Hallo, Ich baue gerade an einem Netzteil das möglichst genau 18V @ 500mA ausspucken und dabei wenig rauschen soll, (vielleicht so <20uVeff im Audiobereich. Just for Fun!) es gibt einen Vorregler um einen uA723 der ~20.5V ausspuckt. Der Nachregler ist im Moment ein LT1085 in Verbindung mit einer TL431 Referenz, der Regler ist ohne Referenz aber schon nicht super stabil. Für unwesentlich mehr Geld als der LT1085 kostet könnte man auch einen OPV Regler benutzen, das wollte ich schon immer mal versuchen. Strombegrenzung macht mein uA723, das ist unkritisch. Im Anhang ein Ausschnitt aus dem Datenblatt des Low Noise OPVs LT1028, ein Nachregler für Empfindliche Schaltkreise. Natürlich ist das Low Noise verschwendet, ein OP27 ist eine bessere Wahl. Ich habe das simuliert (siehe Anhang) und mit einem Sziklai-Paar versehen, die ~1.4V Dropout an einem Normalen Darlington sind bei 2V In/Out Differenz zu knapp. Wirklich beeindruckend finde ich wie die Schaltung auf Lastwechsel reagiert, auch mit 100pF zwischen inv. und n.i. Eingang ist sie stabil und "schafft" <10mV Ripple am Ausgang beim Wechsel 0.5A -> 0A. Die Idee ist den OPV mit der (Gefilterten) Rohspannung des ersten Reglers zu füttern, so ca. 25V, und negative 5V zu erzeugen. Die Referenz wird aus dem 723 Regler versorgt, schließt man den Ausgang kurz ist die Referenzspannung 0V und der OPV Regelt sich nicht Tot. Ich kann diese Schaltung mit keiner Last in Spice aus dem Gleichgewicht bringen, solange die 100uF mit 10mOhm ESR dranhängen gibt es keine Schwingneigung. Meine Erfahrungen mit OPV-Spannungsreglern sind nicht groß, was meinen die Profis zur Stabilität? Ich bin überrascht, hätte vermutet das das eher ein Oszillator wird als ein Regler. Deshalb die Frage. Danke! Gruß Jan
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Jan K. schrieb: > Netzteil das möglichst genau 18V @ 500mA > ausspucken und dabei wenig rauschen soll, (vielleicht so <20uVeff im > Audiobereich. Was hältst du denn von weit unter einem uV (Messbandbreite 50 kHz), noch dazu mit weniger Aufwand?
>Was hältst du denn von weit unter einem uV (Messbandbreite 50 kHz), >noch dazu mit weniger Aufwand? Klingt super! Die Schaltung hätte ich gerne
http://dg4rbf.lima-city.de/Rauschmessungen%20am%20LM723.pdf In dem Dokument schau dir (kurz vor der Hälfte) die "Schaltung B" an.
Sehr Clever, die Referenz mit einem RC TP zu Filtern, gefällt mir. Das einzige Problem ist das ich nur 2V zur Verfügung habe die als "Dropout" am Transistor hängen bleiben dürfen, bei 1V sollte die Regelung noch arbeiten. Auf den ersten Blick müsste das aber OK sein wenn man V+ auf eine höhere Hilfsspannung legt, ich muss mir Gedanken machen ob ich das Innenleben des 723 dadurch gefährden kann. Mein anderer uA723 hängt auf 30V, dafür gibt es extra eine Hilfsspannung. (war nicht anders zu lösen weil die Eingangsspannung des gesamten Reglers über den zulässigen 40V liegen kann) Danke Auf jeden Fall, sehr guter Tipp! Das Dokument ist schon gespeichert. :-) Gruß, Jan
Jan K. schrieb: > Das > einzige Problem ist das ich nur 2V zur Verfügung habe die als "Dropout" > am Transistor hängen bleiben dürfen, bei 1V sollte die Regelung noch > arbeiten. Das wäre dann "deine Hausaufgabe", es zu testen.... ;-) Naturgemaß sind Längsregler mit PNP ja mit weniger Drop zufrieden; ich habe das allerdings (in dieser Schaltung) nicht gemessen. Falls du (mal) etwas mehr Rohspannung zur Verfügung haben solltest, wäre empfehlenswert, dem 723 nur das gerade Nötigste an Spannung anzubieten, um ihn kühl zu halten. Das könnte z.B. mit einer Vor-Stabi (Sziklai mit definiertem Arbeitspunkt) realisiert sein: Beitrag "Re: DCF-Disziplinierung eines OCXO - Re-Design (Rev. II)" Ich habe mit absoluten Standard-Bauteilen aus dem Fundus damit für die B-Spannung dieses Längsreglers bereits ohne Weiteres <=11 uV Rauschen @100 kHz BB. erreicht, was sicher noch Luft nach unten bietet. :-)
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Jan K. schrieb: > und dabei wenig rauschen soll, (vielleicht so <20uVeff im Audiobereich Da es sich ja um eine konstante Spannung handelt, ist das einfach: Abblocken mit einem grossen Kondensator am Ausgang. Nachteil: die Spannung raufregeln kann man dann schnell, das runterregeln hängt dann von der Last ab. Daher sollte man den Strom zu Aufladen auf den begrenzen, mit der die Last entladen kann. Denn Regelstrecken mit unterschiedlichen Zeitreaktionen auf rauf und runter sind schwer zu beherrschen.
>Falls du (mal) etwas mehr Rohspannung zur Verfügung haben solltest, wäre >empfehlenswert, dem 723 nur das gerade Nötigste an Spannung anzubieten, >um ihn kühl zu halten. >Das könnte z.B. mit einer Vor-Stabi (Sziklai mit definiertem >Arbeitspunkt) realisiert sein: So ähnlich ist das schon gelöst, in meinem Fall mit einem LM317. Am Ende werden es so 25V-30V, der Interne Transistor ist Strombegrenzt. Falls mal mein Leistungstransistor durchlegiert (in 30-50 Jahren wenn irgendwas anderes kaputt geht :-)) ist der 723 geschützt. >Ich habe mit absoluten Standard-Bauteilen aus dem Fundus damit für die >B-Spannung dieses Längsreglers bereits ohne Weiteres <=11 uV Rauschen >@100 kHz BB. erreicht, was sicher noch Luft nach unten bietet. :-) Spice gibt mir nichts vernünftiges, ich vermute das geht in der Berechnung unter oder der Ausgangskondensator schließt das Rauschen kurz. Von Hand ausgerechnet (Rauschen OPV + Spannungsteiler) komme ich auf 400nV. >Da es sich ja um eine konstante Spannung handelt, ist das einfach: >Abblocken mit einem grossen Kondensator am Ausgang. > >Nachteil: die Spannung raufregeln kann man dann schnell, das >runterregeln hängt dann von der Last ab. > >Daher sollte man den Strom zu Aufladen auf den begrenzen, mit der die >Last entladen kann. > >Denn Regelstrecken mit unterschiedlichen Zeitreaktionen auf rauf und >runter sind schwer zu beherrschen. Die Last ist unbekannt, das kann auch ein Kurzschluss sein. Ich habe versucht mir die Phasenreserve anzusehen, tue mich mit der Auswertung aber schwer. Überlastet man den Ausgang bricht die Spannung vor dem Regler zusammen, (weil der Vorregler den Strom begrenzt) der OPV fährt soweit er kann an seine positive Ausgangspannung und geht selbst die Strombegrenzung. Soweit noch kein Problem. Wichtig ist dass sobald man die Überlast abtrennt die Schaltung wieder arbeitet und es keinen Überschwinger gibt. Der OPV soll sich also von Schutzschaltung auf normalen betrieb möglichst schnell erholen. Haltet ihr das für kritisch? Die Schaltung mit dem LT1028 verhält sich genauso wegen dem 317, bei einem Kurzschluss am Ausgang oder überlast.
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Ich habe mir eine ziemliche Brechstangenlösung einfallen lassen die laut Spice super funktioniert. Eure Meinungen sind erwünscht, der Ehrgeiz hat mich gepackt das mit einem OPV zu erledigen. Ob ich diese Lösung oder die von "Michael M." verwende muss ich mir überlegen, zumindest in der Theorie soll es funktionieren. Schauen wir mal die originale Schaltung von LT an. Schließt man den Ausgang Kurz sodass der 317 den Strom begrenzt liegt der invertierende Eingang vom OPV auf 0V, der n.i. Eingang auf 10V. (die internen Schutzdioden ignoriert) Der OPV hat keine Möglichkeit zu regeln, egal ob es eine negative Versorgungsspannung zusätzlich gibt oder nicht. Der Ausgang wird versuchen in die Basis des Darlington so viel Strom zu treiben bis die Strombegrenzung anschlägt, 330Ohm sind niederohmig sodass viele mA fließen könnten. Löst man den Kurzschluss kommt der OPV wieder in seinen Arbeitsbereich, muss aber so schnell reagieren. ich vermute das das einen bösen Überschwinger gibt, erst recht ohne Ausgangskondensator. Es kann sein das das mit dem LT1028 klappt, ich finde es aber sehr sehr unschön. Die Lösung ist einfach, über den 1000pF fallen im Regelbetrieb ca. ~ 11.4V an. Mit einer Z-Diode, bei der Auslegung für 20V vielleicht 15V, über dem Kondensator wird der Teiler aus 2x 2kOhm bei Kurzschluss angehoben, bei 25V aus dem OPV Ausgang ist der Regelkreis wieder geschlossen. Der Nachteil liegt auf der Hand, erstmal muss man den OPV aus ~28-30V Versorgen, zweitens gibt es noch die 330Ohm in die jetzt >70mA fließen. (hochohmiger würde ich den nicht viel machen, der Regler wird langsamer) Der OPV kann das nicht treiben, es kommt noch ein gewisser Strom (10mA) dazu der durch die Z-Diode fließen muss. Weil OPVs selten sind die solche Ströme treiben können oder in Gehäusen kommen die man als Hobbyist schwer einsetzen kann hab ich dem OP27 eine Komplementär-Endstufe verpasst. V+ sind 30V, die habe ich sowieso zur Verfügung weil ich eine Hilfssspannung für den uA723 gebraucht hatte. Die 70mA fließen nur im Fehlerfall, das kann man akzeptieren finde ich. Die Einzige Frage ist ob ein BC550 70mA Basisstrom leiden kann, das habe ich nicht herausgefunden bisher. Ein BC337 verträgt 100mA laut DB. Es sieht aufwendig aus aber die Bauteile kosten Peanuts. Die 470Ohm müssen natürlich was aushalten, ein wenig über 1W fallen im Fehlerfall an ihm ab. Auch zu verschmerzen wie ich finde, ein Kurzschluss lässt man ja nicht ewig bestehen sondern schaltet ab und sucht ihn.
Wenn der Regler in die Strombegrenzung geht, ist es Absicht, dass der Strom vom OP zur Endstufe begrenzt ist. Die Extra Stufe mit Q6 und Q9 ist da kontraproduktiv. Es ist eher so dass der Strom vom OP schon eher am oberen Ende ist, weil der OP relativ warm werden kann. Die Zenerdiode als Begrenzung für die Spannung im Kondensator hat ggf. Leckstrom und kann so die Präzision negativ beeinflussen. Die Widerstände sich recht niederohmig, so dass es hier ggf. noch geht. Die Idee an sich ist gut, aber es ist halt ein Kompromiss. Für eine normale Spannungsregelung sollte der Fall der Erholung aus der Strombegrenzung auch nicht so relevant sein wie etwa bei einem Labornetzteil. Die Werte für C4 und R5 sind komisch - da wäre eher so etwas wie 10 µF und 1-10 ohms passend (dass kann ggf. ein klassischer Elko mit passender ESR sein). Um sich die Stabilität anzusehen kann man die Stromquelle als AC Last nehmen und so recht direkt die Ausgangsimpedanz simulieren lassen. Die Phase dort verrät Schwingungsneigungen ganz gut.
Jan K. schrieb: > Ich habe mir eine ziemliche Brechstangenlösung einfallen lassen C10 ist uncool und R4 erhöht die Ausgangsimpedanz.
Danke nochmals für Eure Antworten! >Wenn der Regler in die Strombegrenzung geht, ist es Absicht, dass der >Strom vom OP zur Endstufe begrenzt ist. Die Extra Stufe mit Q6 und Q9 >ist da kontraproduktiv. Es ist eher so dass der Strom vom OP schon eher >am oberen Ende ist, weil der OP relativ warm werden kann. Es ging darum das der Regelkreis nicht mehr geschlossen ist bei Kurzschluss am Ausgang, der OPV kann seinen inv. Eingang nicht mehr "kontrollieren." Ich habe bedenken dass wenn man die Last schlagartig abwirft, der OPV aber weiterhin Q7 voll durchsteuert, es einen heftigen Spike am Ausgang gibt. OK, C11 fängt das ab wenn man ihn groß genug macht. Ist das überhaupt ein Problem oder bin ich zu vorsichtig? Laut Spice gibt es diese Spitze, C11 fängt die aber ab. Je nachdem wie man den Spannungsteiler am Regler dimensioniert bleibt der Eingang aber immerhin in seiner CMR wegen D14/D15. >Die Zenerdiode als Begrenzung für die Spannung im Kondensator hat ggf. >Leckstrom und kann so die Präzision negativ beeinflussen. Die >Widerstände sich recht niederohmig, so dass es hier ggf. noch geht. Die >Idee an sich ist gut, aber es ist halt ein Kompromiss. Ja, das ist leider ein Problem. Vorallem wenn man dem Regler schon eine Referenz gönnt gefiel mir das auch nicht. >Für eine normale Spannungsregelung sollte der Fall der Erholung aus der >Strombegrenzung auch nicht so relevant sein wie etwa bei einem >Labornetzteil. Der Regler darf Mist bauen, sollte aber dauerhaft Kurzschlussfest sein und niemals beim Lösen des Kurzschlusses weit über die 18V hinausschießen. Die ursprüngliche Schaltung macht das übrigens auch nicht. Das C11 bei Kurzschluss viele Amperes kurzzeitig bereitstellen kann stört mich auch nicht. >Die Werte für C4 und R5 sind komisch - da wäre eher so etwas wie 10 µF >und 1-10 ohms passend (dass kann ggf. ein klassischer Elko mit passender >ESR sein). Bitte ignorieren, ist ein Artefekt und der Versuch ob man sich an dem HP das Rauschen des Reglerausgangs ansehen kann. >Um sich die Stabilität anzusehen kann man die Stromquelle als AC Last >nehmen und so recht direkt die Ausgangsimpedanz simulieren lassen. Die >Phase dort verrät Schwingungsneigungen ganz gut. Prima, vielen Dank! >C10 ist uncool und R4 erhöht die Ausgangsimpedanz. C10 muss sein, sonst schwingts. Damit muss ich spielen und schauen was minimal möglich ist. Auf R4 möchte ich nicht verzichten, vor dem Regler ist auchnochmal ein C.
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Glättung aus Germanium-Zeiten, mit grober Strombegrenzung. Hat den Vorteil, daß die Spannung nicht sprunghaft zurückkehrt zum Regler. Für meine 12V reicht ein 317, nimmste deinen Regler dafür.
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Hallo, >Glättung aus Germanium-Zeiten, mit grober Strombegrenzung. Hat den >Vorteil, daß die Spannung nicht sprunghaft zurückkehrt zum Regler. >Für meine 12V reicht ein 317, nimmste deinen Regler dafür. So eine ähnliche Schaltung kenne ich, danke für den Vorschlag. Es muss aber wirklich ein Regler sein. >Um sich die Stabilität anzusehen kann man die Stromquelle als AC Last >nehmen und so recht direkt die Ausgangsimpedanz simulieren lassen. Die >Phase dort verrät Schwingungsneigungen ganz gut. Genau daran hänge ich gerade. Im Anhang die Schaltung des Reglers mit (irgendwelchen) Bauteilen die in Spice schon enthalten sind. Weil ich nur 0.5A brauche reicht die Stromverstärkung eines normalen Transistors im Nachregler (BD139 z.B.) aus. Zu sehen ist der AC-Plot an C2, ich tue mich mit der Auswertung der Phasenreserve schwer. Ohne die Kondensatoren C4/C2 "hängt" der Ausgang an 180° mit 45dB, mit den Cs wird die Stromquelle natürlich kurzgeschlossen was man im Diagramm sehen kann. Welche Bedingung muss den erfüllt sein dass der Regler unstabil wird? Ich muss einschätzen ob die Schaltung so arbeiten wird wie geplant, laut Transient-Analyse in Spice wird ein Lastsprung mit ~100uF super weggesteckt bei minimalstem überschwingen. Ich denke also das es stabil ist, würde es gerne genau wissen bevor es eine Platine gibt. Danke nochmal.
Naja, R4 ist ja wohl nicht ernst gemeint, oder etwa doch? Im übrigen werden deine Fragen hier beantwortet: Beitrag "Re: Labornetzgerät - Fragen zum Schaltplan"
>Naja, R4 ist ja wohl nicht ernst gemeint, oder etwa doch? Oh man, ja klar. Der gehört da nicht rein, war ein Überbleibsel von dem Sziklai paar. >Im übrigen werden deine Fragen hier beantwortet: Danke für den Hinweis. Lese mich dort ein.
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