Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Supercap Balancing funktioniert nicht wie erwartet


von Johannes (zuberjo)


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Ich habe für das Balancing von ein paar Supercaps die im Anhang gezeigte 
Schaltung aufgebaut. In LTspice funktioniert alles wie es soll, 
allerdings mit idealem Opamp. Der AZ431 erzeugt eine Referenzspannung, 
die mit der Spannung über dem Widerstandsteiler R102/R103 verglichen 
wird. Als Opamp habe ich den NCS2001 gewählt, da dieser schon bei 0,9V 
Betriebsspannung funktioniert und der Ausgang bis Rail-50mV kann. Da die 
Caps in Serie nur bis 2,3V geladen werden sollen, habe ich die 
Schaltschwelle auf ~2,45V gelegt. Als Mosfet kam in der aufgebauten 
Schaltung anstelle des 6344 ein WST3400 rein, der ähnliche Specs hat und 
theoretisch auch funktionieren sollte.

Beim Testen der Schaltung an einem Labornetzteil mit 2,6V 
Ausgangsspannung kam es dann zu folgendem Verhalten: Der AZ431 liefert 
eine saubere Referenz von 1,26V, die auch stabil bleibt. Die Spannung 
über dem Spannungsteiler allerdings steigt erstmal normal an, ab der 
Schaltwelle ist sie aber geclampt bei ca 1,45V und steigt mit steigender 
Spannung erstmal nicht weiter. Der Ausgang vom Opamp wird nicht wie 
erwartet und in LTspice simuliert auf die Railspannung hochgezogen, 
sondern verweilt bei ca 1,3V. Es ist kein Schwingen, auf dem Scope ist 
es sauber. Es sieht aus wie ein Linearbetrieb, das würde allerdings 
einen Feedback des Opamps erfordern. Der WST3400 hat aber laut 
Datenblatt einen Leckstrom von gerade mal max 100nA am Gate. Somit 
sollte es eigentlich kein Linearbetrieb sein. Er wird aber auch heiß wie 
im Linearbetrieb, >100°C bei 200mA. Wird die Spannung am Netzteil auf 
>3V erhöht, gibt es einen Sprung. Der Spannungsteiler nimmt den 
erwarteten Wert an, der Ausgang vom Opamp springt auf die Rail-50mV hoch 
und der Mosfet schaltet voll durch. Aber ich kann mir aktuell nicht 
erklären weshalb der Bereich zwischen 2,4V bis 3,xV sich so anders 
verhält. Vllt hat hier jemand eine Idee.
Habe kein Problem die Idee in die Tonne zu treten falls sie dumm ist. 
Aber ich würde gerne verstehen was da los ist

von Falk B. (falk)


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Johannes schrieb:
> Ich habe für das Balancing von ein paar Supercaps die im Anhang gezeigte
> Schaltung aufgebaut.

Etwas naiv. Da fehlt mindestens die Hysterese am Komparator, sonst 
schwingt das Ding wie die Hölle.

> Da die
> Caps in Serie nur bis 2,3V geladen werden sollen, habe ich die
> Schaltschwelle auf ~2,45V gelegt. Als Mosfet kam in der aufgebauten
> Schaltung anstelle des 6344 ein WST3400 rein, der ähnliche Specs hat und
> theoretisch auch funktionieren sollte.

Schon mal gut, der ist für 2,5V U_GS spezifiziert.

> Beim Testen der Schaltung an einem Labornetzteil mit 2,6V
> Ausgangsspannung kam es dann zu folgendem Verhalten: Der AZ431 liefert
> eine saubere Referenz von 1,26V, die auch stabil bleibt. Die Spannung
> über dem Spannungsteiler allerdings steigt erstmal normal an,

Wo? Am Eingang vom OPV oder an den Klemmen des Netzteils?

> ab der
> Schaltwelle ist sie aber geclampt bei ca 1,45V und steigt mit steigender
> Spannung erstmal nicht weiter. Der Ausgang vom Opamp wird nicht wie
> erwartet und in LTspice simuliert auf die Railspannung hochgezogen,
> sondern verweilt bei ca 1,3V.

Verdrahtungsfehler? Masse nicht angeschlossen?

von Michael B. (laberkopp)


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Johannes schrieb:
> Es sieht aus wie ein Linearbetrieb, das würde allerdings einen Feedback
> des Opamps erfordern.

Die Schaltung arbeitet im Linearbetrieb.

Ab Erreichen der Referenzspannung belastet der MOSFET den Elko zunehmend 
stärker und hält damit die Spannung, jeder weitere in die Schaltung 
fliessende Strom wird nicht in den Goldcap sondern durch den MOSFET 
geleitet, linear aber die Verlustleistung teilt er sich mit dem 4R7.

2.45V/4R7 = 500mA, ca. 1.2W.

Dass bei dir bis 3V (am Labornetzteil?) noch Linearbetrieb herrscht, 
liegt wohl am (Experimentiersteckbrett?) Aufbau, am IC werden es bis 
dahin 2.45V sein wegen Übergangswiderständen oder fehlender Abblockung.

Willst du ein Schaltverhalten, brauchst du einen Mitkopplungswiderstand 
um eine Hysterese zu bekommen.

Die AZ431 braucht übrigens viel Strom auch bei nicht-vollem Goldcap, 
0.5mA. Ungeschickte Wahl.

: Bearbeitet durch User
von Uwe S. (bullshit-bingo)


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Johannes schrieb:
> ab der
> Schaltwelle ist sie aber geclampt bei ca 1,45V und steigt mit steigender
> Spannung erstmal nicht weiter.

Schau mal ins DB des OPs, ich hatte schon welche, deren Eingänge nicht 
weiter als ca. eine Diodenspannung auseinander liegen durften, bzw. ab 
dieser Differenz zueinander niederohmig wurden...
Steht dann wie ganz nebenbei im Kleingedruckten auf Seite 37, also schau 
bitte selbst.

von H. H. (hhinz)


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Uwe S. schrieb:
> Steht dann wie ganz nebenbei im Kleingedruckten auf Seite 37,

Bei Onsemi steht das gleich am Anfang bei den Maximum Ratings.

Und beim NCS2001:
Input Differential Voltage Range (Note 1) VIDR VEE−300 mV to 7.0 V

von Johannes (zuberjo)


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Vielen Dank für die zahlreichen Antworten. An die Hysterese habe ich 
nicht gedacht, das werde ich mal einlöten, bzw drüberlöten. Wobei ich 
eine Schwingneigung eher bei der direkten Schaltschwelle von 2,4V 
erwartet hätte, nicht bei 2,6V, 200mV oberhalb der Schwelle. Und auch 
nicht mit dem Betrieb an einem Netzteil, bei dem das Stromlimit hoch 
eingestellt wurde um nicht durch das Umschalten von CV zu CC irgendwas 
zu beeinflussen.

Die Schaltung liegt als PCB vor, habe ich bei einer anderen Bestellung 
bei PCBWay mitbestellt, daher schließe ich mal Fehler durch 
Steckbrettaufbau aus. Gemessen wurde vierpunkt. Versorgt mit 
Linearnetzteil, gemessen direkt am PCB mit einem Multimeter wie 
Oszilloskop. Bei der Messung mit 2,6V Supply wurde tatsächlich nur der 
Fet heiß, die Leistung hat sich nicht zwischen Widerstand und Fet 
aufgeteilt. Habe ich mit einer Wärmebildkamera beobachten können. 
Natürlich wurde der Widerstand auch etwas warm, aber ein 1W Widerstand 
mit 0,19W belastet, nicht dramatisch. Es war der Fet, der über 110°C 
heiß wurde.

VIDR ist ein guter Hinweis, aber ich denke nicht dass ich das bei 2,6V 
Supply irgendwo verletze. Wenn ich zb R104 auslöte oder den Gatepin 
anhebe, und kein Strom durch den Fet fließt, dann schaltet der Ausgang 
vom Opamp direkt bei der Schaltschwelle auf Vcc-50mV hoch, wie ich es 
auch erwarten würde.

von Uwe S. (bullshit-bingo)


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H. H. schrieb:
> Input Differential Voltage Range (Note 1) VIDR VEE−300 mV to 7.0 V

Aaah, schau an.

Oft dürfen die Eingänge auch weiter auseinander liegen, aber dann sind 
sie eben nicht mehr hochohmig. Und der TO hat ja prompt 100K davor, die 
paar µA werden dann einfach OP-intern zur Referenz durchgereicht.

Nur 300mV ist schon heftig, das konnten sie wohl nicht mehr im 
Kleingedruckten verstecken...

von Falk B. (falk)


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Uwe S. schrieb:
>> Input Differential Voltage Range (Note 1) VIDR VEE−300 mV to 7.0 V
>
> Aaah, schau an.
>
> Oft dürfen die Eingänge auch weiter auseinander liegen, aber dann sind
> sie eben nicht mehr hochohmig. Und der TO hat ja prompt 100K davor, die
> paar µA werden dann einfach OP-intern zur Referenz durchgereicht.
>
> Nur 300mV ist schon heftig, das konnten sie wohl nicht mehr im
> Kleingedruckten verstecken...

Bist du blind! Das darf bis 7V hochgegehen! Nur der Gleichtaktbereich 
darf halt nicht verlassen werden. Die Angabe ist leicht irreführend, 
denn die Differenzspannung hat mit VEE nichts zu tun.

von Teo D. (teoderix)


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Uwe S. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Input Differential Voltage Range (Note 1) VIDR VEE−300 mV to 7.0 V
>
> Aaah, schau an.

Genau, mal Note 1 lesen:
"1. Either or both inputs should not exceed the range of V EE −300 mV to 
VEE +7.0 V."

von Uwe S. (bullshit-bingo)


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Johannes schrieb:
> Wenn ich zb R104 auslöte oder den Gatepin
> anhebe, und kein Strom durch den Fet fließt, dann schaltet der Ausgang
> vom Opamp direkt bei der Schaltschwelle auf Vcc-50mV hoch, wie ich es
> auch erwarten würde.

Na der Fet kann ja damit nun schwerlich was zu tun haben, er hat doch 
allein sein Gate am OP. Es sei denn, deine Betriebsspannung bricht durch 
die Belastung ein.
Wir hatten hier bisher nur geklärt, warum sich beide 
OP-Eingangsspannungen nicht so stark unterscheiden, wie erwartet.
Möglicherweise gibt dieser OP aber tatsächlich Unsinn aus, sobald du die 
-300mV überschreitest. Immerhin steht es bei ihm ja direkt in den 
Maximaldaten. In dem Fall bräuchtest du schlicht einen anderen.

von H. H. (hhinz)


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Uwe S. schrieb:
> Möglicherweise gibt dieser OP aber tatsächlich Unsinn aus, sobald du die
> -300mV überschreitest. Immerhin steht es bei ihm ja direkt in den
> Maximaldaten.

Bullshit!

von Uwe S. (bullshit-bingo)


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Tja, offensichtlich will man hier wieder unbedingt Stress...

Mein Problem ist es ja eh nicht, habe hier lediglich gesagt, was die 
Ursache sein kann, und daß es OPs gibt, bei denen die Eingänge eben 
nicht hochohmig gegeneinander bleiben, sobald auch nur überraschend 
geringe Spannungsdifferenzen bestehen. Wenn der TO jetzt nicht gerade 
die Eingänge vertauscht, oder die Spannungsteiler niederohmig gemessen 
hat, bleibt ja nur noch der OP.

Mehr gibt es nicht zu sagen, allen ein schönes Wochenende, und dem TO 
viel Glück!

von 900ss (900ss)


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Uwe S. schrieb:
> Tja, offensichtlich will man hier wieder unbedingt Stress...

Sehe ich auch so. Antworten wie die vor deinem Posting helfen überhaupt 
nicht. Schon garnicht weiter. Ist nur eine subjektive Arroganz die dort 
spricht.

Ich kann zum Thema leider nicht viel sagen, aber es interessiert mich 
schon. Aber angesprochene Aussagen finde ich ärgerlich. Geht ja anders 
wie durchaus auch gezeigt wird.

: Bearbeitet durch User
von Loco M. (loco)


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Zeigt ein zweites Board das gleiche Verhalten?

Woher kommen die Bauteile?

PCB Layout Fehler?

von Harald A. (embedded)


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Hier noch eine ähnliche Schaltung, alle Bauteilwerte sind sehr gut 
lesbar, deshalb finde ich das als Vergleich interessant:

https://www.ebay.de/itm/365860567965

Müsste man nur noch wissen, für was das Marking „Y2“ am SOT23 steht.

von Teo D. (teoderix)


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Loco M. schrieb:
> PCB Layout Fehler?

Kann man die Beinchen solcher SMD Gehäuse, auch auf die andere Seite 
biegen? :D

von Εrnst B. (ernst)


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Wenn man nicht unbedingt einen FET verwenden will...

von H. H. (hhinz)


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Harald A. schrieb:
> https://www.ebay.de/itm/365860567965
>
> Müsste man nur noch wissen, für was das Marking „Y2“ am SOT23 steht.

8550, Standardtransistor.

von Johannes (zuberjo)


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Ob die Teile original sind kann ich mangels Erfahrung nicht beurteilen. 
Sind von LCSC. Im Anhang ist ein Bild von dem Opamp, der aufgelötet ist. 
Oben der AZ431, Mitte der Opamp, unten der Fet

Und ja, es sind mehrere Platinen vorhanden, zeigen alle das Selbe 
verhalten. Dass die Eingänge des Opamps vertauscht wurden würde ich 
ausschließen, ich habe alles mehrfach anhand der Datenblätter geprüft, 
sollte korrekt sein.

Wenn ich das mit dieser Schaltung nicht hinbekomme, dann wird es so eine 
simple Transistorlösung. Aber der Grund für das Verhalten interessiert 
mich schon. Heute Abend habe ich etwas Zeit um daran zu basteln

von H. H. (hhinz)


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Neben der fehlenden Hysterese ist auch die kapazitive Last am Opamp 
grenzwertig.

von Mi. W. (mikuwi)


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Johannes schrieb:

>
> Beim Testen der Schaltung an einem Labornetzteil mit 2,6V
> Ausgangsspannung kam es dann zu folgendem Verhalten: Der AZ431 liefert
> eine saubere Referenz von 1,26V, die auch stabil bleibt. Die Spannung
> über dem Spannungsteiler allerdings steigt erstmal normal an, ab der
> Schaltwelle ist sie aber geclampt bei ca 1,45V und steigt mit steigender
> Spannung erstmal nicht weiter.

drehst Du die Spannung langsam hinauf oder schaltest Du die 2,6V direkt 
auf die Schaltung?  Nicht das - trotz einhalten der relevanten Daten - 
eine Art Latchup auftritt weil die Versorgung zu langsam steigt...

Im Datenblatt hab ich (auch im Kleingedruckten) nix gefunden das eine 
Slewrate für die Versorgung angibt aber... wer weiß ob das jemals 
spezifiziert wurde.


Testvorschlag: Spannung am Netzteil auf 2V einstellen und dann den 
Balancer direkt aufschalten.

von Teo D. (teoderix)


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Mi. W. schrieb:
> drehst Du die Spannung langsam hinauf oder schaltest Du die 2,6V direkt
> auf die Schaltung?  Nicht das - trotz einhalten der relevanten Daten -
> eine Art Latchup auftritt weil die Versorgung zu langsam steigt...

Johannes schrieb:
> Es ist kein Schwingen, auf dem Scope ist
> es sauber.

Durchgehen, von 0V an?!

von Johannes (zuberjo)


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Ich hatte die Spannung von 0V relativ langsam hochgedreht, ist ja auch 
beim Laden der Supercaps so, da baut sich bei Konstantstrom die Spannung 
langsam auf.

Aber ich hatte zum späteren Zeitpunkt auch die 2,6V direkt 
eingeschalten. Immer wieder kurz zum Messen an verschiedenen Punkten der 
Schaltung. Der Fet wird so heiß, da wollte ich das nicht dauerhaft 
laufen lassen um zu messen

von Falk B. (falk)


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Ich meine der OPV schwingt, du mißt nur falsch.

von Johannes (zuberjo)


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Ich werde mal versuchen die Hysterese zu implementieren. Wird etwas 
tricky, da die Referenzspannung aktuell fix ist, und mit Hysterese liegt 
sie in einem anderen Bereich. Ich müsste den Spannungsteiler 
rausschmeißen und zb 1k anstelle R102 einlöten. Dann einen 24k als 
Feedback und den AZ431 auf 2,35V bringen. Ist etwas fummelig, aber ich 
versuche es. Dann werde ich mal noch einen 20-30 Ohm Widerstand zwischen 
Ausgang und Gate löten, um das mögliche Thema mit der Kapazität am 
Ausgang vorzubeugen.

von H. H. (hhinz)


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Johannes schrieb:
> Ich werde mal versuchen die Hysterese zu implementieren. Wird etwas
> tricky, da die Referenzspannung aktuell fix ist, und mit Hysterese liegt
> sie in einem anderen Bereich.

Du brauchst doch keine riesige Hysterese, und zum Test darfs ja auch ein 
klein wenig mehr als 5V am Kondensator sein.

von Johannes (zuberjo)


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Kleine Berechnung zeigt, es geht mit dem AZ431 nicht, mit 2,5-2,6V eine 
Referenz mit 2,35V zu erzeugen. Der braucht mindestens 3V, was am 
Supercap aber schon viel zu hoch ist. Jetzt muss ich erstmal ordentlich 
rechnen ob es überhaupt so sinnvoll zu lösen ist

von Johannes (zuberjo)


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Habe 2,7V Caps, da sind 5V heftig. Müsste dann gegebenfalls 5V Caps 
besorgen und verwenden

von H. H. (hhinz)


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Johannes schrieb:
> Habe 2,7V Caps, da sind 5V heftig. Müsste dann gegebenfalls 5V Caps
> besorgen und verwenden

Dann häng halt zunächst einen normalen Elko dran.

von Falk B. (falk)


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Zum Test braucht es für's Erste keinen Kondensator! Das Netzteil reicht.

von Johannes (zuberjo)


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Ich habe aktuell noch gar keinen Elko dran gehabt. Nur ein Netzteil, bis 
es vllt mal funktioniert.

Ich habe eben folgendes geändert: R102 mit 9k1 und R103 mit 10k ersetzt. 
Musste etwas niederohmiger werden für den Feedback Widerstand. Den habe 
ich auf 330k gesetzt. Zusätzlich noch 33 Ohm am Ausgang des Opamp zum 
Gate. Und was ist das Resultat? Keine Änderung.

Der Ausgang vom Opamp geht bei 2,6V Supply nicht über 1,35V. Ein 
Schwingen ist beim besten Willen nicht zu erkennen, egal ob ich mit 
1ms/div oder 10us/div am Scope schaue. Die Schaltschwelle ist mit 2,4V 
ok, darunter passiert nichts, darüber geht der Ausgang vom Opamp auf 
1,35V und clampt bis ca 3V. Der Mosfet kocht bei etwas über 200mA, wie 
gehabt

von Falk B. (falk)


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Klemm mal den MOSFET ab und miss nur den unbelasteten OPV-Ausgang

von Johannes (zuberjo)


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Hatte ich bereits. Ich hatte das Gate hochgenommen, ein anderes Mal den 
R104 draußen. In beiden Fällen verhält es sich danach wie in der Spice 
Simulation. Der Opamp schaltet bei ca 2,4V den Ausgang auf Vcc hoch. Nur 
wenn der Mosfet dran und R104 drin ist, dann geht der Opamp Ausgang auf 
maximal 1,35V und springt erst bei ca 3Vcc auf Vcc rauf

von Mi. W. (mikuwi)


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Johannes schrieb:
> Hatte ich bereits. Ich hatte das Gate hochgenommen, ein anderes
> Mal den
> R104 draußen. In beiden Fällen verhält es sich danach wie in der Spice
> Simulation. Der Opamp schaltet bei ca 2,4V den Ausgang auf Vcc hoch. Nur
> wenn der Mosfet dran und R104 drin ist, dann geht der Opamp Ausgang auf
> maximal 1,35V und springt erst bei ca 3Vcc auf Vcc rauf

Auf welchen Wert ist die Strombegrenzung vom Netzteil mit dem Du testest 
eingestellt?
Für mich wirkt das irgendwie als ob Dir das Zusammenspiel 
Netzteil/FET/OPV den Kummer bereitet den Du nun messen kannst..

Ändere mal den R104 auf zb. 20 Ohm.

: Bearbeitet durch User
von Loco M. (loco)


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Johannes schrieb:
> Hatte ich bereits. Ich hatte das Gate hochgenommen, ein anderes Mal den
> R104 draußen. In beiden Fällen verhält es sich danach wie in der Spice
> Simulation. Der Opamp schaltet bei ca 2,4V den Ausgang auf Vcc hoch. Nur
> wenn der Mosfet dran und R104 drin ist, dann geht der Opamp Ausgang auf
> maximal 1,35V und springt erst bei ca 3Vcc auf Vcc rauf

Das zeigt doch, dass das Schalten des MOSFET über die Versorgung auf den 
Rest der Schaltung rückkoppelt. Wenn die Versorgung nicht durch die 
4,7Ohm belastet wird, funktioniert ja alles. Hänge doch testweise den 
MOSFET Pfad an eine separate Versorgung.

Schau dir mal das Fig.4 Gate-Charge Diagramm im LCSC Datenblatt des 
WST3400 an. Vielleicht ist hier die Erklärung zu finden, weshalb es ab 
3Vcc plötzlich funktioniert.

von Johannes (zuberjo)


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Nein, die Strombegrenzung habe ich eben deswegen auf 1A gestellt, die 
funkt nicht dazwischen. Die Spannung am Netzteil ist stabil. Wenn diese 
auf 3V erhöht wird, steigt der Strom auch auf etwas über 550mA, was eben 
durch R104 möglich ist. Nur im Bereich zwischen 2,4V (darunter schaltet 
der Opamp korrekt aus) und 3,0V macht Probleme und sieht nach 
Linearbetrieb aus, obwohl es eigentlich nicht so sein sollte.

Den Widerstand R104 hatte ich bereits verdoppelt, interessanterweise mit 
dem gleichen Ergebnis. Der Strom lag bei ca 200mA bis 3V, danach ist er 
auf knapp 280mA gestiegen

von Johannes (zuberjo)


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Loco M. schrieb:
> Schau dir mal das Fig.4 Gate-Charge Diagramm im LCSC Datenblatt des
> WST3400 an. Vielleicht ist hier die Erklärung zu finden, weshalb es ab
> 3Vcc plötzlich funktioniert.

Das ist ein sehr interessanter Hinweis. Unterscheidet sich deutlich vom 
IRLML6344, den ich in Spice verwendet habe. Auch ist der Bereich 
unterhalb 4Vgs in dem Rdson Graphen gar nicht gelistet, wogegen der 
IRLML6344 bis 2V runter geht, und bei 4Vgs einen deutlich niedrigeren 
Rdson hat. Ich werde mal ein paar IRLML6344 bestellen. Muss nur schauen 
wann, eine Bestellung bei Digikey für die paar Cent ist zu schade. Da 
warte ich bis ich was zusammen habe oder bestelle über die Firma was mit

von H. H. (hhinz)


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Vor allem ist das Miller-Plateau (Fig.4) des WST3400 bei über 3V, das 
passt ja nun gar nicht zu einem für 2,5V spezifizierten MOSFET.

von Wolf17 (wolf17)


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Der NCS2001 liefert doch einigen Strom. Warum also keinen simplen NPN 
als Transistor? Sogar ein Darlington wäre möglich.

von Luka (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Etwas naiv. Da fehlt mindestens die Hysterese am Komparator, sonst
> schwingt das Ding wie die Hölle.

Verstärker mit max gain, aber doch kein Komparator

von Luka (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Ab Erreichen der Referenzspannung belastet der MOSFET den Elko zunehmend
> stärker und hält damit die Spannung, jeder weitere in die Schaltung
> fliessende Strom wird nicht in den Goldcap sondern durch den MOSFET
> geleitet, linear aber die Verlustleistung teilt er sich mit dem 4R7.
>
> 2.45V/4R7 = 500mA, ca. 1.2W.
>
> Dass bei dir bis 3V (am Labornetzteil?) noch Linearbetrieb herrscht,
> liegt wohl am (Experimentiersteckbrett?) Aufbau, am IC werden es bis
> dahin 2.45V sein wegen Übergangswiderständen oder fehlender Abblockung.

der Spannungsteiler am OpAmp ist mit 2 x 100k 1:1, für den AZ431 finde 
ich im Datenbaltt 2.5V deshalb sollte der bei 5V begrnzen oder?
Gibt es evtl unterschieliche Wert für Vref?

von Εrnst B. (ernst)


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Wolf17 schrieb:
> Warum also keinen simplen NPN
> als Transistor?

Und wenn schon bipolar, warum keinen PNP? Dann reicht der OpAmp, der im 
'431 integriert ist, aus, und er braucht keinen zusätzlichen. Und die 
max. 100mA durch 431 reichen als Basisstrom locker aus.

Ansonsten könnte der TE einen Blick auf MCP65R41 & co werfen. OpAmp + 
Referenz in einem Gehäuse, kleine Hysterese schon integriert, braucht 
<3µA, läuft ab 1.8V, kommt am Ausgang bis auf 0.2V an seine Rails.

von Mani W. (e-doc)


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Ich bin überzeugt, dass es schwingt...

Man kann auch mit dem Oszi falsch messen...

von Johannes (zuberjo)


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Lutz K. schrieb:
> der Spannungsteiler am OpAmp ist mit 2 x 100k 1:1, für den AZ431 finde
> ich im Datenbaltt 2.5V deshalb sollte der bei 5V begrnzen oder?
> Gibt es evtl unterschieliche Wert für Vref?

Den gibt es mit unterschiedlichen Spannungen. Ich habe einen mit 1,25V, 
was auch passt.

Die Sache mit den Transistoren ist definitiv ein Backup. Ist ja die 
gängige Art, Ref plus kleinen PNP und größeren NPN. Gegebenfalls Ref 
plus PNP. Aber wenn es sich bei PNP und NPN ähnlich verhält wie bei NMOS 
und PMOS (N-Channel günstiger, besser), dann eher kleiner PNP und etwas 
größerer NPN. Aber erstmal versuche ich es nochmals mit dem 6344.

von Εrnst B. (ernst)


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Johannes schrieb:
> Aber wenn es sich bei PNP und NPN ähnlich verhält wie bei NMOS
> und PMOS (N-Channel günstiger, besser), dann eher kleiner PNP und etwas
> größerer NPN.

Der erste NPN ist schon im '431 eingebaut, sh. Blockschaltbild.
und "Besser" ist bei der Anwendung relativ egal. Du willst das "zuviel 
an Strom" in Wärme verwandeln, da macht es wenig Unterschied ob das in 
deinen Lastwiderständen oder im Transistor passiert, oder weil der wenig 
Stromverstärkung hat, auch zum Teil im AZ431. Ist eh alles auf derselben 
Platine und wird ähnlich warm.

von Uwe (uhi)


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Wenn wir mal annehmen, dass es nicht schwingt (der TO hat mit dem Oszi 
mit verschiedenen Zeitauflösungen geschaut), dann bleibt nur 
Linearbetrieb. Die Schaltung regelt sauber auf Null Differenz am 
OPV-Eingang. Der OPV dreht die Gatespannung genau so weit auf, dass ein 
Strom fließt, der einen Spannungsabfall auf der Versorgungsleitung 
produziert, sodass die Spannung an der Baugruppe konstant bleibt.
Ich würde mit dem Multimeter messen: Spannung an der Baugruppe, Spannung 
am Netzteil, Spannungsabfall über der Leitung, dann wird's klarer.

Edit: In der Simulation mal 0.5 Ohm in die Versorgung hängen, dann 
dürfte ungefähr das gleiche passieren.

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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Könnte auch ein Problem mit dem AZ431 sein. Man sollte mal die Spannung 
an der Kathode messen, wenn die Versorgungsspannung hochgedreht wird.

AHHH, MOMENT! Der AZ431 hat 2,5V Referenzspannung! Damit geht es NICHT! 
Man braucht eine Version wie TV431 mit 1,25V. Außerdem braucht der nur 
minimal 100uA.

von Hartmut  . (rio71)


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TS432 40 - 60 µA je nach Hersteller

ganz einfach, aber mit kleinen Strom gehts mit
LM385BXZ-2.5
LM4040AIZ-2.5
evl. noch nen niederohmigen Widerstand in Reihe..

: Bearbeitet durch User
von Axel R. (axlr)


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Braucht der OPamp keine 100nF oder 10uF über der Betriebsspannung, oder 
wird das generell überbewertet?

von Εrnst B. (ernst)


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Axel R. schrieb:
> Braucht der OPamp keine 100nF oder 10uF über der Betriebsspannung, oder
> wird das generell überbewertet?

Bei OpAmps nicht generell so "unbedingt" wie z.B. bei 
CMOS-Digitalbausteinen, die beim Umschalten sehr kurz hohe Ströme 
ziehen.
Bei OpAmps mit kapazitiver Last, bei hohen Frequenzen usw. kann das 
nötig sein.
Bei der Anwendung hier eher nicht. Aber schadet auch nichts, kostet 
nicht viel.

von Mani W. (e-doc)


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Uwe schrieb:
> Wenn wir mal annehmen, dass es nicht schwingt (der TO hat mit dem Oszi
> mit verschiedenen Zeitauflösungen geschaut),

Auf AC-Kopplung gehen und dann mal sehen bei weniger Volts/Div...

von Mani W. (e-doc)


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Wenn dann keine hochfrequente Überlagerung am Ausgang ist, erst dann
kann man Schwingen ausschließen...

von Marci W. (Gast)


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Uwe schrieb:
> Wenn wir mal annehmen, dass es nicht schwingt (der TO hat mit dem Oszi
> mit verschiedenen Zeitauflösungen geschaut), dann bleibt nur
> Linearbetrieb. Die Schaltung reüber positive Rückkopplung), ich verstehe 
allerdings die beabsichtigte Funktion der Schaltung nicht so recht. So wie im 
Original-Schaltplan schaltet der OP entweder ein oder aus. Schaltet der OP ein, 
schaltet auch der MOSFET durch und dieser belastet den Elko mit 4,7 Ohm. So 
gesehen eine sehr gewagte Schaltung, die genau dadurch doch schwingen kann. (OP 
schaltet seine eigene Spannungsversorgung). Von den anderen fehlerhaften 
Schaltungsdetails (431er funktioniert nicht bei der Spannung etc.) mal abgesehen.

Und die kapazitive Last am Ausgang ist im Betrieb als Komparator 
irrelevant, wenn es nicht auf schnelle Schaltzeiten ankommt. Und das tut 
es in dieser Anwendung nicht.

ciao

Marci

von Uwe (uhi)


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(Das Quote ist irgendwie kaputt, ich hatte das so nicht geschrieben)

Ja stimmt, die Erwartung des TO an die Originalschaltung ist "digital 
ein oder aus", das würde in der Praxis einen ständigen Wechsel bedeuten. 
Für den Anwendungsfall würde aus meiner Sicht absichtlicher 
Linearbetrieb mehr Sinn machen, also statt eine Hysterese (Mitkopplung) 
eine Gegenkopplung einzubauen, und den Transistor so auszulegen, dass er 
die Wärme wegkriegt.

von Teo D. (teoderix)


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Hab was beim Aufräumen gefunden. Evtl. interessiert's den TO ja.
Der IC is ne olle Kameelle und verheizt satte ~3µA!

Das ganze ist auf 1,666V ausgelegt und lässt ab da dann ~6mV ab. Sowas 
wie ein "Photonen-Syphon". Und die LED leuchtet so auch sichtbar.

Beim langsamen Hochlaufen von 0V an, wird der ICL leider etwas "undicht" 
am Ausgang (bei ~0,8-1V). So das der Transistor weit genug aufsteuert, 
das die kleine Solarzelle nicht dagegen ankommt (selten direktes 
Sonnenlicht). Die Diode zur Basis verhinder dies.

Tut in nem ~35J alten ELV Funkwecker, seit glaube gut 10J.

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