Moin, Ich habe eine Verstärkerschaltung gebaut, die aus -+5V mit Hilfe eines LM675 LeistungsOPs eine Spannung von bis zu -+ 10V generiert wird. Der Soll dann sowas wie'n Trafo antreiben. Um nun den Wärmeleitwiderstand für einen passenenden Körper auszurechen (und sowieso zum überprüfen, ob der IC für die benötigte Leistung ausgelegt ist) wollte ich nun mit einem Verbraucher die Leistung bestimmen, die ich dem OP abverlangen muss. Ich bin bis jetzt davon ausgegangen, dass die einfach die Scheinleistung ist, die die Verbraucher aufnehmen, was wahrscheinlich völliger Unsinn ist. Kann mir jemand einen Tip geben? Gruß Johannes
> Ich habe eine Verstärkerschaltung gebaut, die aus -+5V mit Hilfe eines > LM675 LeistungsOPs eine Spannung von bis zu -+ 10V generiert wird. Also hast du den LM675 an Spannungen angeschlossen, wie grösser als -10V/+10V sind, z.B. -15V/+15V. Da der Chip sowohl Wirkleistung als auch Scheinleistung transportieren muß, interessiert nur der Strom. Da ein Trafo auch Strom transformiert, reicht es, die Stromaufnahme der Last zu kennen, und dann mit dem Wirkungsgrad des Trafos zurückzurechnen. Dann kannst du Strom * Betriebsspannung rechnen. Das stimmt zwar nicht, ist aber eine obere Abschätzung. Ein halbe-Betriebsspannung*Strom reicht nur bei ohm'schen Lasten.
Das Datenblatt gibt leider nicht wirklich was her. Eigener Wämewiderstand steht da, nicht aber, wie dieser entsteht. Also rechne ich den Strom aus, der ja komplex ist, und mulitpliziere den dann mit
vielen Dank
Johannes schrieb: > Das Datenblatt gibt leider nicht wirklich was her. Soso.... Ich sehe da z.B. max. Pd = 30W. ;-) Gruß Michael
>Also rechne ich den Strom aus, der ja komplex ist...
Ist er das ? Da der OpAmp weder eine passive Komponente wie eine Spule,
resp Kondenser, noch geschaltet ist, ist der Stom nicht komplex, sondern
reel. Dh wenn der Ausgang 1V @1A in eine ohmsche Last ist, und die
Speisung 12V hat, so ist die Ausgangsleistung 1W(1V*1A) und die
verheizte Leistung 11W(11V*1A) im Idealfall. Wenn die Last nicht Ohmsch
ist, sondern induktiv, oder kapazitiv, oder ohmsch-generatorisch, bewegt
man sich in anderen Quadranten. Es wird aber nie was in die Speisung
zurueckgespiesen, dh der OpAmp kann keine Blindleistung.
Da es sich um eine drei-Kanal Verstärkerschaltung handelt leide ich unter einer Art Platzknappheit und nen Lüfter wolle ich auch möglichst vermeiden. Daher wollte ich mir das selbst ausrechnen. Dabei brauche ich pro Kanal nicht die maximal mögliche Leistung (und möchte das auch nachweisen können) Besten Dank bis jetzt
Amir Troglodym schrieb: >>Also rechne ich den Strom aus, der ja komplex ist... > Ist er das ? Hab ich oben mal angegeben. Was ich vergessen hab ist, dass der Tafo kräfitg streut. Amir Troglodym schrieb: > Wenn die Last nicht Ohmsch > ist, sondern induktiv, oder kapazitiv, oder ohmsch-generatorisch, bewegt > man sich in anderen Quadranten. Es wird aber nie was in die Speisung > zurueckgespiesen, dh der OpAmp kann keine Blindleistung. Aber wo geht der gespeicherte Strom hin, der sich in einer Induktivität aufgebaut hat? Jetzt bin ich völlig verwirrt.
>Aber wo geht der gespeicherte Strom hin, der sich in einer Induktivität
aufgebaut hat? Jetzt bin ich völlig verwirrt.
Der wird niedergekocht. In der Endstufe.
>Was ich vergessen hab ist, dass der Trafo kräfitg streut.
Was bedeutet, dass die Spannung nach dem Trafo stromabhaengig wird. Was
dann im Spannungsregler niedergekocht wird.
Theoretisch könnte auch ein OpAMp zurückspiesen, dann müsste seine Ausgangsbeschaltung aber ein Schiwngkreis mit Güte > 1 sein (und de OpAmp z.B. Freilaufdioden haben). In der Praxis wird die Spannung am OpAmp Ausgang eher im Versorgungsspannungsbereich sein, und damit der OpAmp an der Last hängt, muß dann zumindest einer der Ausgangstransistoren leiten um den Strom entweder einzuspeisen oder rauszuziehen, mit entprechendem Verlust von Strom*Spannung_über_dem_Transistor. Dabei kann wie gesagt bei komplexen Lasten die Spannung an einem solchen Transistor auch mal über halbe_Betriebsspannung liegen. Klar kann man das ausrechnen, aber man wird immer was übersehen. Daher ,wenn man keine Maximalwerte haben will, vielleicht einfach in LTSpice simulieren und sich die Verlustleistung ansehen, oder aufbauen und (mit Infrarotkamera) messen.
Hmm, die Verlustleistung auszurechnen ist doch nicht so schwierig: Die mittlere Verlustleistung Pv im Verstärker ist die mittlere Leistung Pe, die von der Versorgung aufgenommen wird abzüglich der mittleren Leistung Pa, die an die Last abgegeben wird:
Ist die Betriebsspannug symmetrisch (±Ub) und der Eigenverbrauch des Verstärkers vernachlässigbar, ist
Sind zudem Ausgangsspannung und -strom beide sinusförmig, ist
Die Betriebsspannung wirst du kennen, die Spitzenausgangsspannung hast du oben mit 10V angegeben, den Spitzenausgangsstrom kannst du messen, ebenso den Phasenwinkel. Wenn bekannt (z.B. aus dem Datenblatt), kannst du noch den Eigenver- brauch des Opamps hinzurechnen.
> Ist die Betriebsspannug symmetrisch (±Ub) und der Eigenverbrauch des > Verstärkers vernachlässigbar, ist Rechnest du ernsthaft mit Ub-Halbe und dem Betrag des Stroms ?
MaWin schrieb: > Rechnest du ernsthaft mit Ub-Halbe und dem Betrag des Stroms ? Ja, wenn du mit Ub-Halbe die Spannung zwischen +Ub und GND bzw. zwischen GND und -Ub meinst (also die halbe Gesamtbetriebsspannung des Opamp). Überleg dir einfach, von wo nach wo der Strom durch den Opamp fließen kann.
Angehängte Dateien:
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schwing.gif
18 KB
> Überleg dir einfach, von wo nach wo der Strom durch den Opamp > fließen kann. Eben. Da gibt es schon muntere Spannungs/Stromverläufe.
MaWin schrieb: > Da gibt es schon muntere Spannungs/Stromverläufe. Hui, da ringst du dem armen LT1353 aber auch einiges ab, kein Wunder, dass der sich so windet :) Hast du mal im Datenblatt den maximalen Ausgangsstrom nachgeschlagen? Da steht etwas von 13,4mA bei 13V Ausgangsspannung. Bei 10V werden es etwas mehr sein, aber bei dieser Last müssten mehr als 1A(!) fließen. Weil die Signalformen deswegen leicht vom idealen Sinus abweichen, kann man die dritte Formel in meinem vorletzten Beitrag nicht anwenden, die zweite gilt aber auch hier. Ich hab deine Schaltung ebenfalls in LTspice eingegeben und mir den Mittelwert des Betrags des Ausgangsstroms ausgeben lassen: 43,0mA. Da die mittlere Leistung der LC-Last vernachlässigbar ist, fällt dass rechte Produkt der Formel weg, und die mittlere Leistung ergibt sich zu P = 15V · 43,0mA = 645mW LTspice gibt 635mW aus, was ganz gut in der Nähe liegt. Dass LTspice 10mW weniger als nach meiner Formel ausgibt, obwohl der Wert eher höher sein müsste, weil ja noch der Eigenverbrauch des Opamp hinzukommt, ist übrigens weder ein Fehler in meiner Formel noch ein Rundungsfehler von LTspice. Er kommt daher, dass das Opamp-Modell im Gegensatz zu einem echten Opamp offensichtlich interne GND-Verbindungen hat, so dass die Summe aller von außen sichtbaren Anschlussströme nicht mehr 0 ist, wie es der Herr Kirchhoff (und auch ich) gerne hätte. Diese internen GND-Verbindungen trifft man immer wieder bei Spice-Model- len an. Meist wird dabei eine Kapazität, die sich real auf einen der Versorgungsspannungsanschlüsse bezieht, stattdessen auf GND gelegt. Das macht bei niederohmiger DC-Versorgung keinen großen Unterschied und soll wohl die Simulation etwas beschleunigen. Ich finde das trotzdem etwas murksig, weil dadurch wie in diesem Fall schnell Verwirrung ensteht.
Super, das es etwas komplizierter ist, als eine eben über den Daumen gepeilte Rechnungen. Ich werd dann am besten einen Simulation als Nachweis verwenden. Schein wohl die am besten nachzuvollziehne Lösung zu sein. Für den lm675 hab ich auch schon ein Spice-Model gefunden. Danke für die Hilfe. Gruß Johannes
Autsch. Was fuer ein Aufwand. Ich wuerd in erster Naeherung den Absolutwert der Blindleistung der Last als Verlustleistung des Opamp einsetzen und's dann etwa lassen. Und in zweiter Naeherung das Integral anschauen.
Angehängte Dateien:
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poweramp1.gif
61 KB
Hallo Johannes, an dem SPICE-Modell für den LM675 wirst du wahrscheinlich keine Freude haben, wenn du die Verlustleistung simulieren willst, da dieses Modell den Laststrom nicht über die Versorgungs-Pins zieht. Ich habe dir mal ein Beispiel mit einem Universal-Opamp angehängt. Mit dem kannst du die Verlustleistung simulieren. Wenn du die Alt-Taste hältst und den Kursor über ein Bauteil bewegst, dann wird das Mouse-icon zum Thermometer. Dann die linke Maustaste drücken. Jetzt plottet LTspice die Formel für die Leistung. Wenn du im Waveform Viewer mit Ctrl und rechte Maustaste auf diese Leistungsformel klickst, dann wird die mittlere (Verlust-)Leistung angezeigt. Was will man mehr.
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