Hallo, ich stehe gerade vor dem Problem, aus dem Ausgang eines Sensors (0-10V) eine Steuerspannung von 0-30V bei max. 0,5A zum Treiben eines Aktors zu erzeugen. Das Ausgangssignal könnte auch ein PWM sein. Das ganze soll möglichst einfach (ohne zusätzliche Programmierung eines Controllers) umsetzbar sein. Habt Ihr da eine Idee? Ich kenne mich damit leider so gar nicht aus... Vielen Dank im Voraus!
Beitrag #6495172 wurde von einem Moderator gelöscht.
Oz z. schrieb: > zum Treiben eines Aktors zu > erzeugen. Und was ist dieser Aktor? Eine Relaisspule oder was?
Da kann ein Operationsverstärker mit nachgeschaltetem Transistor genügen, die zusammen die Spannung um den Faktor 3 verstärken. Ich gehe mal davon aus, daß etwa 33 V Betriebsspannung zur Verfügung stehen. mFG
Hallo, ja, die 33V wären kein Problem. Hättest Du vielleicht noch mehr Informationen, wie ich diese beschalten müsste?
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Den OPV als nichtinvertierender Verstärker, den Transistor z.B. über 3,3 kOhm zwischen Basis und OPV-Ausgang, Kollektor an +33V, den Spannungsteiler an den Emitter, und der OPV sollte die 33V aushalten können zwischen seinen Spannungszuführungen. Kühlung für den Transistor nicht vergessen. Die Anordnung ist aber nicht Überlastungs- oder Kurzschlußfest. https://www.elektroniktutor.de/analogverstaerker/impedw.html Ansonsten kommt die Variante mit PWM ins Spiel, wie schon angeschnitten. mfG
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Oz z. schrieb: > ich stehe gerade vor dem Problem, aus dem Ausgang > eines Sensors (0-10V) eine Steuerspannung von 0-30V > bei max. 0,5A zum Treiben eines Aktors zu erzeugen. Es muss eine positive Spannung gegen GND sein? Eine low-side-Stromsenke ist nicht akzeptabel?
Zu Bedenken: die Leistung im ohmschen Heizelement ist quadratisch zur Spannung - bei der halben Spannung kommt nur noch ein viertel der Leistung (30V -> 15W, 15V -> 3.8W). Bei linearen Reglern kann man das kompensieren, indem man das Steuerelement (Transistor) auch zum Heizen benutzt - zusammen mit der Leistung im Heizelement ergibt sich wieder ein linearer Zusammenhang zwischen Steuerspannung und Gesamtheizleistung. Bei getakteten Reglern ist eine Ein-/Aus-Steuerung (PWM, Wellenpaketsteuerung, Bimetallschalter) am einfachsten - keine (relevanten) Verluste am Steuerelement und Heizleistung proportional zum Ein-/Aus-Verhältnis.
Beitrag #6495864 wurde vom Autor gelöscht.
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Oz z. schrieb: > Habt Ihr da eine Idee? Noch einfacher geht es kaum. Transistor sollte Darlington oder Sziklai sein.
Vielen herzlichen Dank für Deine Zeichnung!!! Eine Frage habe ich aber noch zum Verständnis: was macht der Teil unten links? Kannst Du das vielleicht in 1-2 Sätzen erklären? Vielen Dank!!!
Oz z. schrieb: > Eine Frage habe ich aber > noch zum Verständnis: was macht der Teil unten links? Kannst Du das > vielleicht in 1-2 Sätzen erklären? Die Anschlüsse 4 und 8 ist die Spannungsversorgung des LM358. Die Anschlüsse 5, 6 und 7 ist der zweite, nicht benutzte OpAmp im Gehäuse des LM358. Damit er bei offenen Eingängen keinen Unsinn macht, ist er als Impedanzwandler beschaltet.
Oz z. schrieb: > was macht der Teil unten links? Kannst Du das > vielleicht in 1-2 Sätzen erklären? Hier sind die Teile von IC einzeln abgebildet: Speisung und zwei OV. So ist bequemer und übersichtlicher, als wenn alles auf einem Stück zu zeichnen. Du brauchst hier nur 1x OV. Es gibt solche OV auch einmal in Gehäuse, so etwa SOT-23 und kleineren. Aber 2x OV in SO-8 oder in DIP-8 kosten gewöhnlich billiger als 1x OV in SOT-23. Deshalb nehme ich normalerweise SO-8, wenn andere Gründe nicht dagegen sprechen. Zwei C sind obligat, das ist für saubere Speisung notwendig. Zweite OV ist so geschaltet, daß Stromverbrauch am kleinsten ist und keine unerwünschte Effekte (z.B. Frequenzerzeugung) vorkommen. Natürlich kannst du zweiten OV auch produktiv nutzen, für eine andere Aufgabe in deinem Gerät. LM358 arbeitet hier schon an der VCC-Obergrenze, deshalb sollte VCC nur so hoch wie notwendig sein. Das ist: Vout_max + ~1,5 Volt für OV-Ausgang + ~1,2 Volt für Darlington-Transistor. D.h. für Vout bis 30 Volt brauchst du mindestens VCC von 32,7 Volt. Und besser nicht zu weit darüber. Du kannst auch andere OV nehmen. Wichtig nur, daß OV für Eingangsbereich wie auch für Ausgangsbereich VCC- (oder GND, also unterste Speisespannung) hat. D.h. hier paßt nicht alles.
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Einer schrieb: > Das mit den 35V Betriebsspannung würde mir etwas magengrummeln > verursachen. Wer Angst vor dem Wolf hat, der spaziert nicht im Wald. Aus meiner Erfahrung ist 35 Volt harmlos. Außer kleinem Feuerwerk wegen Elko-Explosion kann wenig passieren :)
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Oz z. schrieb: > Moin, nein, ein Heizelement. Wenn du das linear ansteuerst, dann hast du 2 Heizelemente: das rigentliche Heizelement und die Ansteuerung. > ein Heizelement. Wie groß ist das Ding und wie schnell ist die Strecke? Wenn dir dazu nichts einfällt, dann: welches Heizelement ist das(Link zum Datenblatt wäre toll)? Und was wird damit beheizt? Oz z. schrieb: > aus dem Ausgang eines Sensors (0-10V) eine Steuerspannung von 0-30V bei > max. 0,5A zum Treiben eines Aktors zu erzeugen. Warum ist die 0-30V eine "Steuerspannung", wenn sie doch einen "Aktor" treibt? Wäre da nicht "Aktorspannung" der richtige Name? Maxim B. schrieb: > Noch einfacher geht es kaum. Da liegt der Teufel im Detail. > Darlington ... Sziklai Viel Spaß beim Schwingen... Maxim B. schrieb: > Aus meiner Erfahrung ist 35 Volt harmlos. Das könnte der OP-Amp anders sehen... Aus den Lobhudeleien zum LM358: "Single Supply Operation: 3.0 V to 32 V" Und diese 32V finden sich dann auch ganz am Anfang des DB bei Absolute Maximum Ratings wieder.
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Lothar M. schrieb: > Viel Spaß beim Schwingen... Diese Schaltung, mit angegebenen Teilen, neigt zu Schwingung nicht. LM358 ist nicht besonders verzerrungsfrei, für Schall-Anwendungen paßt wenig. Aber solche Steuerungen - das ist genau für LM358 und LM324. Billig und sicher. Natürlich kann man auch die zu Schwingung bringen. Aber Heizelement sollte eigentlich rein aktive Last sein? Lothar M. schrieb: > Aus den Lobhudeleien zum LM358: "Single Supply Operation: 3.0 V to 32 V" Ja, für Medizin und Satelliten würde ich das nicht empfehlen. Diese Lösung ist rein für zu Hause, für Bastler. Wer sicher braucht, der sollte HV-OV nehmen, es gibt viele. Aber die meisten brauchen dann zusätzlich VCC-, so wird die Schaltung aufwendiger. Vielleicht kann TO mit V_Out = 29,3 Volt leben? Dann darf OV mit 32 Volt gespeist werden, was im Datenblatt als sicher gilt. Oder statt Darlington Sziklai nehmen, vielleicht aus einzelnen Transistoren: dann kann Vout bis ~29,8 Volt steigen
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Ausgangsstufe mit Sziklai: Kampf um die letzten Millivolt :) Durchaus nicht ausgeschlossen, daß Vout auch 30 Volt erreicht. Eher aber so etwa 29,8...29,9.
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Maxim B. schrieb: > Dann darf OV mit 32 Volt gespeist werden, was im Datenblatt als sicher > gilt. Nein, 32V sind die absolut maximale Obergrenze. Das ist weit weg von "sicher", sondern eher so, wie wenn du mit deinem Auto ständig auf 6500U/min fährst, weil der Hersteller das ja "erlaubt" und ins Datenblatt reingeschrieben hat: maximal 6500U/min. Maxim B. schrieb: > Ja, für Medizin und Satelliten würde ich das nicht empfehlen. Ich würde so eine hautenge Bastelei überhaupt nicht empfehlen. Und ich würde sie mir auch nicht "schönsaufen". Maxim B. schrieb: > Kampf um die letzten Millivolt :) Warum kämpfen? Ich würde hier den LM324 nehmen, mit 2 OPs davon einen (relativ langsamen bzw. niederfrequenten) Sägezahn mit 0..10V erzeugen. Und dann aus einem der beiden übrigen OPs einen Vergleicher bauen, der mir einen Mosfet ansteuert. Die Versorgung der Schaltung wäre mit einer Z-Diode und einem 100V-Transistor ganz einfach möglich. Oder ich schalte eine 12V-Z-Diode vor einen 7812 bzw. 7815...
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Lothar M. schrieb: > Ich würde hier den LM324 nehmen, mit 2 OPs davon einen (relativ > langsamen bzw. niederfrequenten) Sägezahn mit 0..10V erzeugen. Und dann > aus einem der beiden übrigen OPs einen Vergleicher bauen, der mir einen > Mosfet ansteuert. Ja, das ist möglich, Aber das ist schon etwas komplizierter... Ich wollte für TO die einfachste Möglichkeit finden, wenn auch nicht gerade effizienteste. Oder anders: ich sehe gerade bei Reichelt MCP6V51. Bis 49,5 Volt VCC und V- ist in Eingangsbereich. Aber Gehäuse mit 0,65 mm Pitch ist nicht für jeden, leider...
Lothar M. schrieb: > Ich würde hier den LM324 nehmen, mit 2 OPs davon einen (relativ > langsamen bzw. niederfrequenten) Sägezahn mit 0..10V erzeugen. Und dann > aus einem der beiden übrigen OPs einen Vergleicher bauen, der mir einen > Mosfet ansteuert. Der TL494 macht das ohne viel Hühnerfutter.
hinz schrieb: > Der TL494 macht das ohne viel Hühnerfutter. Der braucht zu viele externen R und C.
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Maxim B. schrieb: > hinz schrieb: >> Der TL494 macht das ohne viel Hühnerfutter. > > Der braucht zu viele externen R und C. Eben nicht.
hinz schrieb: > Maxim B. schrieb: >> hinz schrieb: >>> Der TL494 macht das ohne viel Hühnerfutter. >> >> Der braucht zu viele externen R und C. > > Eben nicht. Eine Schaltung von dir könnte diese Frage klären.
Lothar M. schrieb: > Oz z. schrieb: >> Moin, nein, ein Heizelement. > > Wenn du das linear ansteuerst, dann hast du 2 > Heizelemente: das rigentliche Heizelement und die > Ansteuerung. Rechne doch mal nach: Wenn die 30V und 0.5A stimmen, dann fließen bei 15V am Heizelement 0.25A; die anderen 15V fallen über dem Transistor ab. 0.25A * 15V = 3.75W. Also: Transistor im TO220, kleines Kühlblech dran, fertig ist die Laube. > Oz z. schrieb: >> aus dem Ausgang eines Sensors (0-10V) eine Steuerspannung >> von 0-30V bei max. 0,5A zum Treiben eines Aktors zu >> erzeugen. > > Warum ist die 0-30V eine "Steuerspannung", wenn sie doch > einen "Aktor" treibt? Wäre da nicht "Aktorspannung" der > richtige Name? Berechtigte Frage. Der Punkt, ob das Stellglied unbedingt auf der highside angeordnet sein muss, ist immer noch offen. Naja, was solls... nicht mein Problem.
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Maxim B. schrieb: > hinz schrieb: >> Maxim B. schrieb: >>> hinz schrieb: >>>> Der TL494 macht das ohne viel Hühnerfutter. >>> >>> Der braucht zu viele externen R und C. >> >> Eben nicht. > Eine Schaltung von dir könnte diese Frage klären. Voila.
hinz schrieb: > Voila. Und die lässt sich natürlich ganz einfach auf PNP-Ausgang umbauen, falls nötig.
Ja, eine gute Lösung, wenn Last PMW erträgt... Ein PNP-Transistor zwischen C1C2 und Vcc+, Last zu Kollektor von Transistor. Oder noch besser, P-MOSFET. Maßnahmen, damit Gate nicht über V_Gate_max geht.
Maxim B. schrieb: > wenn Last PMW erträgt... PWM? Offenbar schon, weil das 1. eine Heizung ist und 2. Oz z. schrieb: >>>> Das Ausgangssignal könnte auch ein PWM sein. Um Unklarheiten zu beseitigen fragte ich dann auch schon im Beitrag "Re: 0-10V zu 0-30V 0,5A" nach näheren Informationen. Egon D. schrieb: > Rechne doch mal nach: Wenn die 30V und 0.5A stimmen, dann fließen bei > 15V am Heizelement 0.25A; die anderen 15V fallen über dem Transistor ab. > 0.25A * 15V = 3.75W. Sage ich doch: mit genau der selben Leistung heizt bei linearer Ansteuerung (wg. Leistungsanpassung) auch das Heizelement.
Ich habe mir das Bild von hinz gespeichert. Vielleicht wird die Schaltung irgendwann nützlich. Bisher habe ich TL494 nicht benutzt, da ich diese IC nur als Wandler betrachtet habe, dafür aber gibt es schon bessere Lösungen. Aber einfach als PWM-Regler finde ich IC interessant: ohne zusätzlichen Halbleiter (außer Leistungtransistor), dank internen OV.
Maxim B. schrieb: > ohne zusätzlichen Halbleiter (außer Leistungtransistor) Bei mäßigen Strömen reichen die zwei eingebauten Transistoren.
Grenzwert ist 250 mA/Transistor. Da es nicht sicher steht, daß der Strom auf beide Transistoren gleichmäßig verteilt wird, so sollte Gesamtstrom ~400 mA nicht übersteigen. Solch Strom wird sicher auch ganze IC erwärmen, was auf Genauigkeit wirken kann. Deshalb besser doch mit externen Leistungtransistor, schon vielleicht ab 100 mA.
Maxim B. schrieb: > Da es nicht sicher steht, daß der Strom > auf beide Transistoren gleichmäßig verteilt wird, Widerstände in die Emitterleitung, wie üblich.
hinz schrieb: > Widerstände in die Emitterleitung, wie üblich. Mit entsprechendem Verlust in Wirkungsgrad... Und auch dann werden OV und Vref durch Wärme weniger genau arbeiten.
Maxim B. schrieb: > hinz schrieb: >> Widerstände in die Emitterleitung, wie üblich. > > Mit entsprechendem Verlust in Wirkungsgrad... Ein echter Börsencrash. > Und auch dann werden OV > und Vref durch Wärme weniger genau arbeiten. Es handelt sich nicht um ein Präzisionsmessgerät.
Bis 2-3% kann dadurch schon werden. Es wird doch peinlich, wenn eingestellte Leistung nach ein paar Minuten etwas anders wird?
Maxim B. schrieb: > Bis 2-3% kann dadurch schon werden. Selbst ausgedacht? Der Temperaturkoeffizient der Referenz ist deutlich besser. Output voltage change with temperature ΔTA = MIN to MAX: typ 2 / max 10 mV/V
Dazu kommt noch "Null" bei OV. 10 mV/V bedeutet für 5V Vref schon 50 mV, nicht wahr? Und Temperatur von Chip wird schon genug hoch... Das ist in jedem Fall mehr als man vernachlässigen darf.
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Maxim B. schrieb: > Das ist in jedem Fall mehr als man vernachlässigen darf. Aber viel weniger als du glaubst.
Beitrag #6498754 wurde vom Autor gelöscht.
Maxim B. schrieb: > Grenzwert ist 250 mA/Transistor. Da es nicht sicher steht, daß der Strom > auf beide Transistoren gleichmäßig verteilt wird, so sollte Gesamtstrom > ~400 mA nicht übersteigen. Ui, wie vorsichtig. Wer war jetzt nochmal der, der einem IC locker mal 10% Überspannung zumuten wollte? Wobei 1µs Überspannung ein IC "blitzartig" kaputt machen können. Aber 1µs Überstrom nur in den seltensten Probleme bereitet. Ich würde das tatsächlich mal mit den beiden parallel geschalteten Transistoren probieren (denn die sind auf dem selben Die direkt nebeneinander und haben also die selben technischen Daten) und nach dem Einschalten den Finger drauf halten. Wenn das Ding beim "Hochfahren" zu heiß wird, kann ich ja immer noch probieren, ob ein Kühlkörper oder viel Kupfer auf der Platine was bringt. Maxim B. schrieb: > 10 mV/V bedeutet für 5V Vref schon 50 mV, nicht wahr? Und Temperatur von > Chip wird schon genug hoch... Aber sie schwankt im Grunde nicht so arg. Maxim B. schrieb: > Es wird doch peinlich, wenn eingestellte Leistung nach ein paar Minuten > etwas anders wird? Nicht, wenn da ein Regler drin ist. Aber ich vermute, wir werden das leider nicht mehr erfahren... :-/
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Lothar M. schrieb: > Wer war jetzt nochmal der, der einem IC locker mal 10% Überspannung > zumuten wollte? Ich habe früher LM324 mit 40 Volt betrieben. Na, ich lebe immer noch :) Das ist natürlich reine Amateur-Weise. Ich bin kein Elektronik-Profi. LM324 und Derivaten sind schon so alt und so sicher hergestellt, daß sie in Wirklichkeit viel robuster sind als im Datenblatt steht. Natürlich bleibt dann immer etwas Gefahr, so was wie hier zu bekommen: Beitrag "TPS40170 Schaltung: Transistor kurzschluss und spannungseinbruch" Hier mit TL494 ist ein bißchen andere Frage. Hier geht es für mich nicht um Sicherheit sondern um die Wirkung von Wärme auf Vref-Genauigkeit. Jeder entscheidet wohl selber.
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