar nicht den Leistungs-T) durch Zufall völlig überdimensionieren (/müssen) - man nutzt lieber die Erfahrung der vielen Konstrukteuere und auch Nachbauer der Vergangenheit, um ein erprobtes, sicheres Konzept zum Einsatz bringen zu können, genau darum handelt es sich bei den ganzen Dingern (ob mit 723 oder als moderne Mehrfach-OPV-Variation beliebiger Art als Regel-IC). ArnoR schrieb: > Das muss deine Schaltung können. Source/Sink CV, CC, CP ... sehen viele ja als feste Vorgabe [auch hohe I, U, P (besser mit Schalt-Vorregler dann, bes. hohe Leistung seltenst in Verbindung mit Anforderung "hochsauber/-glatt")]. PS.: Ohne OPVs in der Lade bestellt man halt schnell mal welche, ums künftige LNG (sind zahllose Beispiel-Schaltschemata gängigster Auslegungen auffindbar (0-1..10..100VDC @ 0-1..10..100 Ampere)) - nach Wunsch aufzubauen. So handhabt das ehrlich die Mehrheit... TomA schrieb: > es geht nicht um ... Und hier ging es zu anfang angeblich nicht wirklich um ein "LNG", sondern den Grundgedanken "LNG, built from Scratch(!)." (Zuerst, beim lesen der ersten paar Posts, vermutete ich schon fast Getrolle hinter der -offenbar echten- Naivität diesbzgl. Mittlerweile wurde schon umgeschwenkt auf "ich lerne noch...", was nicht die schlechteste Entwicklung war/ist - bitte tu das.) Der ist aber mindestens schlecht durchdacht, wenn nicht Unsinn: Immerhin will man ein LNG lange benutzen (wer nicht bald stirbt dürfte wenigstens so denken) - in der Hauptsache aber will man genaue Istwertanzeige (+evtl. noch überaus glatte) v. U u./o. I, wieso Nachbausicherheit bei der Vorlage + befolgen der Vorgaben beim Nachbau unverzichtbar ist. Zumeist ist genau das prior wichtig, und von da her dieser Scrap- Gedanke in Verbindung mit LNG allgemein {mag Zufalls-Ausnahmen geben} ad absurdum geführt - soll es um ein LNG gehen ja/nein? (Oder eröffne, wieso (außer "weilisthaltgradesoINüberall...") Du, und nur Du, ein "volldiskretes LNG" als Wunschvorstellung hast. Solltest Du die Eigenschaften eines "richtigen" LNGs evtl. nicht kennen (und Dir (/halbwegs) klar darüber sein, daß das moderne, nicht -diskrete Konzept besser/überlegen/einzig richtig ist) - dann brauchst Du evtl. ja gar keine derartige Versorgung...? Sei nicht böse --- ein klein wenig erzwingst Du diese Frage. :)
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Hallo ArnoR. Den Thread kenne ich, wollte mein Anliegen eigentlich auch dort einbringen. Aber er ist schon so groß und unübersichtlich geworden, dass es mir besser erscheint einen Eigenen zu öffnen. Derzeit geht es mir darum herauszufinden, ob ein diskreter Aufbau Vorteile gegenüber der Verwendung integrierter OPV's hat. Im Moment untersuche ich das Verhalten der Schaltung bei gleichen Lastwiderstand mit unterschiedlicher Steuerspannung. Im nächsten Schritt bleibt die Steuerspannung gleich, bei unterschiedlicher Last. @Dieter Der Leistungsteil ist eine Darlington Kollektorschaltung (Emitterfolger) mit NPN Transistor (derzeit BD243) und sie funktioniert wunderbar. Der Unterschied zur Schaltung mit integrierten OP ist, dass ich auf die integrierte Ausgangsstufe des OP verzichte und die vorhandene Leistungsstufe des Netzteils dafür verwende. @all Die verwendete Schaltung ist kein Geheimnis. Der Grund warum ich sie nicht zeige ist, dass sie sich ständig ändert. Sobald ich hier ein Schaltbild einstelle beginnt die end- und fruchtlose Diskussion über Details dieser Schaltung, obwohl sie fünf Minuten später schon geändert ist. Ich verwende Netzteil-Schaltungen mit OP und versuche den OP durch eine diskrete Transistorschaltung zu ersetzen. Bei diesen Transistorschaltungen orientiere ich mich an den Schaltungen welche bei "Tietze & Schenk" im Abschnitt Operationsverstärker beschrieben sind. Wenn es mal etwas Konkretes gibt, werde ich es natürlich zeigen. Bis dahin wird es aber noch dauern, da ich noch fast am Anfang stehe. Im Moment sieht es so aus als hätte die diskrete Lösung eine geringere Schwingneigung, aber es ist zu früh darüber eine gültige Aussage zu treffen. Für die Simulationen mache ich Versuche immer an der Transistorschaltung und ziehe die Änderungen an der OP-Schaltung nach. Anders herum würde der OP vermutlich besser aussehen. Das Diagramm zeigt den derzeitigen Stand. Ausgangsspannung 0V und 15Volt, Lastwiderstand 15 Ohm, Ausgangsstrom 0A und 1A. Angesteuert über Eingangsspannung 0V und 15Volt, Ausgangskondensator 10µF. Ich danke den Leuten die mir mit einem Wink helfen die richtige Richtung zu finden. So, und nun wieder ans Werk. Gruß. Tom
EllEnnGeh schrieb: > Eher würde man da sagen... Natürlich ohne Dir irgendwie widersprechen zu wollen/können.
TomA schrieb: > end- und fruchtlose Diskussion ... > obwohl sie fünf Minuten später schon geändert ist Du bevorzugst die stoische Demonstration eigenen Try- and- Error- Tuns, statt von Wissenden (die meistzen hier sind das) Tipps dazu zu kriegen?
M. K. schrieb: >> Ein paar Transistoren hat man >> schneller zur Hand als einen OP > > Das galt vor 40 Jahren vielleicht aber heute...also IMO hat man in jeder > halbwegs vernünftig sortierten Elektroniksammlung mindestens einen Satz > LM358 oder ähnliches (aus dem Kopf ist in meiner kleinen Sammlung:LM358, > LM1458, LM324, LT1013, LT1014, AD620, OPA380, OPA656). OPVs bekommt man > doch heute hinterher geworfen. ...und selbst der billigste OPV hat da bessere Daten als ein diskreter OPV. Vor >50 Jahren gab es spezielle, sehr teure Doppeltransistoren für die Eingangsstufe solcher diskreten OPVs. Ich nehme mal an, die gibts garnicht mehr, weil kein Mensch die braucht.
M. K. schrieb: > Nichts desto trotz verfolge ich deine Untersuchungen mit großem > Interesse, bin gespannt was da am Ende bei rum kommen wird ;) Ach so - na ok, kann man mal machen (nicht Nobelpreis-würdig, aber vielleicht ergeben sich doch "Aha-Erlebnisse"). Ich bin schon still ...
Hallo EllEnnGeh. Jetzt hast Du es. Ja ich will das selbst machen, das ist der Sinn der Sache. Bin dankbar für Tipps wenn es klemmt, will aber keine fertige Lösung. Wenn ich eine fertige Lösung bevorzugen würde, könnte ich ein Netzteil kaufen. Was ist daran falsch? Ja, es sind einige sehr gute Leute hier, aber auch viele Schwätzer. Tom
Nur ganz kurz von mir wegen viel Arbeit... Ich baute vor rund 30 Jahren ein diskretes LNG (0-20V/0.005-2A)nach HP Schaltbildvorlagen auf. Als LNG funktionierte es immer noch sehr gut und hat mir nie irgendwelche Probleme gebracht und ist bei mir im Arbeitszimmer periodisch immer noch im täglichen Einsatz. Es empfiehlt sich beide Differenzverstärkerstufen thermisch durch Alublöcke oder zusammenkleben der Transistoren auf eine gemeinsame Temperatur zu halten. Ich kann mich im Augenblick nicht an die Gerätenummer von HP erinnern das mir als Pate gestanden hat. Als Referenzdioden dienen 1N823A wenn ich mich recht erinnere. Auch die Temperaturstabilität ist mit modernen Geräten vergleichbar. Dazu nimmt man preismäßig besser integrierte Referenzen wie TL431C oder LM336/385. Lustigerweise nahm ich eine OPV Schaltung zur LED CV/CC Anzeige. Beitrag "Re: Zeigt her eure Kunstwerke (2015)" Mich motivierte damals herauszufinden wie gut die diskreten alten HP LNGs eigentlich funktionieren. Es hat sich wirklich gelohnt. TomA: Wünsche Dir viel Erfolg und Freude mit Deinem Unternehmen. Schönen Tag noch. Gerhard
Schau dir das HP 61112A und das HP 6114A an. Beides waren zu ihrer Zeit die besten käuflichen Netzteile, im Sinne von teuer und präzise. Das 6112A ist mit diskreten Transistoren aufgebaut, alle kritischen Bauteile sind in einem Ofen auf konstanter Temperatur gehalten. (Interessanterweise verwenden viele HP Designs nicht mal Darlington Ausgangsstufen, sondern reine Emitterfolger. Die sind schneller als Darlingtonstufen, was vielleicht mit den heutigen Transistoren nicht mehr so wichtig ist.) Das später entwickelte 6114A verwendet keinen aufwendigen Ofen, dafür OPVs, und erreicht trotzdem eine bessere Stabilität. Die Stabilität eines gut entwickelten Netzteils hängt praktisch nur von der Stabilität der Referenz und der Temperaturstabilität der Offsetspannung (und der Offsetströme) der OPVs ab. Für den Stromquellenbereich ist praktisch nur die Stabilität des Shunts wichtig (die ist wegen der hohen Erwärmung mies). Das klassische HP/Harrison Konzept ist sehr gut als Spannungsquelle geeigenet, aber weniger gut als Stromquellle. (Lastabhängige Fehlerströme fliessen auch durch den Shunt...) Aber die Stromquellenfunktion ist ja eher ein Sicherheitsfeature, als eine echte Stromquelle. Die Stabilität eines diskreten OPVs dürfte selbst im Vergleich zu einem LM358 bescheiden sein, wenn die Transistoren nicht händisch abgeglichen sind, und auf einem dicken Alublock montiert werden. Von einem OP07 rede ich da lieber nicht. Für die Schnelligkeit der Regelung ist praktisch nur die Ausgangsstufe mit den Kondensatoren die Begrenzung. Speziell wenn Sense Leitungen verwendet werden, spielt die Leitungsinduktivität eine grosse Rolle. Da ist es in der Praxis meist besser mit der Geschwindigkeit zurückzugehen, und dafür ein Netzteil zu haben das auch mit bösen Lasten stabil ist... UGF von 300 kHz würde mir da schon zu viel sein. Beide HP Netzteile dürften um 1-2 Grössenordnungen stabiler sein, als die heute üblichen Schaltungen. Aber wer braucht so was? Diese Netzteile waren damals als Kalibratoren gedacht, heute macht man das mit einer SMU. Ein Netzteil für den täglichen Gebrauch muss doch selten genauer als 3% sein? Ob die Hilfsspannung aus einer Hilfswicklung oder aus einer Spannungsvervielfacherschaltung erzeugt wird, ist völlig nebensächlich. Letzteres spart minimal am Trafo, dafür braucht man mehr Aufwand in der Schaltung. Bevor ich die Hilfswicklung weglasse, und eine Spannungsvervielfacherschaltung verwende, würde ich ein Konzept aufbauen, bei dem die Hilfsspannung der OPVs direkt aus der Hauptspannung erzeugt wird. Da könntest du wirklich noch ein paar Cent sparen. Nachteilig ist nur, dass bei hohen Leistungen mehr verbraten wird, speziell bei Mosfets, die mehr Gate Spannung brauchen.
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Hallo Harald. Es gibt immer noch Doppeltransistoren auf einem Chip und teuer sind sie auch nicht mehr. Vor wenigen Jahren habe ich mir solche zugelegt, hatten nur ein paar Cent gekostet. Vielleicht ist es heute wie mit dem Rohöl, wo man Geld kriegt wenn man welches abnimmt. Hier mal ein Ausschnitt aus dem Datenblatt. Die sind dann eher was fürs Feintuning am Ende, wenn es dazu kommt. Für die derzeitige normale Simulation befinden sich alle Transistoren auf einem Chip. @Udo Das endgültige Netzteil wird weit vom Kalibrator entfernt Verwendung finden, es dient für die Minidrill Bohrmaschine und Tischkreissäge. Die höchste Präzision die es braucht wird das gelegentliche Laden eines Bleiakku sein. Aber die Netzteilkarkasse bietet mir die Möglichkeit mich, auf einfache Weise, in die Schaltungstechnik einzuarbeiten. Ist nur zum Spaß und lernen, keine Notwendigkeit. Tom
Solche einfachen Doppeltransistoren 2 Chips in einem Gehäuse gibt es in Massen. Nur ist das die Kopplung nicht ganz so gut. Für ein Netzteil tut es das in aller Regel auch. Es gibt auch noch einige wenige echte Doppeltransistoren (vor allem für die Hifi Freaks, die so etwas eigentlich nicht brauchen) - da sind aber oft passende OP günstiger. Die Schaltung mit OPs ist eigentlich auch nicht so ideal, vielfach wäre es günstiger für das zusammenführen von Spannungs- und Stromregelung Transconductance-Stufen (also Strom-Ausgang) zu haben und keinen Spannungsausgang.
Schon klar, aber wenn du hier schon Webspace und unsere Zeit beanspruchst, dann mach es richtig :-) Deine Doppeltransistor sind keine abgeglichenen Transistoren, das müsstest du bei Bedarf händisch machen. Die sind einfach nur in einem Gehäuse, weil es praktisch ist. Die sind normalerweise auch nicht auf einem Siliziumplätchen. Ich glaube von Analog gibt es noch die SSM2212, die haben eine typische Offsetspannung von 10uV https://www.analog.com/en/parametricsearch/10988#/ Damit hast du eine sehr geringe Change einen OP07 zu schlagen (aber nicht einen neueren OPA2210 oder AD8676)..
CA3045/6 Transistor Arrays im 14-poligen DIP Gehäuse oder die MAT-0x haben einander angeglichene Werte und sehr gutes Temperatur Tracking. Weil heutzutage für (fast) alles ein IC existiert, gibt es sie leider neuerdings nicht mehr im Fachhandel. Aber wo ein Wille, da ein Weg. Da es ja nur um das nostalgische Nachempfinden ehemaliger Technikpraktiken geht, kann man hier durchaus nach Herzenslust improvisieren. Gepaarte NPN lassen sich mit wenig Mühe selber zusammenstellen und optimales Matching ist nicht unbedingt eine zwingende Notwendigkeit. Wie ich am LNG302 herausfinden mußte ist die Präzision eines OP77/07 z.B. ein Augenöffner;-) Siehe auch hier: https://www.digikey.com/products/en/discrete-semiconductor-products/transistors-bipolar-bjt-arrays/277?k=transistor+array&k=&pkeyword=transistor+array&sv=0&pv74=121954&pv74=121955&sf=0&FV=-8%7C277&quantity=&ColumnSort=0&page=1&stock=1&pageSize=25
TomA schrieb: > Ich verwende Netzteil-Schaltungen mit OP und versuche den OP durch > eine diskrete Transistorschaltung zu ersetzen. Das ist, muss ich leider sagen, totaler Blödsinn. Du verschwendest da deine Lebenszeit so deine Ergebnisse betrachte, schon besser einsetzen könntest. Ich dachte ja, du untersuchst ein LNG, dass schon jetzt mit diskreten Transistoren arbeitet (also so ein 40-50 Jahre altes Design) und nicht eines, dass mit einem OPV arbeitet und du versuchst den OPV durch Transistoren zu ersetzen. OPVs wurden eben erfunden um den Problemen diskreter Verstärker mit Transistoren zu begegnen und nicht weil man grade nichts zu tun hatte.
Gerhard O. schrieb: > Mich motivierte damals herauszufinden wie gut die diskreten alten HP > LNGs eigentlich funktionieren. Es hat sich wirklich gelohnt. Zu meiner Schulzeit hatte ich mir auch ein völlig diskret aufgebautes LNG gebastelt - aber nicht aus der Motivation die du hattest, sondern aus schierer Not. Ich hatte damals schlichtweg nichts anderes. So ein diskreter Einfachst-OpV hat (wenn man es ein wenig sarkastisch sieht) auch seine Meriten: Die Gesamtverstärkung ist vergleichweise mickrig und daher ist die Schaltung selbst bei ziemliche Ahnungslosigkeit des Bastlers erstaunlich stabil - viel stabiler, als wenn jemand mit vergleichbarer Ahnungslosigkeit seine Schaltung mit richtigen OpV's aufbaut. Aber für ein einfaches LNG reicht's allemal aus. Ich bin mir aber noch immer nicht sicher, ob dieser Thread wirklich einen Sinn hat. Der TO scheint nicht gewillt zu sein, die Dinge wirklich zu klären und verliert sich andauernd in neue Ideen (weswegen er auch das Posten einer Schaltung mittlerweile unterläßt - siehe seine Bemerkung weiter oben). Das ist chaotisch und führt erfahrungsgemäß nicht zu einem benutzbaren Gerät. W.S.
Hallo W.S. Ich gebe Dir Recht, der Thread macht wirklich keinen Sinn. Am Netzteil werde ich weiter arbeiten, aber ohne darüber zu schreiben. Danke an die geholfen haben. Gruß. Tom
W.S. schrieb: > Zu meiner Schulzeit hatte ich mir auch ein völlig diskret aufgebautes > LNG gebastelt - aber nicht aus der Motivation die du hattest, sondern > aus schierer Not. Ich hatte damals schlichtweg nichts anderes. Mir ging es ähnlich. Trotzdem sehe ich diese damalige Zeit als besonders wertvoll weil es mich zur Selbsthilfe, zum improvisieren und laterales Denken erzog. Aus dieser Sicht würde ich die damaligen Herausforderungen nicht wirklich missen wollen. Bezüglich TomA: Bitte mache weiter hier. Ich finde Deine Ideen und Ansatz trotzdem interessant. Am Anfang muss man erst mal die Möglichkeiten sortieren.
Ganz unabhängig von allen Regelungsdiskussionen: Ich finde schon den Schaltplan im ersten Bild abschreckend. Ist es wirklich so schwer, einen Schaltplan zu malen, wo die (Haupt-)Spannungsquelle links ist? Und nicht in einem Nest aus Kondensatoren und Dioden eingebettet? Und Spannungen, die höher als andere sind weiter oben, Spannungen die niegriger sind weiter unten? Und wenn Aux+ und Aux- positive bzw. negative Spannungen zu +Ua sind, dann möchte ich das auch irgendwie am Bild erkennen können. C5/R3, und C7/R4 sind dazu die Ausgangskondensatoren. Die will ich in Serie sehen, Aux+ oben, in der Mitte die Verbindung zu Ua+, weiter unten Aux- Und zwar rechts der dazugehörigen Dioden, die in einer Graetz-Konfiguration gezeichnet werden sollten, so wie bei Ua+ auch. Dann muss man nicht jeder einzelnen Diode nachlaufen, um das Schaltungsprinzip zu erkennen. Dann ist auf einen Blick ersichtlich: Brückengleichrichter - Kondensator Ua+; 2 weitere Brückengleichrichter, über Kondensatoren gespeist, Ausgänge symmetrisch zu Ua+. Es stimmt zwar, dass hier der Schaltplan für den Computer gezeichnet wurde. Wie Programmcode auch sollte aber auch die "Idee" des Plans gezeigt werden, syntaktisch richtig und das richtige Ergebnis ist nur die halbe Miete. Menschen sind gut, Muster zu erkennen. Die Gleichrichterbrücke mit Ausgangsbeschaltung, eine for-Schleife oder eine Switch-Struktur. Mit etwas Erfahrung erkennt man das auf einen Blick. Details sind für Menschen viel schwieriger: die Funktion einzelner querliegender Dioden und Kondensatoren nachzuvollziehen, bei einer Schleife den Off-by-One-Fehler erkennen oder beim switch den vergessenen Fall entdecken. Dem Compiler (oder hier LTSpice) ist das egal. Aber du malst den Plan ja auch für Menschen. Sorry falls das jetzt zu sehr nach Rant klingt - es ist nicht bös gemeint!
Gerhard O. schrieb: > Bezüglich TomA: Bitte mache weiter hier. Ich finde Deine Ideen und > Ansatz trotzdem interessant. Am Anfang muss man erst mal die > Möglichkeiten sortieren. Das sehe ich in der Tat ähnlich...nur würde ich halt nicht in einem OPV-geregelten Netzteil eben jenen OPV durch Transistoren ersetzen sondern ein Transistor-geregeltes Netzteil in der von TomA geführten Weise untersuchen und versuchen zu optimieren. ;)
Um ein Motoerchen anzutreiben oder einen Akku zu laden.. naja, man kann's uebertreiben. Hat der Poster schon mal ueber Verlustleistung nachgedacht ? Fuer dolche Anwendungen nimmt man sicher ein Schaltnetzteil. Ich habe meist Nownoise anwendungen und empfehle zB - LT1777, als Buck, alleding max 500mA oder so, - LT1683 mit Trafo, ueblicherweise fuer hoehere Spannungen, - CPLD als Controller fuer Weitbereich, buck, 5-100%, beliebing Strom Ein Labornetzgeraet wuerd ich kaufen, denn man will ja etwas machen damit.
Schwätzer schrieb: > Ein Labornetzgeraet wuerd ich kaufen, denn man will ja etwas machen > damit. Und manch einer will was beim Selbstbau eines LNGs auch noch was bei lernen. Nicht immer baut man ein LNG nur um des LNG Willens wegen ;)
Auch nicht uninteressant der Schaltplan, der auf dieser Seite verlinkt ist: https://kn-electronic.de/Bausaetze/LNT01.html Der rundegehäusige 723, und doppelte Komplememtärdarlingtonendstufe.
Die Schwachstelle des gesamten Komplexes ist die verkettete Gleichrichterschaltung am Anfang. Trafos mit mehr Sekundärwicklungen und klassischen Gleichrichtern sind niederohmiger, überlastbarer und erlauben eine Zusammenschaltung auch mehrerer Netzteile, wenn die Spannung für Sonderfälle zu klein ist. Das erhöht die Übersichtlichkeit, Reparierbarkeit und man hat eine Notreserve. Auch 2 Trafos in einem Gehäuse sind machbar.
Werner H. schrieb: > Das erhöht die Übersichtlichkeit, Reparierbarkeit und man hat eine > Notreserve. Auch 2 Trafos in einem Gehäuse sind machbar. und zum Not gibt es auch noch DC/DC Wandler im kleinen Gehäuse....
Tilo R. schrieb: > Ganz unabhängig von allen Regelungsdiskussionen: > Ich finde schon den Schaltplan im ersten Bild abschreckend. Laß mal. Das ist nur eine von mehreren Schwierigkeiten. Normale lesbare Schaltpläne sehen ganz anders aus, aber so wie im ersten Bild sieht das eben aus, wenn man nur im Simulationsprogramm herumwerkelt. Die Editoren der Simulationsprogramme sind regelmäßig ausgesprochen hakelig und entsprechend sehen die Schematics aus. Zumeist ist es ja auch so, daß die Leute sowohl Schaltung als auch Simulation sehen wollen, deshalb dann die plattgedrückte und komprimierte Schaltung, damit noch Platz auf dem Monitor für die Simualtion bleibt. Man hat Schwierigkeiten, so eine Schaltung zu lesen - und folglich kommen dann gravierende Mißverständnisse auf. Der TO hat ja als Beispiel auch noch nie wirklich gesagt, auf was für eine Leitung seine Hilfsspannungserzeugung aufsetzen soll. Ich denke mal, wirklich diskutieren kann man erst dann, wenn richtige Schematics aus einem richtigen EDA-System vorliegen (und diese ordentlich gezeichnet sind). W.S.
Ein nicht ganz unlogischer Schritt, um wenigstens eine der o. a./ gewünschten Versorgungen sogar from Scrap/mit Einfachstschaltung realisieren zu können, ist die Aufteilung in 1. NT / 2. Lader. 1. Einfache Konstantspannung ginge halt mit simplen 3-Bein-Reglern, viele Lasten würden sich auch mit einfachster Kollektorschaltung an Zener als U_ref zufriedengeben, ... 2. z.B. PB137.
EllEnnGeh schrieb: > 1. Einfache Konstantspannung ginge halt mit simplen 3-Bein-Reglern, Noch besser geht das m.E. mit dem 5-Bein-Regler L200. Man sollte nur beachten, das man die Einstellung der Strombegrenzung besser mit einem Stufenschalter und nicht mit einem Poti macht.
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