Hallo! Ich habe mir eine elektronische Last gebaut. Als Last benutze ich zwei 2SK1380 parallel mit je einem 100mR-Shunt. Jetzt ist mir aufgefallen, dass immer wenn ich die Last an eine Spannungquelle anschließe, ein Funken am Steckverbinder entsteht...auch wenn die Last noch nicht aktiv ist (Vgate=0V). Woran liegt das und kann man dem entgegen wirken? Ich schätze mal, dass es mit der Ausgangskapazität der beiden Mosfets zu tun hat. Diese ist ja mit je 5nF ziemlich hoch und stellt im entladenen Zustand einen Kurzschluss da. Kann das der Grund sein? Die Schaltung sieht so aus (nur zwei davon parallel): http://www.mikrocontroller.net/articles/Datei:Ksq_opv_mosfet.png Grüße und schonmal Danke, Nico
Ich hoffe du versorgst den OP getrennt von der Last und nicht durch das (funkende) Netzteil! Hast du vielleicht noch lange Strippen dazwischen die als Induktivität wirken?
Natürlich wird der OP über ein extra Netzteil versorgt! Die Anschlußleitungen sind ca. 10cm, jeweils in der postiven und negativen Zuleitung. Diese sind 6mm² stark.
Gibt es eine Möglichkeit diesem Funkenschlag entgegen zu wirken?
Zunächst fließt kein Strom, der MOSFET wird daher mit einer hohen
Spannung angesteuert. Sein Innenwiderstand ist ungefähr 0 Ohm.
Nun lässt Du den Last-Strom fließen. Durch den Mosfet fließt der höchst
mögliche Strom. Dann beginnt der OP-Amp, den Strom zu regeln. Das dauert
eine gewisse Zeit.
Es wirkt also nicht nur die Kapazität des Mosfets, sondern auch die
Regelcharakteristik der Schaltung. Du hast im Einschaltmoment einen
Kurzschluß. Deine elektronsiche Last wirkt nicht nur wie ein Ohmscher
Widerstand, sondern auch wie ein nicht zu vernachlässigender
Kondensator.
> Gibt es eine Möglichkeit diesem Funkenschlag entgegen zu wirken?
Ja, die Schaltung zu verwerfen und durch eine ganz andere zu ersetzen,
welche eine möglichst geringe Kapazität hat und einen definierten
Einschaltstrom.
Was ist denn der Innenwiderstand der Quelle ? Wenn du da nen Schweißtrafo anschließt ist es halt futsch, wenn du da nur Spannungsquellen anschließt deren Innenwiderstand nicht den maximalen Pulsstrom bzw. der Ganze Aufbau die Pulsenergie verkraftet ist alles gut.
> wenn die Last noch nicht aktiv ist (Vgate=0V).
Zweifel. Wahrscheinlicher ist, dass der OPV als Vorgabe am Eingang
"null" hat, aber bereits am Ausgang aufregelt.
Das solltest du ggfs. mal messen, und dann hier berichten.
Wusel Dusel schrieb: > Zunächst fließt kein Strom, der MOSFET wird daher mit einer hohen > Spannung angesteuert. Sein Innenwiderstand ist ungefähr 0 Ohm. > > Nun lässt Du den Last-Strom fließen. Durch den Mosfet fließt der höchst > mögliche Strom. Dann beginnt der OP-Amp, den Strom zu regeln. Das dauert > eine gewisse Zeit. Die Mosfets wird zum Funkenzeitpunkt mit 0V an Ugs angesteuert und sollte über die Drain-Source-Strecke hochohmig sein!
Uwe schrieb: > Was ist denn der Innenwiderstand der Quelle ? Ich habe mit Labornetzteilen und Bleigelakkus geteset.
Andrew Taylor schrieb: >> wenn die Last noch nicht aktiv ist (Vgate=0V). > > Zweifel. Wahrscheinlicher ist, dass der OPV als Vorgabe am Eingang > "null" hat, aber bereits am Ausgang aufregelt. > > Das solltest du ggfs. mal messen, und dann hier berichten. Gute Idee, das werde ich heute Abend mal mit dem Oszi messen!
Andrew Taylor schrieb: > Zweifel. Wahrscheinlicher ist, dass der OPV als Vorgabe am Eingang > "null" hat, aber bereits am Ausgang aufregelt. kann auch sein... zumal der OP dann an seine Rails läuft, wenn es der bessagte LM358 ist... neigte der dann nicht auch zum umkippen. Kein Strom fließt, Über dem Shunt fällt somit nichts ab - der OP dreht voll auf weil eine Vorgabe noch ansteht. Jetzt kommt Strom vom "Anstecken", OP ist aber immernoch voll aufgedreht. Strom fängt an zu fließen und OP regelt gemäßlich nach... ^^ nur eine Vermutung
Eine KSQ ist keine elektr. Last ! Wie schon bemerkt ,keine Last ,unterbrochene Regelschleife .... mfg
Ich habe mir gerade mal die Innenschaltung (Datenblatt) angesehen. Daraus geht hervor, dass der Ausgang auf High geht, wenn die Spannung am positivem Eingang nahe null Volt ist. Was dabei am negativem Eingang passiert, spielt dann keine Rolle. Der Laststrom kann also gar nicht bis auf (annähernd Null runter geregelt werden.
Hannes schrieb: > kann auch sein... zumal der OP dann an seine Rails läuft, wenn es der > bessagte LM358 ist... neigte der dann nicht auch zum umkippen. Was meinst Du damit? Ich habe einen LM324 im Einsatz, der ist baugleich zum LM358. > Kein Strom fließt, Über dem Shunt fällt somit nichts ab - der OP dreht > voll auf weil eine Vorgabe noch ansteht. Jetzt kommt Strom vom > "Anstecken", OP ist aber immernoch voll aufgedreht. Strom fängt an zu > fließen und OP regelt gemäßlich nach... Wenn kein Strom über den Shunt fließt, dann fällt auch keine Spannung an ihm ab...also bekommt der OP als Rückmeldung 0V. Da die Sollspannung auch 0V beträgt dreht der OP seinen Ausgang natürlich nicht auf.
Beim LM324 verhält es sich ebenso. Die Schwelle liegt bei etwa 1V über GND. Ergo: 1V / 50m Ohm = 20 Ampere Weniger kannst Du nicht regeln. Aber wie gesagt ist die Regelung nicht unendlich schnell, deswegen hast Du kurzzeitig einen viel höheren Strom. > Da die Sollspannung auch 0V beträgt dreht der OP seinen Ausgang > natürlich nicht auf. Falsch. Der OP-Amp funktioniert nur, wenn die Spannung am negativen Eingang über etwa 1V beträgt. Das geht auch aus einem der Diagramme hervor und ergibt sich logisch aus dem Innen-Schaltplan. Bedenke: Wir haben eine einfache Spannungsversorgung.
An welcher Stelle im Datenblatt steht das mit dem 1V? Warum kann ich dann den Strom auf 50mA runter regeln im normalen Betrieb?
Nico ... schrieb: >> Wenn kein Strom über den Shunt fließt, dann fällt auch keine Spannung an > ihm ab...also bekommt der OP als Rückmeldung 0V. Da die Sollspannung > auch 0V beträgt dreht der OP seinen Ausgang natürlich nicht auf. Wenn es ein idealer OPv wäre, würde dies näherungsweise zutreffen. Jedoch 2 Dinge: Du übersiehst: die Eingangsnullspannung (= Offset) des OPV. und die rein kapazitive Rückführung (Integratorproblem).
Nico ... schrieb: > Warum kann ich dann den Strom auf 50mA runter regeln im normalen > Betrieb? Weil dann via Last die Rückkopplungsschelife geschlossen wird.
Okay. Und gibt es keine Möglichkeit dieses Phänomen zu beseitigen außer durch eine bipolare Versorgung des OP?
Nico ... schrieb: > Okay. Und gibt es keine Möglichkeit dieses Phänomen zu beseitigen außer > durch eine bipolare Versorgung des OP? Überleg mal: eine Doppelspannungsversorgung ändert doch aber nix an der offenen Rückkopplungsschleife.
Würde eine Grundlast den Fehler beseitigen? Es muss doch eine Möglichkeit geben! Wie machen das die professionellen Hersteller?
Könnte in die richtige Richtung gehen, muss man probieren. Da Du heute abend doch sowieso die Messung (s.o). machst, versuch es mal mit 220 Ohm/4 Watt.
Ihr habt natürlich wiedermal Recht gehabt! Bei offener Regelschleife, also ohne eine Spannungsquelle, wird der Mosfet voll aufgesteuert. Komischerweise nur einer der beiden Mosfets die parallel geschaltet sind!? Würde ein anderer OP wirklich besser funktionieren?
Was soll mir der Link sagen? Ich habe vor jedem Mosfet einen OP als Treiber.
Guten Morgen! Kann mir bitte Jemand nochmal das Phänomen mit der Eingangsspannung kleiner 1V am invertierenden Eingang erklären? Das Datenblatt wollte mir diese Information nicht preis geben und aus der Innenbeschaltung kann ich das auch nicht "rauslesen". Ist das bei jedem OP so?
Wusel Dusel schrieb: > Falsch. Der OP-Amp funktioniert nur, wenn die Spannung am negativen > Eingang über etwa 1V beträgt. Das geht auch aus einem der Diagramme > hervor und ergibt sich logisch aus dem Innen-Schaltplan. Das ist falsch. Der LM324 und auch der LM358 sind folgenderweise spezifiziert: "Input Common-Mode Voltage Range = 0...V+ -1,5V" Auch die Innenschaltung passt dazu. Folge: die Eingänge funktionieren bis 0V. Gruß Dietrich
Hallo Dietrich, danke für die Bestätigung, so kenne ich den LM324 auch. Also liegt es wohl am positiven Offset des invertierenden Eingangs, richtig!?
Anzunehmen...guck mal in den anderen Thread von "Analogiker: Negative Offsetspannung..." - auch wenn der Threadtitel etwas ungünstig formuliert ist, ist da gezeigt, wie man genau das Problem umgeht.
Hallo Dennis, den Thread habe ich auch schon bemerkt und schreibe fleißig mit. Trotzdem Danke für den Hinweis!
Nico ... schrieb: > Also liegt es wohl am positiven Offset des invertierenden Eingangs, > richtig!? Das kann ich nicht so einfach sagen. Du sagtest zwar: Vgate=0V, aber hast Du das auch gemessen oder nur angenommen? Zur Sicherheit mess mal: 1. ohne Last - Spannung am "+" Eingang - Spannung am "-" Eingang - Spannung am Ausgang 2. dto. mit kleiner (Grund-) Last 3. Was ist das für eine Last, bei der es funkt? Falls auf Grund des Offsets ein kleiner Ruhestrom fließen will, kannst Du mal testweise den "-" Eingang etwas vorspannen (hochohmiger Widerstand zwischen "-" Eingang und pos. Versorgung). Wenn das dann immer noch so ist, kann es vielleicht doch an der Ausgangskapazität des FETs liegen!? Dazu habe ich aber keine praktische Erfahrung. Gruß Dietrich
Dietrich L. schrieb: > 1. ohne Last > - Spannung am "+" Eingang 0,8mV > - Spannung am "-" Eingang 0,1mV > - Spannung am Ausgang 10,5V > 2. dto. mit kleiner (Grund-) Last > - Spannung am "+" Eingang 0,8mV > - Spannung am "-" Eingang 0,8mV > - Spannung am Ausgang 1,65V > 3. Was ist das für eine Last, bei der es funkt? es funkt jedes Mal wenn man eine Spannungsquelle anschließt Scheint also der Offset zu sein. Ich werde das mal mit dem vorspannen des inv. Eingangs ausprobieren.
Nico ... schrieb: >> - Spannung am Ausgang > 10,5V Also war "Vgate=0V" nur eine Hoffnung, keine Tatsache ;-) Hinweis: Bei Fehlersuche im fortgeschrittenem Stadium sollte man nie vermuten und an allem (besonders auch an sich selber) zweifeln.... > Scheint also der Offset zu sein. Ich werde das mal mit dem vorspannen > des inv. Eingangs ausprobieren. Das ist wahrscheinlich die Lösung. Und baue lieber etwas Reserve ein, denn der Offset ist Exemplar- und temperaturabhängig. Gruß Dietrich
Dietrich L. schrieb: > Hinweis: Bei Fehlersuche im fortgeschrittenem Stadium sollte man nie > vermuten und an allem (besonders auch an sich selber) zweifeln.... Man lernt immerwieder dazu... :-) Danke für die Unterstützung!
moin soweit ich mich erinnern kann könnte es sein das der Ausgang des 324 auf über >1V hängenbleibt ...da hilft ein etwas besserer Opv. mfg
Esoteriker schrieb: > soweit ich mich erinnern kann könnte es sein das der Ausgang des 324 auf > über >1V hängenbleibt ...da hilft ein etwas besserer Opv. Ja, wenn er Strom in Richtung 0V aufnehmen muss. Hier würde ein Lastwiderstand am Ausgang helfen. Ein anderer OP ist natürlich bessser, besonders bzgl. Regeleigenschaften bei größerer Gate-Kapazität und niedriger Gate-Threshold-Voltage. Gruß Dietrich
Update: Ich habe jetzt von jedem invertierenden Eingang ein 10MOhm-Widerstand zu einer 2,56V-Referenz eingesetzt. Daraufhin werden die Mosfets jetzt wirklich nicht mehr angesteuert (Ugate=0V) wenn die Last nicht aktiv ist. Trotzdem gibt es immernich einen Funken wenn ich eine Spannungsquelle anschließe. :-(
Und noch eine neue Erkenntnis: Ich habe bei den beiden Mosfets das Gate mit dem Source gebrückt und schon funkt es nicht mehr beim Anschließen einer Spannungsquelle! Irgendwie bringen sich die Mosfets kurzzeitig selbst zum Leiten wenn man eine Spannung an die Drain-Source-Strecke legt. Hat so etwas schonmal Jemand beobachtet? Ein Problem ist auch, dass ich vor den Gates einen 470Ohm Widerstand habe damit die Regelung nicht schwingt. Meine Anschlußleitungen sind nämlich ca. 20cm lang. Brücke ich das Gate mit Source über den 470Ohm Widerstand, funkt es wieder.
@ Nico ... (nico123) >Brücke ich das Gate mit Source über den 470Ohm Widerstand, funkt es >wieder. Du hast soeben die Drain-Gate Kapazität entdeckt. Wenn du pulsartig deine Spannungsquelle mit dem Drain verbindest, spring dessen Spannung sehr schnell hoch. Über die Drain-Gate Kapazität wird dadurch das Gate auch hochgerissen und der MOSFET öffnet. Der 470 Ohm Widerstand ist zu hochohmig, um das Gate "festzuhalten". Versuch mal 47 Ohm.
Hallo Falk, danke für den Denkanstoß. Daran hab ich garnicht gedacht! Wenn ich einen kleineren Gate-Widerstand nehme, dann fängt mir die Last an zu schwingen!
@ Nico ... (nico123) >Hallo Falk, danke für den Denkanstoß. Daran hab ich garnicht gedacht! >Wenn ich einen kleineren Gate-Widerstand nehme, dann fängt mir die Last >an zu schwingen! Das kann man kompensieren, indem man die Kompensation am OPV vergrößert. Allerdings sinkt dann die Regelgeschwindigkeit/Bandbreite.
Falk Brunner schrieb: > Das kann man kompensieren, indem man die Kompensation am OPV vergrößert. > Allerdings sinkt dann die Regelgeschwindigkeit/Bandbreite. Mit Kompensation meinst Du den Tiefpass aus R1/C1? Muss ich die Grenzfrequenz nach oben oder unten setzen? Im moment habe ich 10k/10n drin.
@ Nico ... (nico123) >Mit Kompensation meinst Du den Tiefpass aus R1/C1? Ja. > Muss ich die >Grenzfrequenz nach oben oder unten setzen? Meist nach unten. >Im moment habe ich 10k/10n drin. Na dann probier mal 100n.
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