Spannungserhöhung durch Kaskadierung

K. F. schrieb:

Wie könnte man das machen?

Das geht nur, wenn jede OP-Stufe eine galvanisch getrennte Stromversorgung bekäme. Im Prinzip wäre das dann nichts anderes, wie die Kaskadierung von Labornetzteilen. Bypass-Dioden für jede Stufe nicht vergessen.

K. F. schrieb:

für die Anwendung einen ausreichenden Strom und GBWP mitbringen, die ich gerne kaskadieren möchte, sodaß sich die Spannungen und auch die Spannungsanstiegsgeschwindigkeiten addieren.

Wie könnte man das machen?

Da du die genauen Werte nicht nennst, ein Schuss ins Blaue: Ein Power OpAmp wie den LM675 nehmen:

Total supply voltage (+5 V = 5, ±5 V = 10) (min) (V) 10 Total supply voltage (+5 V = 5, ±5 V = 10) (max) (V) 60 Iout (typ) (A) 4 GBW (typ) (MHz) 5.5 Slew rate (typ) (V/µs) 8

Andere Alternative: Leistungsendstufe nachschalten. Jim Williams hat sich darüber vor 38 Jahre ausgelassen https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/an18f.pdf

Ach ja, deine Schaltung funktioniert nicht. Wenn dein unterer OpAmp 0V ausgibt, dann sieht der obere OpAmp eine Versorgungsspannung (total supply voltage) von 60V - 0V = 60V. Laut deiner Aussage kann er aber nur 36V -> magischer Rauch entweicht.

Es bleibt noch die Möglichkeit, aus der aktuellen Endstufe eine differentielle zu machen... das erhöht den möglichen Ausgangspannungsbereich auf -36...+36V = 72Vpp. Vielleicht hilft das je nach Anwendung schon... Mit diesem Ansatz wird der Dynamikumfang verdoppelt, der absolute Spannungsunterschied zwischen den Aushängen kann allerdings auch nie grösser als 36V sein.

Oder mit einem anderen Ansatz, wie unter dem Link Figur 1: https://www.edn.com/learning-to-like-high-voltage-op-amp-ics/

Dieter D. schrieb:

Oder mit einem anderen Ansatz, wie unter dem Link Figur 1: https://www.edn.com/learning-to-like-high-voltage-op-amp-ics/

Früher gab es mal den LME49830.

https://media.digikey.com/pdf/data%20sheets/texas%20instruments%20pdfs/lme49830.pdf

Aus dieser Linie wurde der ADHV4702-1 weiterentwickelt.

https://www.analog.com/en/products/adhv4702-1.html#product-overview https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/adhv4702-1.pdf

Mouser bietet ihn für ca 20€ an. mfg klaus

K. F. schrieb:

Wie macht man das mit den Eingängen und den Rückkopplungen?

Das ist ganz einfach, die erste Stufe verstärkt die Eingangsspannung, die 2. Stufe die Ausgangsspannung der 1. Stufe * 2.

Bei NF-ICs wird auch oft die Brückenschaltung verwendet. Dabei ist erhöhte Belastung der Endtransistoren zu beachten (SOAR-Diagramm).

Hallo, oder Du machts es mit ein paar Transistoren in Basisschaltung hinter einenn normalen OPV. Diese dienen dann als "Spannungsübersetzer". Das habe ich mal simuliert, aber so nie aufgebaut. War vorgesehen für +-200V Ausgangsspannung und sollte stromebegrenzend bei einigen wenigen Milliampere sein.

Kannst es ja als Grundidee nehmen und modifizieren.

(Praktisch aufgebaut hatte ich sowas ähnliches mal als NF-Verstärker mit damals noch einen µA 709 und dann an +- 28 Volt Speisespannung... würde ich heute natürlich nie mehr mit einen 709 machen. Egal, man war jung und d... - aber das wichtigste war man hat etwas getan und gelernt. Aber es hat schon funktioniert.)

Lothar schrieb:

Das habe ich mal simuliert, aber so nie aufgebaut. War vorgesehen für +-200V Ausgangsspannung und sollte stromebegrenzend bei einigen wenigen Milliampere sein.

Ich finde die Idee sehr interessant.

Wiki hebt hervor: -hohe Grenzfrequenz durch geringere Rückwirkung der Ausgangsspannung auf die Steuerelektrode (Basis liegt auf Masse!) -verzerrungsarme Verstärkung für Eingangsspannungen bis zu etwa 10 % der Versorgungsspannung

mfg klaus

Obere Grenzfrequenz? Ich entsinne mich nicht mehr so genau, aber zehn Kilohertz waren sehr gut und leicht zu schaffen und schön stabil war die ganze Schaltung bis mindestens 100 kHz. Es waren aber nur 100 Hz gefordert und dann hört man irgendwann auf, das weiter nach oben hin zu ergründen.

Gebt es einfach selber in LTSpice ein und verringert die Kapazitäten. Außerdem hängt es ja vom OPV und den letztendlich verwendeten Transistoren ab, die sich wiederum aus der benötigten Speisespannung und dem Ausgangstrom ergeben...

Was wird den überhaupt gebraucht: Uout, Iout, Fo ?

K. schrieb:

Klaus R. schrieb:

hohe Grenzfrequenz durch geringere Rückwirkung der Ausgangsspannung auf die Steuerelektrode

Wie hoch wäre die?

Würde ich mal mit LTspice testen. In der HF-Technik wird die Basisschaltung oft eingesetzt. mfg Klaus

Also ich versuche mal zusammen zu fassen, was wir an Forderungen haben:

• Ausgangsspannung soll 0? ... 50 V sein- nur positiv? Ist das richtig?
• Der Ausgangsstrom ist immer noch unbekannt, da bisher immer noch nicht genannt. (Nenn doch wenigstens mal was als Last dran hängt. Ohmsch, kapazitiv, induktiver Anteil)
• Verstärkung 5
• dabei mind. 1 MHz Grenzfrequenz
• Die erforderliche Steilheit wäre dann

Slewrate SR = 2Pi f UP

Tipp: f in MHz ergibt V/µs UP (U-Peak) ist die Hälfte der USS U-Spitze-Spitze)- Spannung

= 6,28 * 1 MHz * 25V = 157 V/µs

bei mir. Es sei denn, man ist so ein "genialer, oberschlauer" Rechenkünstler wie ein alter Chef von mir und sagt bei der Grenzfrequenz macht der Verstärker doch nur 70% Pegel, also brauchen wir dort auch nur noch 70% Slew Rate. Grrr.

Das wird eng und interessant und wohl nur mit Transistoren hinter einen OPV zu erreichen. Und gute schnelle Transistoren gibt es auch immer weniger.. naja es sollen ja auch keine 50 MHz werden und nicht 200 Vpp, da wird sich dann doch schon was finden lassen.