Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Frage zu Stromregler


von Tobias Z. (tobias09)


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Hallo,

Eine Schaltung soll Strompulse ausgeben.
0..30mA mit einer PWM: 1kHz, 0...100% in 5% Schritten.

Eine Stromquelle ist einfach aufgebaut, aber wie die PWM diese am besten 
ein- und ausschalten kann, ist mir noch nicht ganz klar.

Das Bild zeigt die ausgedachte Schaltung.
Ein DAC gibt den Strom vor und ein Regelkreis mit OP, FET und Shunt R6 
regeln den Strom, das sollte funktionieren.

Um die Strom-Pulse zu erzeugen, schalte ich den OP (Power-down-Eingang) 
mit der PWM ein- und aus. Dabei aber wird ja auch der Ausgangstreiber 
ausgeschaltet. Damit jetzt auch der FET ausschaltet, brauche ich den 
Gate-Widerstand R4, der sollte das Gate genügend rasch entladen.

Aber, so ganz überzeugt mich das selbst nicht.
Natürlich liesse sich auch der DAC ausschalten, aber das geht zu wenig 
schnell.
Wie kann ich das besser lösen? Vielleicht mit einem Analog-Schalter?

Danke vielmal für die Hilfe!

von Heiner B. (karadur)


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Mit dem Fet und 3V3 wirst du dich schwer tun die 30mA zu erzeugen.

Mit 27R hast du bei 30mA schon 0,8V am Source.

BJT passt besser.

von Andrew T. (marsufant)


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Tobias Z. schrieb:
> Natürlich liesse sich auch der DAC ausschalten, aber das geht zu wenig
> schnell.
> Wie kann ich das besser lösen? Vielleicht mit einem Analog-Schalter?

Tietze Schenk empfiehlt den Strom der KSQ umzuleiten (2 Schottky Dioden, 
ein Transistor.

Hat den Vorteil des der OPV immer regeln kann (was die Sache stabil 
macht),
und Schaltzeit unter 25ns leicht zu erreichen ist.
So habe ich das nachgebaut, und bin mit der Umschaltung zeitlich 
zufrieden.

von Tobias Z. (tobias09)


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Danke, Heiner, stimmt. Tatsächlich werde ich da die U_thd des FETs nicht 
mehr erreichen.

@ Andrew: Danke auch. Jetzt hab' ich gerade T&S, Ausgabe 10 im Schrank 
gefunden...
Seite 374 finde ich eine "Stromquelle mit quasi-p-Kanal-FET". Dort wird 
eine Diode verwendet. Aber das ist wohl nicht, was du meinst.
Hast du eine neuere Ausgabe - und was heisst "KSQ"?

Du meinst, die überlagerte PWM sollte so funktionieren?

Danke!

von M.A. S. (mse2)


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Tobias Z. schrieb:
> und was heisst "KSQ"?
Konstantstromquelle

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Tobias Z. schrieb:
> so ganz überzeugt mich das selbst nicht.

Na dann ist ja gut.

Wie schnell PD wirkt, ca. 1.8us, bei 1kHz ginge das.

Aber der OpAmp ist mit 300MHz deutlich schneller, und der entlädt das 
Gate auch.

Und wenn man einen OpAmp nimmt der gleich 30mA schafft der OPA838 kann 
das knapp schaffen), spart man sich den ganzen Transistor und dessen 
Stabilitätsprobleme

Andrew T. schrieb:
> Tietze Schenk empfiehlt den Strom der KSQ umzuleiten

Ja, aber da der OpAmp da auch nachregeln muss, ist es schneller sein 
Eingangssignal zu beeinflussen. Zumal der Ausgangs-Spannungshub bei 
umgeschaltetem Ausgang immer grösser sein muss als bei gesteuertem Strom 
in die Last, slew rate mässig ist direkte Beeinflussung also auch 
schneller.

von Andrew T. (marsufant)


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Michael B. schrieb:

> Andrew T. schrieb:
>> Tietze Schenk empfiehlt den Strom der KSQ umzuleiten
>
> Ja, aber da der OpAmp da auch nachregeln muss, ist es schneller sein
> Eingangssignal zu beeinflussen. Zumal der Ausgangs-Spannungshub bei
> umgeschaltetem Ausgang immer grösser sein muss als bei gesteuertem Strom
> in die Last, slew rate mässig ist direkte Beeinflussung also auch
> schneller.

Du irrst Mal wieder.
Der Clou ist bei der Umschaltung, das der opv nicht nachregeln muss.

von Tobias Z. (tobias09)


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Danke allen!

Noch bin ich nicht 100% schlau geworden.

Ich habe nun einen bipolaren Transistor eingesetzt und den 
Gate-Widerstand eliminiert.

Ist das jetzt die ideale Schaltung, auch für die On-Off-Modulation mit 
der PWM?

von Jens G. (jensig)


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Tobias Z. schrieb:
> Ist das jetzt die ideale Schaltung, auch für die On-Off-Modulation mit
> der PWM?

Naja, Idealismus hat eher nie funktioniert. Aber zumindest kannst Du es 
so ja  mal probieren.
Ich kann aber nicht sagen, ob die PWM am PD-Eingang zu irgendwelchen 
Überschwingern führt (wegen der Regelung).

von Rainer W. (rawi)


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Tobias Z. schrieb:
> Ist das jetzt die ideale Schaltung, auch für die On-Off-Modulation mit
> der PWM?

Warum schließt du nicht mit einem FET einfach den Verbraucher kurz?

von Tobias Z. (tobias09)


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> Warum schließt du nicht mit einem FET einfach den Verbraucher kurz?

Weil man erstmal da drauf kommen muss. GUTE IDEE, danke!

: Bearbeitet durch User
von Frank O. (frank_o)


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Tobias Z. schrieb:
> Ich habe nun einen bipolaren Transistor eingesetzt und den
> Gate-Widerstand eliminiert.

Tobias, versuche die richtigen Begriffe zu benutzen. Wenn du von einem 
bipolaren Transistor sprichst, dann ist das was du hier als Gate 
bezeichnest, die Basis.

von Tobias Z. (tobias09)


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> Tobias Z. schrieb:
>> Ich habe nun einen bipolaren Transistor eingesetzt und den
>> Gate-Widerstand eliminiert.
>
> Tobias, versuche die richtigen Begriffe zu benutzen. Wenn du von einem
> bipolaren Transistor sprichst, dann ist das was du hier als Gate
> bezeichnest, die Basis.

Bitte entschuldige!
Das war eben der Widerstand, welcher das Gate entladen sollte, deshalb 
nannte ich diesen "Gate-Widerstand", siehe oben.

Vielleicht hast du ja noch eine Idee bezüglich der Schaltung?

von Foobar (asdfasd)


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Mich würde ja mal die Art der Last interessieren.

von Tobias Z. (tobias09)


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> Mich würde ja mal die Art der Last interessieren.
Das ist eine LED. Eine Spezial-Anwendung, zugegeben.
Aber der Kunde wünscht das.  :-)

von Foobar (asdfasd)


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>> Mich würde ja mal die Art der Last interessieren.
> Das ist eine LED. Eine Spezial-Anwendung, zugegeben.
> Aber der Kunde wünscht das.  :-)

Dir ist schon klar, dass mit nur 3.3V, dem NPN und dem Shunt nicht mehr 
viel für die LED übrig bleibt?

von Tobias Z. (tobias09)


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> Dir ist schon klar, dass mit nur 3.3V, dem NPN und dem Shunt nicht mehr
> viel für die LED übrig bleibt?

Ah ja, richtig, danke!

von Frank O. (frank_o)


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Tobias Z. schrieb:
> Vielleicht hast du ja noch eine Idee bezüglich der Schaltung?

Ich hatte den Verlauf nur überflogen und hätte dann auch eher die Last 
kurzgeschlossen.
Aber jetzt, da wir wissen, dass die Last eine LED ist, da gibt es jede 
Menge guter Beispiele hier im Forum.
Angefangen von einem einfachen Widerstand, bis hin zu PWM, womit dann 
auch die Helligkeit gesteuert werden kann.
Also einfach hier im Forum die unzähligen Beispiele ansehen und das, was 
dir am geeignetsten erscheint, ausprobieren und schauen, ob es in der 
Praxis auch so funktioniert wie erwartet.

von Tobias Z. (tobias09)


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> Aber jetzt, da wir wissen, dass die Last eine LED ist, da gibt es jede
> Menge guter Beispiele hier im Forum.

Ja, danke. Aber die LED muss in diesem Fall zwingend so angesteuert 
werden.
Da hab' ich auch was gelernt: Eine LED mit 10mA zu treiben ist was 
anderes, als diese mit 20mA und 50% PWM zu betreiben. Je nach Strom 
ändert sich offenbar das Spektrum.

von Andrew T. (marsufant)


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Tobias Z. schrieb:
> Da hab' ich auch was gelernt: Eine LED mit 10mA zu treiben ist was
> anderes, als diese mit 20mA und 50% PWM zu betreiben. Je nach Strom
> ändert sich offenbar das Spektrum.

Und bei Laser-LED sogar drastisch die Intensität .-)

von Michael B. (laberkopp)


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Tobias Z. schrieb:
> Wie kann ich das besser lösen?

Nachtrag: Ein AD830 kann einen spannungsgesteuerten Strom (durch die 
LED) bis 30mA direkt erzeugen und mit bis zu 50MHz steuern:
1
Usteuer--|\
2
         |X\ AD830
3
  GND----|  \              LED
4
         |   >--+--75R--+--|>|--GND
5
   +-----|  /   |       |
6
   |     |Y/    |       |
7
   |  +--|/     |       |
8
   |  |         |       |
9
   |  +---------+       |
10
   |                    |
11
   +--------------------+

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