Steuersignal bestimmt Polarität der Ausgangsspannung

Eingangssignal gleichrichten erfüllt doch schon die ersten 90%

Reto H. schrieb:

Ist es möglich, dieses Verhalten nur mit diskreten Komponenten zu erzeugen,

Andere Frage: Ist es auch möglich, mit etwas anderem als Kanonen auf Fliegen zu schießen? Ok, solange die Kanonen technologisch so klein sind und die einfachen Techniken nicht mehr beherrscht werden - nun ja, dann nimmt man halt Kanonen.

Die Antwortet lautet (ein wenig fassungslos): JA! Es es geht auch mit nur diskreten Komponenten!

Nebenbei - Die Umpolung der Versorgungsspannung (15 V, 1 A) lässt sich nicht mit einem µC erledigen. Ganz schwierig für jeden, der nur µCs kennt.

(Oder sollte die Frage ein lustiger Spaß gewesen sein?)

Nils B. schrieb:

Eingangssignal gleichrichten erfüllt doch schon die ersten 90%

Da wäre ich tatsächlich auch selbst drauf gekommen, wenn dies das Ziel wäre. Doch es ist genau umgekehrt, die Eingangsspannung ist nur positiv, die Ausgangsspannung ändert die Polarität... Siehe Text und Diagramm.

Über den Einsatz eines uC hatte ich nicht nachgedacht um die Spannung umzupolen, sondern um das 2 Sekunden Verzögerung abzuwarten und dann mit I/Os viellecht Transistoren anzusteuern.

Steuersignal mit Fensterkomparator auswerten, genau Null geht nicht. Drei binäre Ausgänge: A>0,01V 0,01V B -0,01V C<-0,01V

Als Ausgang eine H-Brücke ansteuern A: 1_0 C:0_1

B schaltet mit Timer 2s verzögert die Brücke auf 0_0

Wolf17 schrieb:

Als Ausgang eine H-Brücke

Das Ausgangssignal ist dann aber nicht mehr Masse-bezogen. Dafür müsste man mit OpAmps und Analogschaltern arbeiten.

Mario M. schrieb:

Das Ausgangssignal ist dann aber nicht mehr Masse-bezogen.

Wo ist das gefordert? Wenn die Last an Masse hängt muss man eine invertierte Versorgungsspannung erzeugen und mit einer Halbbrücke darauf umschalten. Sind auch Relais erlaubt?

Masse-bezogen ist nicht nötig. Ich werde die erste Lösung von Wolf17 mal skizzieren versuchen... Vielen Dank!

Am schwierigsten ist die 2s Abschaltforderung. Korrigierter Aufbau: Ein Komparator erkennt Steuerspannung<Null und schaltet die H-Brücke vom positiven Normalzustand 1_0 auf negativ 0_1. Ein Fensterkomparator erkennt 0,01V bis -0,01V. Am Ausgang einen rücksetzbaren 2s Timer der die H-Brücke auf 0_0 zwingt.

Sobald der Nullbereich verlassen ist, wird durch die Rücksetzbarkeit des Timers die Brücke unverzögert wieder eingeschaltet.

Zwei LM393 Dualkomparatoren sollten reichen, den Timer kann man damit mit Diodenüberbrücktem RC Glied machen. Oder eim LM 339.

Im Diagramm bei 11s, wie viele Millisekunden Einschaltverzögerung sind maximal erlaubt?

Wolf17 schrieb:

Im Diagramm bei 11s, wie viele Millisekunden Einschaltverzögerung sind maximal erlaubt?

Unkritisch. Sollte einfach nicht gerade ein Sekunde oder mehr sein.

Ein paar Detailfragen noch:

• was würdest Du zur negativen Versorgung der OpAmps empfehlen? ICL7660?
• wie erzeuge ich die 0.1V? Zenerdiode?
• für den Fensterkomparator und die Ansteuerung der H-Brücke nehme ich Logikgatter? Was meinen die Gatter zur negativen Ausgangspannung der OpAmps?
• RC-Glied ist klar, was meinst Du mit diodenüberbrückt?

Reto H. schrieb:

• was würdest Du zur negativen Versorgung der OpAmps empfehlen? ICL7660?

Da die Steuerspannung bis -15V geht bin ich von der Verfügbarkeit von +-15V zur Versorgung ausgegangen, die Brücke braucht genügend negativen Basisstrom. Der7660 kann weder 15V noch ~40mA.

• wie erzeuge ich die 0.1V? Zenerdiode?

für +-100mV als Nullbereich: +15V 15k 200R 15k -15V

• für den Fensterkomparator und die Ansteuerung der H-Brücke nehme ich Logikgatter? Was meinen die Gatter zur negativen Ausgangspannung der OpAmps?

Damit die Brücke bei 0,1V noch funktioniert brauchen die PNP negative Basisspannung. Für Ic 1A wären Ib >20mA nicht schlecht. Daher denke ich an Transistoren.

• RC-Glied ist klar, was meinst Du mit diodenüberbrückt?

Ein C mit R laden, über dem R eine Diode in Entladerichtung. Mit dem Open Collector vom Komparator geht es aber auch ohne Diode.

Ich habe was skizziert, grobe Schnitzer nicht ausgeschlossen.

Reto H. schrieb:

Ich habe ein Steuersignal und eine Versorgungsspannung. Das Steuersignal bestimmt die Polarität der Ausgangsspannung.

Ein erster Schritt wäre, aus deinem gezeigten analogen Steuersignal ein digitales zu generieren, so wie du es laut deiner Beschreibung benötigst, d.h. mit drei Zuständen "Positiv", "Negativ", "Null". Da es eine exakte 0 nicht gibt, musst du außerdem ein Toleranzfenster spezifizieren. Bereitstellen kannst du die Steuerinfo z.B. über zwei Bit, "Polarität" und "Ist-Null". Dann geht es weiter ...

Reto H. schrieb:

Wenn das Steuersignal für 2 Sekunden oder länger Null ist

Nochmal, weil es schon gefragt wurde, aber die Antwort ausblieb: wie sehr muss diese "Null" auch 0V sein? Wo sind die Grenzen zu "das ist jetzt aber nicht mehr Null!"?

Reto H. schrieb:

Masse-bezogen ist nicht nötig.

Die Schaltung wird einfacher, wenn das Eingangssiganl auf die Masse bezogen ist. Insofern muss die Anforderung heißen: "Potentialfreiheit ist nicht nötig!"

Reto H. schrieb:

Ist es möglich, dieses Verhalten nur mit diskreten Komponenten zu erzeugen

Wenn das die einzige Frage ist, dann lautet die einzige Antwort: Ja, ist es. Aaaaaber:

Reto H. schrieb:

Wolf17 schrieb:

wie viele Millisekunden Einschaltverzögerung sind maximal erlaubt?

Unkritisch. Sollte einfach nicht gerade ein Sekunde oder mehr sein.

Wie oft brauchst du das? Wenn das nämlich so langsam ausreicht, dann würde ich für ein Einzelstück ein per serieller Schnitte steuerbares Netzteil und einen vorgeschalteten µC nehmen.

Da bist du garantiert schneller fertig und kannst das Verhalten flexibler anpassen als mit jeder spezialisierten Analogschaltung.

Du könntest übrigens auch einfach mal die eigentliche Aufgabe hinter deinem Lösungsansatz durchgeben und sagen, wofür du das überhaupt brauchst. So mancher war da schon überrascht, dass eine ganz andere Lösung viel einfacher war.

Reto H. schrieb:

wie erzeuge ich die 0.1V? Zenerdiode?

Nimms mir nicht krumm, aber bei diesem Wissensstand bin ich mir sicher, dass du diese Schaltung nicht zum Laufen bekommst. Hast du wenigstens ein Mehrkanaloszi zum debuggen der Hardware?

Reto H. schrieb:

Ist es möglich, dieses Verhalten nur mit diskreten Komponenten zu erzeugen

Sicher.

Die Frage wäre eher: geht es nur mit Relais.

Nicht so gut, ein LM339 der Relais schaltet klingt passender.

Rainer W. schrieb:

Da es eine exakte 0 nicht gibt, musst du außerdem ein Toleranzfenster spezifizieren.

p.s. Außerdem sollte die Erkennung der Zustände zusätzlich vielleicht besser noch eine Hysterese besitzen oder zumindest mittels anderer Maßnahmen entprellt werden, damit es im Grenzbereich nicht zu wildem Hin- und Herspringen, z.B. durch allgegenwärtiges Rauschen kommt.

Im Endeffekt hängt es von der Anwendung ab, wie man da am besten vorgeht.

Rainer W. schrieb:

Außerdem sollte die Erkennung der Zustände zusätzlich vielleicht besser noch eine Hysterese besitzen

Den 220R Widerstand von Masse zum +Eingang links und den 1M von da zum Ausgang für 3mV Hysterese habe ich wegoptimiert. Wenn das umschalten von +Null auf -Null stört kann man die wieder dazunehmen. Beim Fensterkomparator wird das durch die Verzögerung abgefangen.

Vor dem 250k Trimmer wären zusätzlich 100k gut für längere Verzögerung und gegen Kurzschluss.

Vielen Dank für all die Inputs! Speziellen Dank an Wolf17 für den Schaltplan. Ich werde die Schaltung jetzt mal aufbauen, einen Mehrkanal KO hab ich.

Reto H. schrieb:

Ich werde die Schaltung jetzt mal aufbauen

Die Frage, ob Relais reichen, wurde ja noch nicht beantwortet. Wenn ja, reicht Teil1 (bitte Ergänzung 14.1. beachten). An A1 und A2 je ein NPN an -15V mit 10k Basiswiderstand und zwei 24V 2xum Relais (+Rv +D) nach +15V ersetzen dann Teil2.