Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik MOSFET Ansteuerung lange Leitung


von Nico (nico123)


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Hallo,

wie nachteilig ist eine lange Ansteuerleitung von ca. 15cm zu einem 
MOSFET, der im Linearbetrieb arbeitet?
Empfield es sich ein geschirmtes Kabel zu nehmen oder die zwei Adern zu 
verdrillen? Oder ist das Ganze unproblematisch?

Grüße, Nico

von Dogbert (Gast)


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Eine Frage der Frequenz.

Verdrillt ist schon mal gut und dann ein Serienwiderstand direkt am 
Gate.

Das reduziert natürlich den Ausgangswiderstand bei hohen Frequenzen am 
Drain.
Falls das nicht stört den Gatewiderstand entsprechend groß machen, auf 
die Kompensation der negativen Rückkopplung achten und es ist ok.

Kenntnis der Gesamtschaltung würde präzisere Ratschläge natürlich 
erleichtern.

von Nico (nico123)


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Hallo Dagobert,

danke für deine Antwort.
Mit hohen Frequenzen gibts keine Probleme da alles nur mit DC läuft.
Was meinst Du mit Kompensation der negativen Rückkopplung?

Die Schaltung ist eine Stromsenke, also ein MOSFET gesteuert von einem 
OpAmp.

von Ingo (Gast)


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Dogbert schrieb:
> Eine Frage der Frequenz.

Nico ... schrieb:
> MOSFET, der im Linearbetrieb arbeitet?

Eigentlich gibt es da keine großen Probleme, man muss halt den richtigen 
MOSFET haben (geht nicht mit jedem) und dann sollte man das Gate ruhig 
etwas hochohmiger als im Schalterbetrieb ansteuern, 100R...470R sind 
hier zu empfehlen.

Ingo

von Dogbert (Gast)


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Ich meine die Rückkopplung des Opamp.

Wählt man zur Sicherheit einen Gatewiderstand von 470R, so ist mit wohl 
die Einsverstärkung (Verstärkungsbandbreite) des Opamps um ein 
vielfaches höher als die Frequenz bei der die Regelstrecke (der FET) 
mehr als 45 Grad Phasenverschiebung macht.

So ist die Verstärkungsbandbreite des Opamps am besten auf einen Wert 
deutlich unterhalb der 45 Grad Phasenverschiebungsfrequenz der 
Regelstrecke zu reduzieren.

Wie gesagt, an einem konkreten Schalbild wäre es schneller erklärt.

von Nico (nico123)


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von Dogbert (Gast)


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Aha.

Ist genau richtig, R4 mit 470R (aber direkt am Gate, damit der Fet 
selbst nicht evtl. schwingt durch den Aufbau) um den Ausgang des Opamp 
nicht zu stark zu belasten (hohe Freqenzen) und man könnte sich noch 
überlegen ob die Eckfrequenz von 16Khz C1/R1 nicht noch etwas hoch ist 
und C1 zur Sicherheit (da ja DC) auf 10n/100n erhöht wird.

Dann sollte selbst mit schlamping verlegten Kabeln, "verzwickter" und 
volatiler Lastimpedanz, beliebigen opamps und fets nicht viel passieren.

von Nico (nico123)


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Vielen Dank, dann werde ich das mal aufbauen!

von Nico (nico123)


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So, habe das Ganze jetzt mal zusammen gelötet. Funktioniert auch ganz 
gut, nur habe ich bei Strömen ab ca. 500mA ein Schwingen des Stroms. Die 
Frequenz liegt bei 50kHz. Ich habe jetzt 100R vorm Gate (R4) und 10nF 
als C1.
Sollte das nicht von R1/C1 eliminiert werden?
Wie kann ich dem gegen steuern, R1 und C1 vergrößern?

von Michael W. (Gast)


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Dogbert schrieb:
> Aha.
>
> Ist genau richtig, R4 mit 470R (aber direkt am Gate, damit der Fet
> selbst nicht evtl. schwingt durch den Aufbau) um den Ausgang des Opamp
> nicht zu stark zu belasten (hohe Freqenzen) und man könnte sich noch
> überlegen ob die Eckfrequenz von 16Khz C1/R1 nicht noch etwas hoch ist
> und C1 zur Sicherheit (da ja DC) auf 10n/100n erhöht wird.
>
> Dann sollte selbst mit schlamping verlegten Kabeln, "verzwickter" und
> volatiler Lastimpedanz, beliebigen opamps und fets nicht viel passieren.

Ich hänge meine Frage mal an diesen Thread, obwohl ich auch überlegt 
habe, einen neuen aufzumachen...

Ich möchte gerne verstehen, wie diese Beschaltung der Schwingneigung 
konkret entgegenwirkt.

http://www.mikrocontroller.net/articles/Datei:Ksq_opv_mosfet.png

Was ich zu verstehen glaube: Die Gegenkopplung ist bei einer Stromquelle 
mit FET nahezu eins, also darf die Phase dort wo die 
Schleifenverstärkung = 1 wird nicht weniger als -180° betragen.

Was ich nicht verstehe:

1) Viele OPs sind ja schon frequenzgangkompensiert, sodass das 
eigentlich nicht passieren sollte

2)
Was macht das R1, das C und das R4 ? Offenbar ist das ein Tiefpass, der 
dafür sorgt, dass die Schleifenverstärkung schon vor der Transitfrequenz 
des OPs auf 1 sinkt, noch bevor der obige Fall eintritt? Bei sehr hohen 
Frequenzen hat man jedenfalls keine Gegenkopplung mehr vom Ausgang des 
Stromwiderstands auf den Eingang. Es ist aber immer noch eine 
Gegenkopplung vom Ausgang des OPs auf den Eingang ("Impedanzwandler"), 
und das sollte ja dann genauso schwingen...??


Und wie dimensioniere ich R4? Der hat ja nur einen Sinn, wenn man die 
Eingangskapazität C(gs) berücksichtigt - oder?

Spielt bei diesen Betrachtungen die Kapazität C_GD eine Rolle?


Ich kann momentan das Prinzip zwar irgendwie erahnen, aber nicht 
erkennen - kann mir da jemand helfen?

Danke !

von Amateur (Gast)


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>Viele OPs sind ja schon frequenzgangkompensiert, sodass das
>eigentlich nicht passieren sollte

Wahrscheinlich, weil die Hellseher im Urlaub sind. Du kannst einen OP 
noch so perfekt kompensieren, dieses gilt nie für den OP plus umliegende 
Schaltung. Spätestens durch die Gegenkopplung durch R1 und C1 kommen 
Zustände ins Spiel die kein Hellseher oder Konstrukteur vorhersehen 
konnte.

von Michael W. (Gast)


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Amateur schrieb:
>>Viele OPs sind ja schon frequenzgangkompensiert, sodass das
>>eigentlich nicht passieren sollte
>
> Wahrscheinlich, weil die Hellseher im Urlaub sind. Du kannst einen OP
> noch so perfekt kompensieren, dieses gilt nie für den OP plus umliegende
> Schaltung. Spätestens durch die Gegenkopplung durch R1 und C1 kommen
> Zustände ins Spiel die kein Hellseher oder Konstrukteur vorhersehen
> konnte.

Du hast mich nicht verstanden: R1 und C1 haben ja genau die Aufgabe, die 
Schaltung stabil zu machen.
Ich habe noch nicht verstanden, WIE das funktioniert, insbesondere 
welche Rolle der kleine Widerstand spielt, der ja in Serie zur 
Eingangskapazität liegt.

Im übrigen funktioniert ein direkt gegengekoppelter Spannungsfolger auch 
nur deshalb, weil die OPs frequenzgangkompensiert sind, und da schreibt 
man dies ja auch nicht extra dazu. Weshalb benötige ich also bei einem 
MOS Treiber eine solche Eingangsbeschaltung und was bewirkt diese?

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