Operationsverstärker gibt Versorgungsspannung aus

[A. P. (adrian_p)]

Hallo zusammen!

Ich habe eine Schaltung aufgebaut, welche mich eigentlich bei der 
Messung der Stromstärke unterstützen sollte. Um diese zu testen, habe 
ich einen 11 Ohm Schiebewiderstand angeschlossen.

Das Problem: Egal worauf ich den Schiebewiderstand einstelle, der 
Operationsverstärker gibt stur die Versorgungsspannung auf dem OUT-Pin 
aus. In der Theorie (und auch mit dem Circuit Simulator) funktioniert 
die Schaltung ohne Probleme. Die Lötstellen  hab ich auch schon 100mal 
durchgetestet. Die einzelnen Pins des Operationsverstärkers kriegen auch 
die richtige Spannung ab, die Versorgungsspannung und GND funktionieren. 
Nur OUT liefert ständig 4.93V.

Wisst ihr woran es liegen könnte? Den OP hab ich auch schon 
ausgetauscht. An ihm liegt es nicht. Es ist der MCP6041 I/P.

Gruss, AP

PS: Die Schaltung im Circuit Simulator:

http://www.falstad.com/circuit/#%24+1+5.0E-6+10.20027730826997+50+5.0+43%0AR+288+128+288+48+0+0+40.0+12.0+0.0+0.0+0.5%0Ar+288+128+288+192+0+11.0%0Ar+288+192+288+224+0+0.01%0Ar+416+224+336+224+0+100000.0%0Ar+432+272+512+272+0+5000000.0%0Aw+416+224+416+272+0%0Ag+288+224+288+320+0%0AO+512+208+576+208+0%0Aa+432+208+512+208+1+15.0+-15.0+1000000.0%0Aw+336+224+288+224+0%0Aw+432+192+288+192+0%0Aw+432+224+416+224+0%0Aw+512+208+512+272+0%0Aw+432+272+416+272+0%0A

[Michael (Gast)]

Mangow W. schrieb:
> Das Problem: Egal worauf ich den Schiebewiderstand einstelle, der
> Operationsverstärker gibt stur die Versorgungsspannung auf dem OUT-Pin
> aus.

Hast du dabei mal die Spannung deiner Stromversorgung beobachtet. Wenn 
du den Schiebewiderstand auf Minimum stellt, müßten da 1200 A fließen. 
Ich bezweifele, dass deine Leitungen das hergeben ;-)

Aber mal im ernst:
Was mißt du an den OP Eingängen, wenn du deinen Widerstand auf 11 Ohm 
stellst?

[A. R. (redegle)]

Ich sehe da jetzt Schaltungstechnisch auch kein Problem.

Das ganze ist ein invertierender Verstärker und die Spannungsdifferenz 
am 10mohm Widerstand sollte am Ausgang um den Faktor -50 verstärkt 
auftreten.
Der Eingangsstrom von dem Operationsverstärker liegt laut Datenblatt in 
der Größenordnung von wenigen pA also sind die realtiv hohen 
Widerstandswerte in Ordnung.
An den Eingängen kann der Operationsverstärker bis zu 1V außerhalb der 
Versorgungsspannung noch Arbeiten. Das sollte auch kein Problem sein.

Ich würde mal testweise den 10mohm Widerstand etwas größer machen. Z.B. 
auf 1ohm erhöhen und schauen ob es dann wie in der Simulation 
funktioniert. Der Operationsverstärker hat einen Offset an den 
Eingangspins von +/- 3mV. Je nach Strom durch den 10mohm Widerstand wird 
dieser Pegel nicht erreicht.

[A. P. (adrian_p)]

> Aber mal im ernst:
> Was mißt du an den OP Eingängen, wenn du deinen Widerstand auf 11 Ohm
> stellst?

Ich messe folgendes (an den Pins des OP gemessen):

(+) 18.9mV
(-) 6.6mV
VCC 4.93V
OUT 4.93V

Widerstand: 10.9 Ohm

18.9 - 6.6 = 12.3mA   -> *50   = 605mV   -> 1.2A

Das Netzteil zeigt einen Stromverbrauch von 1.1A an. Würde der OP etwas 
anderes machen als einfach die Versorgungsspannung auf OUT zu legen, 
würde alles perfekt funktionieren.

Ich baue gleich mal die Schaltung auf einem Steckboard auf und teste 
dann einen anderen Widerstand (wie von A.R. vorgeschlagen).

Danke für die Antworten

Gruss AP

[Dietrich L. (dietrichl)]

Falscher Widerstandswert (z.B. 10k statt 100k)?

[A. P. (adrian_p)]

Ich habe bereits Tests auf dem Steckboard durchgeführt jedoch mit dem 
gleichen Ergebnis. Dabei habe ich Widerstandswerte 100k und 680k 
(anstatt 5MOhm) sowie 1Ohm ( anstatt 0.01Ohm) benutzt. Immernoch das 
gleiche Resultat.

Welchen Widerstandswert meinst du?

[Helmut S. (helmuts)]

Ist GND vom Opamp auch mit GND vom 10mOhm Widerstand verbunden?
Diese Verbindung wird benötigt.

[Dietrich L. (dietrichl)]

Mangow W. schrieb:
> Welchen Widerstandswert meinst du?

Ich meinte den 100k Deiner Schaltung und ob der Widerstand wirklich den 
Wert hat (-> messen statt Farbringe "übersetzen").

Teste mal mit Strom=0 (d.h. +12V abklemmen).

Sonstiges: nach dummen Fehlern suchen, z.B. + und - Eingänge vertauscht? 
Kurzschluss / Unterbrechung?

Gruß Dietrich

[Peter R. (gelb)]

@ Mangow W.

> (+) 18.9mV
> (-) 6.6mV
> VCC 4.93V
> OUT 4.93V

An (-) sollten bereits fast 100mV liegen, allein verursacht durch den 
Spannungsteiler aus 5M und 100k, wenn der Ausgang auf 5V liegt. Wenn du 
den MCP6041 entfernst und den ehemaligen Ausgang mit 5V versorgst, 
kannst du das nachmessen. Möglicherweise ist er hin.

Den (+) Eingang ohne Vorwiderstand an eine Leitung zu legen, die 
vielleicht versehentlich mal 12V führen kann, kann bei 5V Versorgung 
tödlich sein. Ein Serienwiderstand von 10..100k schadet hier nicht.

Du solltest mal den kompletten Schaltplan zeigen, inklusive Batterie, 
Stromversorgung, Masseverbindungen und Pinnummern des MCP6041.

Grüße, Peter

[A. P. (adrian_p)]

> An (-) sollten bereits fast 100mV liegen, allein verursacht durch den
> Spannungsteiler aus 5M und 100k, wenn der Ausgang auf 5V liegt. Wenn du
> den MCP6041 entfernst und den ehemaligen Ausgang mit 5V versorgst,
> kannst du das nachmessen. Möglicherweise ist er hin.

Ich habe diesen Test gemacht. Dabei ist mir aufgefallen, dass der 
5MOhm-Widerstand und OUT gar nicht richtig verbunden sind. Ich kann 
gerade nicht löten, denke aber, dass das Problem somit mit 99%-iger 
Wahrscheinlichkeit behoben wird. Wenn nicht, werde ich mich hier 
nochmals melden. Aber sonst: VIELEN DANK! Schlussendlich übersieht man 
immer die offensichtlichsten Fehler :)

> Den (+) Eingang ohne Vorwiderstand an eine Leitung zu legen, die
> vielleicht versehentlich mal 12V führen kann, kann bei 5V Versorgung
> tödlich sein. Ein Serienwiderstand von 10..100k schadet hier nicht.

Der OP-Amp ist Teil eines Brushless-Controllers. Sollten da tatsächlich 
mal 12V fliessen, brennen mir zuerst MOSFETs, Sicherungen und evtl. 
sogar MOSFET-Driver durch. Tortzdem kann zusätzlicher Schutz nicht 
schaden. Ist so eine Schaltung okay?

http://www.falstad.com/circuit/#%24+1+5.0E-6+10.20027730826997+39+5.0+43%0AR+192+176+192+96+0+0+40.0+12.0+0.0+0.0+0.5%0Ar+192+176+192+240+0+11.0%0Ar+320+272+240+272+0+100000.0%0Ar+336+320+416+320+0+5100000.0%0Aw+320+272+320+320+0%0Ag+192+272+192+368+0%0AO+416+256+480+256+0%0Aa+336+256+416+256+1+15.0+-15.0+1000000.0%0Aw+240+272+192+272+0%0Aw+336+272+320+272+0%0Aw+416+256+416+320+0%0Aw+336+320+320+320+0%0Ar+256+240+336+240+0+100000.0%0Aw+192+240+256+240+0%0Ar+192+272+192+240+0+0.01%0A

An alle die gepostet haben: Vielen Dank!

Gruss, AP