Ich experimentiere gerade mit einer Konstantstromquelle herum. Die macht
auch soweit das, was sie soll, allerdings möchte ich sie gerne per PWM
ein- und ausschalten können. Da dachte ich mir, ich schließe einfach die
Spannung an Pin5 des OpAmps mit dem BC547 (Q2) gegen GND kurz. In
Kollektorschaltung sollte der doch eigentlich vollständig durchschalten,
oder? Jedoch tut er das scheinbar nicht, denn die Konstantstromquelle
lässt immer noch etwas Strom durch. Das ganze scheint auch relativ
unabhängig vom Basisstrom von Q2 zu sein. Das müsste aber bedeuten, dass
der differentielle Widerstand des Transistors immer noch etliche Ohm
beträgt aber das sollte ja nun auch nicht sein. Was läuft hier falsch?
Wenn ich Pin5 des OpAmps manuell auf GND schalte fließt wie gewollt kein
Strom mehr durch die Last über Q1.
Paul H. schrieb:> In> Kollektorschaltung sollte der doch eigentlich vollständig durchschalten,> oder?
Nein, eben nicht. Nimm einen MOSFET, dann kann es gehen.
Paul H. schrieb:> Was läuft hier falsch?
Gar nichts. Alle Deine Beobachtungen und Schlußfolgerungen sind richtig.
Nimm für Q2 einfach einen passenden Mosfet.
An jedem Bipolaren Transistor fällt ein bisschen Spannung ab. 100% durh
schalten, wie ein Relais können sie nicht. Mit MOSFET geht das eher.
Du hast aber auch noch ein Problem mit dem DC-Offset der
Operationsverstärker. Je nach (zufälliger) Polarität und Grösse führt
dieser dazu, das Ausgangsseitig immer ein gewisser Ruhestrom zum Soll
addiert oder subtrahiert wird.
Wenn du eine negative Hilfsspannung hättest, könnte man beides relativ
leicht kompensieren.
Paul H. schrieb:> In> Kollektorschaltung sollte der doch eigentlich vollständig durchschalten,> oder?
Ich will nur richtig stellen: Es ist eine Emitterschaltung. Trotzdem hat
die z.B. rund 100mV U_CE_sat, was in der Schaltung dann noch immer zu
30mA Stromfluss führt.
Falls du keinen Mosfet zur Hand hast, kannst du bei Q2 auch mal
Kollektor und Emitter vertauschen (also Transistor 180° gedreht
einlöten), evtl. reicht dir das schon.
Stefan ⛄ F. schrieb:> Du hast aber auch noch ein Problem mit dem DC-Offset der> Operationsverstärker.
...
Nee, hat er nicht, sonst wäre das nicht:
Paul H. schrieb:> Wenn ich Pin5 des OpAmps manuell auf GND schalte fließt wie gewollt kein> Strom mehr durch die Last über Q1.
HildeK schrieb:> Es ist eine Emitterschaltung.
Ups, richtig!
HildeK schrieb:> rund 100mV U_CE_sat
Ah, das ist dann die Collector–Emitter Saturation Voltage aus dem
Datenblatt. Dann werde ich mal stattdessen einen N-ch Mosfet probieren.
:-) Danke
Elliot schrieb:> Nee, hat er nicht, sonst wäre das nicht...
Ich weiß nicht wie viele Kopien dieser Schaltung er aufbauen will und
erneut auf das Glück hofft, einen Offset in die "richtige" Richtung zu
bekommen.
Paul H. schrieb:> Was läuft hier falsch?
Ich sehe auf dem Plan nur Vcc und GND. Der LM358 ist kein Rail2Rail OPV.
Um den Output auf 0 V zu bekommen solltest Du mit einer symmetrischen
Versorgungsspannung arbeiten. Zumindest wäre eine Outputspannung von 0,5
V und weniger hilfreich.
Über R1 wird, wenn Strom fließt, eine Spannung aufgebaut, die dem LM358
entgegen kommt. Wenn Du den Strom gegen 0 steuerst, dann wird die
"Hilfsspannung" über R1 immer weniger und so muß der LM358 mindestens
die + 0,5 V erreichen um den BC337 sperren zu können. Und das schafft
der LM358 so nicht.
mfg Klaus
Klaus R. schrieb:> und so muß der LM358 mindestens> die + 0,5 V erreichen um den BC337 sperren zu können. Und das schafft> der LM358 so nicht.
Doch, er schafft´s:
Paul H. schrieb:> Wenn ich Pin5 des OpAmps manuell auf GND schalte fließt wie gewollt kein> Strom mehr durch die Last über Q1.
Hm, also der Versuch hat gezeigt, dass das funktioniert. Ergibt für mich
auch Sinn, denn der Q1 hat ja als ganz normaler Silizium-NPN Transistor
eine Schwellwertspannung von ca. 0,6..0,7V bis der Basisstrom anfängt,
zu fließen. Wenn der OpAmp jetzt nur bis 0,5V runtergeht dann passiert
da noch nichts.
Hab gerade noch mal geschaut: Der LM358 ist zwar nicht Rail2Rail, geht
aber ziemlich nahe an die untere Rail runter mit Low Level Output
Voltage = Vee+5mV
Klaus R. schrieb:> Ich sehe auf dem Plan nur Vcc und GND. Der LM358 ist kein Rail2Rail OPV.
Kein R2R, ja. Aber er kann am Eingang und am Ausgang bis auf 0V
arbeiten. Zum Ausschalten eines NPN reicht es allemal:
Paul H. schrieb:> Hab gerade noch mal geschaut: Der LM358 ist zwar nicht Rail2Rail, geht> aber ziemlich nahe an die untere Rail runter mit Low Level Output> Voltage = Vee+5mV
Paul H. schrieb:> Der LM358 ist zwar nicht Rail2Rail, geht> aber ziemlich nahe an die untere Rail runter mit Low Level Output> Voltage = Vee+5mV
OK, hatte ich im Datenblatt nicht finden können. TI bezeichnet dies als
swing und gibt 5 mV bis 20 mV an. Eingentlich nicht schlecht für ein
Oldie. Nach oben sieht es aber eher gewöhnlich für den Oldie aus.
Für solche Schaltungen würde ich erst einmal mit LTspice die Funktion
testen und dann erst löten.
mfg Klaus
HildeK schrieb:>> In>> Kollektorschaltung sollte der doch eigentlich vollständig durchschalten,>> oder?> Ich will nur richtig stellen: Es ist eine Emitterschaltung. Trotzdem hat> die z.B. rund 100mV U_CE_sat, was in der Schaltung dann noch immer zu> 30mA Stromfluss führt.
Wenn man ihn invers betreibt, kommt er wohl auf wenige mV runter.
Hab gerade mal ein bisschen gegoogelt. Der BC547 scheint im
Inversbetrieb durchaus brauchbar für eine solche Anwendung zu sein, aber
ich nehme lieber gleich einen FET. :)
Klaus R. (klara)
>Für solche Schaltungen würde ich erst einmal mit LTspice die Funktion>testen und dann erst löten.
Wofür ihr so alles LTSpice braucht ...
Das kann man bei solch einer statischen und einfachen Schaltung an allen
5 Fingern abzählen, daß das geforderte Ziel nicht erreicht werden kann.
Man könnte auch mit einer Diode in Flußrichtung in der Masseleitung eine
künstliche Masse machen, an der R1, R4, U2 dranhängen, und der Rest an
der richtigen Masse.
Damit hätte man ein sicheres Ausschaltsignal, auch mit BJT, welches auch
bei ungünstigsten Offset-Problemen ein sicheres Aus sicherstellt.
Übrigens ist der BC337 am Ausgang schwer überlastgefährted ...
Paul H. schrieb:> In Kollektorschaltung sollte der doch eigentlich vollständig> durchschalten, oder?
Ein Transistor ist voll durchgeschaltet, wenn seine CE Spannung unter
0.7V sinkt, slso niedriger wird als UBE
Ganz 0V erreichst du nie. So 50mV haben selbst gute Transistoren bei
voller Ansteuerung.
Da du nur 12uA schalten musst, ist das Problem eher, dass auch der
ausgeschaltete Transistor etwas Strom abzweigt, also keine 0.6V mehr
vorliegen.
Besser ist es, wenn du eine Spannung (>0.6V, das sollte sbr kein Problem
sein) auf -In des OpAmps aufschaltest, also per Diode hinleitest.
Jens G. schrieb:> Wofür ihr so alles LTSpice braucht ...> Das kann man bei solch einer statischen und einfachen Schaltung an allen> 5 Fingern abzählen, daß das geforderte Ziel nicht erreicht werden kann.
Ja Jens, Du wirst für dieses Problem kein LTspice brauchen. Aber Paul
könnte es schon gut gebrauchen. Vor über 15 Jahren habe ich auch nach
ein paar Berechnungen auf dem Papier angefangen zu löten. Heute nutze
ich in der Tat zuerst LTspice und löte dann danach. Das ist einfach
effektiver.
mfg Klaus
Jens G. schrieb:>>Für solche Schaltungen würde ich erst einmal mit LTspice die Funktion>>testen und dann erst löten.
Erfassen die Transistormodelle in LTspice auch den Inversbetrieb?
Harald W. schrieb:> Erfassen die Transistormodelle in LTspice auch den Inversbetrieb?
Das hatte ich mich auch schon gefragt und es dann einfach mal
ausprobiert. Seht so aus, siehe Anhang.
Die Sättigungsspannung liegt in der Beschaltung bei <10mV; wenn R1 = 5k
ist, dann sind es rund 20mV - in der Simulation.
ksq.PNG
(44 KB)
