Moin,
ich habe folgendes Verhalten meiner Schaltung:
Wenn ich eine Spannung (I-soll) von 0..10V anlege, soll sich der
Ausgangsstrom der Stromsenke von 0...2,5A einstellen lassen.
Wenn die Spannung nun aber über 4V geht, steigt sie nicht mehr in dem
skalierten Maßstab an, sonder erreicht schon kanpp bei 5V 2,7A.
Wenn ich nun den Sollwert runterskaliere und dafür den Istwertverstärker
weglasse geht es. Warum? Die Steuerspannung am Gate sollte doch in
beiden Fällen gleich sein.
Wenn ich am (-) des Regler messe stelle ich fest, das der Istwert etwas
größer ist als der Sollwert, etwa 20mV. In der Variente ohne
Messwertverstärker ist der Istwert etwa gleich Sollwert (2mV Differenz.
Istwert ist KLEINER)
Warum ist das so? Schwingen tut da nichts.
Guß
Knut
Die Beschaltung vom oberen OP ist mir nicht so richtig zugänglich.
Kannst Du da mal etwas zu sagen? Das ist ja wohl der SOLL zu IST Wert
Vergleich um das Stellglied mit der Differenz anzusteuern, oder? Aber
nur kapazitiv Rückzukoppeln habe ich so noch nicht gesehen. Erzeugt das
nicht nur reines Kippverhalten am OP Ausgang?
Wie kommt man auf so eine unsägliche Schaltung ?
OP227, ist nicht Rail-To-Rail, man braucht also eine zusätzliche
negative Spannung, und treibt keine kapazitiven Lasten.
Dann sind dort 2 Verstärker nacheinander, die beide kompensiert sind,
wie soll denn das jemals stabil werden? Das verbesser nicht etwa die
Genauigkeit, weil natürlich am Shunt derselbe OpAmp misst wie beim
Vergleich mit der Steuerspannung, man hätte die Steuerspannung gleich
runterskalieren können.
10pF am Eingang, was soll der da ? Dimensionierung der Kondensatoren ist
wohl eher nach Zufall, das ist in Ordnung denn man muß sie hinterher in
der realen Schaltung ausprobieren damit das Ergebnis optimal wird.
Warum nicht mit einem MC34071 aufbauen und 2/3 der Bauteile weglassen ?
coolcoker schrieb:> Aber nur kapazitiv Rückzukoppeln habe ich so noch nicht gesehen.
Ist ein reiner I-Regler. HIer ist keine Geschwindigkeit gefordert,
sodern nur Genauigkeit.
Oktav Oschi schrieb:> Der OpAp sollte den Fet auch ohne die Transistoren treiben koennen.
Richtig
> Welche Bandbreite ist denn gewuenscht?
Keine, nur DC mit gaaaanz langsamen Änderungen, daher könnte die
B-Endstufe weg.
Knut
MaWin schrieb:> OP227, ist nicht Rail-To-Rail, man braucht also eine zusätzliche> negative Spannung, und treibt keine kapazitiven Lasten.
Die benötigt man sowieso um Offsets zu kompesieren. Außerdem sind die
+/- 15V vorhanden.
MaWin schrieb:> und treibt keine kapazitiven Lasten.
Richtig, aber ich habe sie ja auch über die Endstufe und den 10R
entkoppelt.
> man hätte die Steuerspannung gleich runterskalieren können.
Ja, DANN gehts auch wie geplant. Jedoch warum? Wenn ich den Faktor 20
vorher reinnehme indem ich runterskaliere gehts. Wenn ich dagegen denn
Messwert hochskaliere wirds ungenau.
Ich will nur wissen warum das so unsagbar schlecht ist.
Währe coll, wenn Manni nicht gleich wieder ausflippt.
Knut
Knut schrieb:> Ich will nur wissen warum das so unsagbar schlecht ist.
OPV1(Pins 1,2,3) schwingt auf jeden Fall, weil für V=1 und keinerlei
zusätzliche Phasendrehung kompensiert. In der Schaltung aber starke
Phasendrehung durch 100 Ohm + Mosfet und zusätzlich 19-fache Verstärkung
durch OPV2.
Knut schrieb:> Wenn die Spannung nun aber über 4V geht, steigt sie nicht mehr in dem> skalierten Maßstab an, sonder erreicht schon kanpp bei 5V 2,7A.
D.h. zwischen 0V und 4V ist wie gewünscht I=U/4Ω, und für U>4V steigt
der Strom überproportional an?
Wie hoch ist der Strom dann bei U=10V?
> Wenn ich am (-) des Regler messe stelle ich fest, das der Istwert etwas> größer ist als der Sollwert, etwa 20mV.
Bei so einer hohen Differenzspannung müsste ja der Opamp-Ausgang in den
negativen Anschlag bei etwa -13,5V laufen. Tut er das? Sonst ist
vielleicht der Opamp kaputt.
Was hast du mit den Offsetanschlüssen des OP227 gemacht? Offen gelassen?
> Schwingen tut da nichts.
Wie hast du das herausgefunden? Mit dem Oszi? Verhält sich die Schaltung
mit angeschlossenem Oszi immer noch fehlerhaft?
Ansonsten kannst du ja mal die Spannung an allen Knotenpunkten der
Schaltung messen. Da, wo die Spannungen rechnerisch nicht zusammen
passen, ist möglicherweise die Fehlerursache zu suchen.
MaWin schrieb:> Dann sind dort 2 Verstärker nacheinander, die beide kompensiert sind,> wie soll denn das jemals stabil werden? Das verbesser nicht etwa die> Genauigkeit, weil natürlich am Shunt derselbe OpAmp misst wie beim> Vergleich mit der Steuerspannung, man hätte die Steuerspannung gleich> runterskalieren können.
Aus damaliger Unwissenheit heraus hab ich das auch mal probiert und kann
bestätigen: das schwingt! Das Fiese dabei war glaube ich, dass die
Schaltung nicht in jedem Arbeitspunkt schwingt, sondern dass das
Lastabhägig war, wenn ich mich recht erinnere.
@OP: Überprüf also bitte mal mit dem Oszi, ob dein nichtlinearer Bereich
nicht daher kommt, dass der OPV lustig rumwackelt ;-) Mich hatte das
damals auch anfangs überrascht..
Grüße
Christian
> Ich will nur wissen warum das so unsagbar schlecht ist.
Wurde schon geschrieben.
> Währe coll, wenn Manni nicht gleich wieder ausflippt.
Wäre cool, wenn der Knut Verbesserungsvorschläge annehmen
würde statt nur wegen Kritik an seiner Schaltung eingeschnappt
zu sein.
Moin,
also erstmal danke für die Antworten. Ich habe gestern geschrieben das
es sich um einen OP227 handelt. Das falsch gewesen, sorry. Es handelt
sich um eine OPA2227.
Yalu X. schrieb:> D.h. zwischen 0V und 4V ist wie gewünscht I=U/4Ω, und für U>4V steigt> der Strom überproportional an?
Richtig.
> Wie hoch ist der Strom dann bei U=10V?
Kann ich leider nicht testen, der Strom wird zu hoch.
Christian schrieb:> Das Fiese dabei war glaube ich, dass die> Schaltung nicht in jedem Arbeitspunkt schwingt, sondern dass das> Lastabhägig war, wenn ich mich recht erinnere.
Das würde sich ja mit dem von mir beschriebenen Verhalten decken.
Ich werd nochmal sorgfälltig oszillographieren...
Danke schonmal.
Gruß
Knut
Also,
nachdem ich die Werte jetzt etwas angepasst habe, den Messwertverstärker
mit einem Widerstand überbrückt habe (vorher natürlich die Widerstände
des Messwertverstärkers rausgenommemen) funktioniert es einwandfrei.
Ich erreiche eine Genauigkeit von 5mA => 0,2%.
Werde jetzt noch etwas Bauteile wegoptimieren.
Knut
> So wie im Anhang funktioniert es, jedenfalls in der Simulation.
Auch Ina hat offenbar die Beiträge nicht aufmerksam genug gelesen,
um das Problem der Schaltrung verstanden zu haben.
Knut schrieb:> Hier die Endversion. Is einiges Rausgeflogen.
Ja, das ist der klassische Weg ohne Schnickschnack.
Trotzdem (wegen des Erkenntnisgewinns) würde mich interessieren, warum
deine ursprüngliche Schaltung nicht funktioniert hat. Hat sie — entgegen
deiner ursprünglichen Annahme — tatsächlich geschwungen? Oder war da
vielleicht noch ein anderer Effekt, den bisher noch keiner der Beteilig-
ten hier gesehen hat?
Genau die Schaltung kenne ich, als ich mal eine einstellbare Heizung zur
Erwärmungsmessung brauchte -> 200W MOSFET als RL .....
Problematisch war nur die lange Leitung am Gate.
Yalu X. schrieb:> Trotzdem (wegen des Erkenntnisgewinns) würde mich interessieren, warum> deine ursprüngliche Schaltung nicht funktioniert hat.
Die Schaltung begann, wie erwähnt, tatsächlich zu schwingen. Der
Messwertverstärker lieferte das Messsignal natürlich mit einer
Phasenverschwiebung zurück an den I-Regler, dieser wieder began dagegen
anzustinken. Ein Teufelskreis ohne Ausweg. Es ist jedoch bemerkenswert,
dass es erst ab einem gewissen Strom anfing. Ich vermute mal das die
Kennlinie dann begann zu steil für diesen Regler zu werden.
Obige Schaltung erlaubt mir den Stromfluss in gemessenen 500µA Schritten
einzustellen (meine Sollwertquelle hat eine 1mV Rasterung), dafür muss
ich den Sollwert nur um 1-2mV verändern. Also äußerst präzise.
Knut
Knut schrieb:> Die Schaltung begann, wie erwähnt, tatsächlich zu schwingen.
Hast du das irgendwo erwähnt? Dann muss ich es übersehen haben.
Aber auf jeden Fall ist ja nun der Fehler erkannt und behoben :)
>Die Schaltung begann, wie erwähnt, tatsächlich zu schwingen. Der>Messwertverstärker lieferte das Messsignal natürlich mit einer>Phasenverschwiebung zurück an den I-Regler, dieser wieder began dagegen>anzustinken. Ein Teufelskreis ohne Ausweg.
Mit den von dir gewählten Bauteilewerten war deine Schaltung in der Tat
extrem instabil. Das läßt sich in der Simulation schön erkennen. Mit den
von mir verwendeten Zeitkonstanten ergibt die Simulation dagegen ein
sehr stabiles Verhalten mit sauberen, sanften und überschwingungsfreien
Flanken an verschiedenen Punkten der Schaltung bei Rechteckansteuerung.
Dennoch ist es immer ungeschickt zuviel phasendrehende Schaltung in eine
Gegenkopplung zu packen. Vor allem, wenn die Last komplex und
anwendungsveränderlich ist, wird das schnell zum Boomerang: Auf dem
Labortisch mit kurzen Kabeln funktioniert alles einwandfrei, in der
späteren Anwendung mit allen Streukapazitäten und Leitungsinduktivitäten
dann das Desaster...
Achtung, deine Schaltung ist noch nicht optimal: Erhöhe den
Gatewiderstand auf mindestesn 100R, besser 220R.
> Hier die Endversion. Is einiges Rausgeflogen.
Bloss möglichst kein TL052, denn der ist erstens nicht für
grössere kapazitive Lasten gedacht wie der genannnte MC34071,
und er kann zweitens nicht an Masse messen,
braucht also negative Betriebsspannung (die du zwar angeblich
hast, aber sie bringt in der Schaltung keinen Vorteil).
Als Sicherung nimmt man doch besser eine (super)flinke,
denn was soll die träge durchhalten ? Es fliesst wenn
alles richtig ist niemals über 2A, die kann also beim
schnellsten Auslösevermögen bleiben, der Hoffnung, daß
sie schneller ist als der MOSFET abraucht.
>Hier die Endversion. Is einiges Rausgeflogen.
Ähem, Räusper, ich verstehe deinen Eingangsteiler nicht. Durch 20 zu
teilen geht doch viel einfacher: (18k + 1k) und 1k.
Wegen dem Teiler hast du natürlich Recht, da hab ich geschlafen.
Hab's mit nem Pragramm rechnen lassen, statt mit Sinn und Verstand.
Ich werde in Zukunft es trotzdem vermeiden irgendwas aktives in den
Gegenkopplungszweig stecken.
Ich werd mir morgen deinen OPV mal angucken MaWin, wenn der günstig ist
und einen geringen Offset hat ist er wohl besser geeignet.
Knut
Ich bekomm ne Fehlermeldung nach wenigen Sekunden:
>>> Analysis: Time step too small; initial timepoint: trouble with node>>> "u1:1:nvlim1"
Ich hab leider grad nicht die Zeit mir das genauer anzuschaun.
Also, in der Simulation wird auch nochmal deutlich, dass der Verstärker
im Gegenkopplungszweig die Genauigkeit verschlechtert, da dieser seinen
Offset natürlich noch dazupackt und mitverstärkt.
Ich habe diese Schaltung (s.o.) 5x auf einer Platine, erreiche also mit
diesem Cluster eine Genauigkeit bei Nennstrom (der macht auch olle
Offsets), 12,46A. Macht also 40mA zu wenig. Macht aber nichts. Mir
reicht das.
Habe nun einen TL052 drinnen und im Moment noch 10R als
Gatevorwiederstand. Werde es Montag mal mit 220R testen
Schönes WE
Knut
Knut schrieb:> Oh man, danke!!!
Ich habe mir angewöhnt, Net-Names (bzw. die Labels an den Leitungen)
jeweils nur einmal zu definieren und dann per Copy-Paste (F6-Taste) zu
vervielfältigen. Dann erlebt man bei Tippfehlern keine Überraschungen.
>Habe nun einen TL052 drinnen und im Moment noch 10R als>Gatevorwiederstand. Werde es Montag mal mit 220R testen
10R sind grenzwärtig, 220R sind besser.
> 10R sind grenzwärtig, 220R sind besser
Der OpAmp ist halt nicht zum Treiben hoher kapazitiver Lasten gedacht,
wie sein wildes Schwingen laut Datenblatt an 350pF kennzeichnet,
aber es muß ja immer das allerletzte Bauteil aus der Grabbelkiste sein,
statt dass man mal Datenblätter durchforstet...
Apropos Datenblattdurchforsten:
Ich suche gerade den handelsüblichsten (sprich billigsten)
CMOS-OpAmp (also kaum Eingangsstrom, dafür Eingangsschutzdioden
und Rail-To-Rail Ausgang, Eingang zumindest kein phase reversal)
der an ca. 10V Versorgungsspannung sicher 10mA liefert und
sicher vor 20mA strombegrenzt. Der LMC6482 ist mir zu teuer.
Oder dasselbe mit 20mA min und 40mA max.
>danke für die Simulation, werde es auf jedenfalls mal testen. Welches>Programm benutzt du?
Ina benutzt TINA, von Texas Instruments, kostenlos, aber dafür mit recht
eingeschränkten Möglichkeiten.
MaWin schrieb:> Ich suche gerade den handelsüblichsten (sprich billigsten) CMOS-OpAmp
TS912.
> und sicher vor 20mA strombegrenzt.
Eine exakte Strombegrenzung wirst du bei keinem Opamp bekommen. Aber du
kannst den TS512 ja mit einem Widerstand zähmen, wenn dir der
Kurzschlussstrom zu hoch ist.
Danke, den TS912 kenne ich als handelsüblichen R2R OpAmp,
er bringt etwas viel Strom.
Wünschenswert wäre eine Stromlieferfähigkeit, die nicht
mehr als doppelt so hoch ist wie nötig, daher 10mA bis 20mA
für das aufladen eines Kondensators,´bei dem kein Widerstand
wirklich hilft und zu viel Strom einfach nur vergeudet wäre.
Es ist ein abwechselnd gepolter definierter Rechteckimpuls
von 20mA über 20us zu erzeugen, mit Toleranzen von 1:2.
Das geht halt am einfachsten mit einem strombegrenzten push
pull Ausgang.
MaWin schrieb:>> 10R sind grenzwärtig, 220R sind besser>> Der OpAmp ist halt nicht zum Treiben hoher kapazitiver Lasten gedacht,> wie sein wildes Schwingen laut Datenblatt an 350pF kennzeichnet,> aber es muß ja immer das allerletzte Bauteil aus der Grabbelkiste sein,> statt dass man mal Datenblätter durchforstet...
Ja das weiß ich, aber ich will keine großen Sprünge machen, der Regler
soll gan langsam sein. Der TL052 ist nicht aus der "Grabbelkiste"
sondern Preiswert und mit geringerem Offset als der MC XYZ.
Knut
>Ja das weiß ich, aber ich will keine großen Sprünge machen, der Regler>soll gan langsam sein. Der TL052 ist nicht aus der "Grabbelkiste">sondern Preiswert und mit geringerem Offset als der MC XYZ.
Ich verwende den TL052 auch gerne. Trotzdem kann der die etlichen 100pF
Gate-Source-Kapazität eines MOSFETs mit 10R am Ausgang nur äußerst
schlecht handeln. 10R sind eindeutig zu wenig!! Mindestens 100R, besser
noch 220R gehören dahin.
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