Hallo Leute. Ich moechte mir eine spannungsgesteuerte Elektronische Last aufbauen. Eingang: Spannung: 1.8-24V Strom: 0-5A also max. 120W. Die Leistung soll über 4xBUZ11 verbraten werden. Der aufbau ist schematisch mit einem BUZ11 im Anhang dargestellt und ich hätte gerne noch Anregungen und Kritik dazu und habe auch noch die ein oder andere Frage. Das ganze soll Mikrocontroller gesteuert werden um einen Konstanten Strom und auch Kostante Leistung einzustellen. In den bisherigen Beiträgen zu den elektronische Lasten wird der Mosfet meist direkt angesteuert; ich möchte aber sehr schnelle Lastwechsel ermöglichen und der TL074 Op-Amp kann auch nicht viel treiben, deswegen schalte ich den Mosfet über einen Emitterfolger mit zwei Transistoren: Ist das so in Ordnung? Weiterhin möchte ich die Regelung komplett abschalten können und die Maximale Leistung aufnehmen um meine Schaltung zu kalibrieren: Dafür soll eine Śtromquelle mit 1A angeschlossen werden und die Trimmer werden passen justiert. Dann fehlen mir noch der Überspannungsschutz und auch ein Überlastschutz: sollten diese Analog oder Digital realisiert werden? [Edit]: Ganz vergessen: Die Kompensation der Op-Amps muss noch dimensioniert werden, kann mir jemand hierzu ein paar Tipps geben? Ich freue mich über Anregungen und Kritik
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Wenn Du für jeden BUZ 11 einen eigenen Regel OPV spendierst, wird das was. Die Bipolarendstufe kannst du weglassen, die TL071 sind eh so langsam das du den Effekt zur Geschwindigkeitssteigerung nicht bemerkst. So erreichst du bei passendem aufbau ca. 50uS Regelzeit Also wenn es was Schnelleres werden soll, dann OP-27 oder schnelleres, ggf. mit Bip-Endstufe. > Weiterhin möchte ich die Regelung komplett abschalten können und die > Maximale Leistung aufnehmen um meine Schaltung zu kalibrieren: IMHO brennt der BUZ 11 schlicht weg, wenn Du die Regleung abschaltest... Also da soltest du noch a bisserl erklären, was es letzltich erbringen soll. > Dann fehlen mir noch der Überspannungsschutz und auch ein > Überlastschutz: sollten diese Analog oder Digital realisiert werden? OVP: analog. OLP: wie du magst. Es fehlen noch: OTP Verpolschutz. > [Edit]: Ganz vergessen: Die Kompensation der Op-Amps muss noch > dimensioniert werden, kann mir jemand hierzu ein paar Tipps geben? Bei mir waren es 330pF. Wenn dir das hilft. Ansonsten schlicht so experimentell ermitteln, das der quasi-periodiche Dämpfungsfall greift. Es ist stark aufbauabhängig.
Andrew Taylor schrieb: >> Weiterhin möchte ich die Regelung komplett abschalten können und die >> Maximale Leistung aufnehmen um meine Schaltung zu kalibrieren: > > IMHO brennt der BUZ 11 schlicht weg, wenn Du die Regleung abschaltest... > Also da soltest du noch a bisserl erklären, was es letzltich erbringen > soll. Ja, da war meine Erklärung ein wenig dünn.. Also: Wenn ich den Calibrate eingang auf Low lege, sperrt der Transistor T9 und somit bekommen die Opamps +12V am pos. Eingang schalten somit die BUZ11 voll durch. Vorher soll an den Klemmen eine Konstantstromquelle mit 1A angeschlossen werden. Über die Trimmer möchte ich dann die Verstärkung der Op-Amps anpassen, damit sich die Last auch gleichmässig auf alle BUZZE verteilt. Das möchte ich aus folgendem einfachen Grund machen: Ich habe noch eine Tüte mit 5W 0R47 Ohm Widerständen die zwar Temperaturstabil sind (sein sollen) aber deren Werte liegen gut gestreut auseinander (5%) OTP sehe ich als überlast an: Wenn U*I > 120 oder T > 90Grad dann schalte mein uC den shutdown pin durch und gibt diesen erst wieder frei wenn ein Taster gedrückt wurde. Der DAC Ausgang ist mit einem TL071 gebuffert, somit auch kurzschlussfest auf unbestimmte zeit. OpAmpKompensation: Ich denke ich werde es mal probeweise mit 330pf aufbauen und mir dann die Steuerspannung am Mosfet mit nem Oszi anschauen und die Werte variieren. Vielen Dank für den Hinweise. [Edit]: Ich bin auch schusselig heute: Ja jeder BUZ bekommt seinen eigenen Regel OPV! Gruß
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Florian Otte schrieb: > ich möchte aber sehr schnelle Lastwechsel > ermöglichen und der TL074 Op-Amp kann auch nicht viel treiben, deswegen > schalte ich den Mosfet über einen Emitterfolger mit zwei Transistoren: > Ist das so in Ordnung? Nein, durch den Totpunkt beim Übergang von einem zum anderen Transistor wird die Regelung nichtlinear und eher instabil. Du betreibst den BUZ im Linearbetrieb und nicht im Schaltbetrieb. Deshalb reicht der Strom des OPs aus, er muss das Gate ja nicht um nehrere Volt umladen sondern in der Regel nur um eine kleine Spannung. Ansonsten hat Andrew schon alles wichtige gesagt. Vor allem, daß du die Regelung für jeden BUZ aufbauen musst incl. dem R102. Als Idee: Du könntest für kleinere Ströme über deinen µC nur eine der 4 Stufen "einschalten" um die dann bei kleinen Strömen präziser stellen/regeln zu können.
Florian Otte schrieb: > Ja, da war meine Erklärung ein wenig dünn.. Also: Wenn ich den Calibrate > eingang auf Low lege, sperrt der Transistor T9 und somit bekommen die > Opamps > +12V am pos. Eingang schalten somit die BUZ11 voll durch. Vorher soll an > den Klemmen eine Konstantstromquelle mit 1A angeschlossen werden. Über > die Trimmer möchte ich dann die Verstärkung der Op-Amps anpassen, damit > sich die Last auch gleichmässig auf alle BUZZE verteilt. > > Das möchte ich aus folgendem einfachen Grund machen: Ich habe noch eine > Tüte mit 5W 0R47 Ohm Widerständen die zwar Temperaturstabil sind (sein > sollen) aber deren Werte liegen gut gestreut auseinander (5%) Verstehe ich jetzt nicht.
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Florian Otte schrieb: > Die Leistung soll über 4xBUZ11 verbraten werden. Ich sehe nur einen. Man kann 4 nicht parallel schalten. Deine Schaltung ist recht merkwürdig dimensioniert. Du lässt 10V am 0.47 Ohm Shunt, also 21A und 210 Watt an ihm verballern. Das "kalibrate" ist durch die Diode und die wohl nicht exakten 12V versaut. Das "shutdown" kann den Strom nicht auf 0 stellen. Die Verstärkung der Spannung am shunt ist bei sowieso schon 10V shunt-Spannung eher überflüssig. Du verwendest steinalte OpAmps, um dann zu unnötigem Aufwand zu kommen: Der TL074 braucht eine negtaive Versorgung von mindestens -5V, und er treiubt nicht zuverlässig hohe kapazitive Lasten. Nimm lieber den MC34074, der ist single supply und kann kapazitive Lasten direkt. 5A bei 4 MOSFETs macht 1.25A pro MOSFET. An einem 0.47 Ohm Widerstand wären das 0.58V, und 0.73W. Dazu teilt man die 0-10V auch auf 0-1.25V per Spannungsteiler und braucht gar keinen zweiten OpAmp. Problem ist die Parallelschaltung. Wenn man dort 4 gleichschnelle Regler verwendet, kann das ganze gegensetig schwinden. Man müsste also die Geschwindigkeit der Regler unterschiedlich machen, durch kleine Kondensatoren an der geeigneten Stelle. Eine knifflige Auslegung weil man nicht einfach 1:10, 10:100, 100:1000 auslegen kann,d as wäre dann für den letzten zu langsam. Elektronische Last: http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.24.1
Udo Schmitt schrieb: > Als Idee: > Du könntest für kleinere Ströme über deinen µC nur eine der 4 Stufen > "einschalten" um die dann bei kleinen Strömen präziser stellen/regeln zu > können. Hallo Udo, darueber hatte ich auch schon nachgedacht und folgenden Probleme gesehen: Ich muesste das Signal vom DAC auftrennen und ueber Analogschalter zu den Laststufen schieben, oder aber ich greife in die Regelkreise der BUZZE ein. Dafuer wuerde ich den neg. Eingang einfach auf V+ ziehen, damit der OPV den BUZ Sperrt. Ich war mir aber nicht sicher wie sich das ganze dann verhaelt, darueber muesste ich nochmal nachdenken. Zum Totpunkt: Dafuer wird das signal vom OPV direkt ueber den 68Ohm Widerstand ans Gate der Mosfets gelegt. Aber ich verzichte vorerst auf den Emitterfolger :) Auch dir danke fuer die Anregungen
Florian Otte schrieb: > Andrew Taylor schrieb: >>> Weiterhin möchte ich die Regelung komplett abschalten können und die >>> Maximale Leistung aufnehmen um meine Schaltung zu kalibrieren: >> >> IMHO brennt der BUZ 11 schlicht weg, wenn Du die Regleung abschaltest... >> Also da soltest du noch a bisserl erklären, was es letzltich erbringen >> soll. > > Ja, da war meine Erklärung ein wenig dünn.. Also: Wenn ich den Calibrate > eingang auf Low lege, sperrt der Transistor T9 und somit bekommen die > Opamps > +12V am pos. Eingang schalten somit die BUZ11 voll durch. Vorher soll an > den Klemmen eine Konstantstromquelle mit 1A angeschlossen werden. Über > die Trimmer möchte ich dann die Verstärkung der Op-Amps anpassen, damit > sich die Last auch gleichmässig auf alle BUZZE verteilt. > > Das möchte ich aus folgendem einfachen Grund machen: Ich habe noch eine > Tüte mit 5W 0R47 Ohm Widerständen die zwar Temperaturstabil sind (sein > sollen) aber deren Werte liegen gut gestreut auseinander (5%) Würde ic hdann eher so lösen: Da jeder BUZ eine eigenen RegelOPV erhält, würde ich die Endstufe auf 110% dimensionierne und je ein Trimmpoti (z.B. 5k) an den Eingang des OPV Reglers legen und so die 4 Stufen auf den Wunschwert (also je 1A ) einmalig abgleichen. Das erspart die Rumgelöte am niederohmigen 0,47 Ohm Shunt, und ein 20gang Trimmer kostet nicht die Welt (4 Stk auch nicht) > > OTP sehe ich als überlast an: > Wenn U*I > 120 oder T > 90Grad dann schalte mein uC den shutdown pin > durch und gibt diesen erst wieder frei wenn ein Taster gedrückt wurde. Überlast wäre aber auch Pv max überschritten -- also deshalb habe ic hda gezielt unterschieden. Wenn du I und Uin der Last mit dem UC überwachst, multiplizierst, Schwellwert setzt: ist das aber auch in den griff zu bekommen. Ich habe das für eine 5A/100V Last mit analog-Multiplizierer gelöst, und das Teil läuft seit 20 Jahren ohne Beschwerden. > > > [Edit]: Ich bin auch schusselig heute: Ja jeder BUZ bekommt seinen > eigenen Regel OPV! Yepp, so wird das was .
Ach, bevor ich es vergesse, das hier fand ich stets hilfreich, dort solltest Du nochmal reinschauen, ist sehr nett erklärt (insbsondere die 4,096A LAst mit der Bestimmung der Frequenzkompensation. http://www.rotgradpsi.de/mc/iconst/index.html
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Udo Schmitt schrieb: >> Das möchte ich aus folgendem einfachen Grund machen: Ich habe noch eine >> Tüte mit 5W 0R47 Ohm Widerständen die zwar Temperaturstabil sind (sein >> sollen) aber deren Werte liegen gut gestreut auseinander (5%) > > Verstehe ich jetzt nicht. Als Beispiel: Keine Verstaerkung in der Rueckkopplung Ein Shunt mit 1Ohm 2. Shunt mit 1.1Ohm dann faellt bei einer Steuerspannung von 1V am ersten Mosfet 1A ab aber am 2. Mosfet wuerden 1.1A abfallen. Das wollte ich mit der variablen Verstaerkung ausgleichen. MaWin schrieb: > Ich sehe nur einen. Man kann 4 nicht parallel schalten. Angehaengt mit 4xBUZ11, jeder BUZ bekommt seinen eigenen Regler MaWin schrieb: > Deine Schaltung ist recht merkwürdig dimensioniert. > > Du lässt 10V am 0.47 Ohm Shunt, also 21A und 210 Watt > an ihm verballern. Das kann ich nicht nachvollziehen. Kannst du mir das noch weiter erklaeren? MaWin schrieb: > Du verwendest steinalte OpAmps, um dann zu unnötigem > Aufwand zu kommen: Der TL074 braucht eine negtaive > Versorgung von mindestens -5V, und er treiubt nicht > zuverlässig hohe kapazitive Lasten. > Nimm lieber den MC34074, der ist single supply und > kann kapazitive Lasten direkt. Ich war mir sicher, den TL072/04.. auch schon in Single Supply anwendungen gesehen zu haben, aber da kann ich mich taeuschen. Da ich grade kein OPV Sortiment habe und die so oder so einkaufen muss, werde ich auf den 34074 umsteigen. Danke
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Der variable Verstärker in der Rückkopplung ist problematisch, das gibt zusätzliche Verzögerungen und erhöht die GBW. Den Abgleich der Empfindlichkeit (0,47 Ohm Widerstand) lieber vor dem OP bei der Spannung zur Ansteuerung. Zwischen OP und MOSFET Gate muss ggf. ein Widerstand, damit die Kompensation wirkt und der OP nicht zu viel reine Kapazitive Last sieht. Solange die schnellen Sprünge von der Lastseite kommen, ist das relativ unkritisch, denn die MOSFETs haben auch so schon eine hohe Ausgangsimpedanz - so ganz viel muss der OP da gar nicht nachregeln.
Florian Otte schrieb: > Angehaengt mit 4xBUZ11, jeder BUZ bekommt seinen eigenen Regler Wie geschildert, man kann 4 gleichschnelle Regler nicht einfach parallel schalten. Regelt der eine wegen zu niedrigem Strom auf, wird die Quelle mehr belastet und der andere, der bus eben gerade glaubte alles wäre in Ordnung, regelt zu, woraufhin der erste noch weiter aufregeln muss und die ganze Chose schwingt. Das mit den 10V am shunt war ein Irrtum meinerseits, due anderen Hinweise aber nicht.
MaWin schrieb: > Wie geschildert, man kann 4 gleichschnelle Regler nicht einfach parallel > schalten. > Regelt der eine wegen zu niedrigem Strom auf, wird die Quelle mehr > belastet und der andere, der bus eben gerade glaubte alles wäre in > Ordnung, regelt zu, woraufhin der erste noch weiter aufregeln muss und > die ganze Chose schwingt. Das habe ich noch im Kopf - nur weiss ich noch keine Loesung und bin grade mit recherche beschaeftigt um dem engegen zu wirken.
Ulrich schrieb: > Zwischen OP und MOSFET Gate muss ggf. ein Widerstand, damit die > Kompensation wirkt und der OP nicht zu viel reine Kapazitive Last sieht. Daher ja OpAmps die schnell sind und trotz kapazitiver Last stabil sind. So was gibt es ja seit 20 Jahren, da muss man nicht unbedingt auf 40 Jahre alte langsame OpAmps zurückgreifen. Trotzdem ist natürlich eine Schleifenkompensation Pflicht, man kann nicht von OpAmp-Ausgang zu OpAmp-Ausgang kompensieren, und dann noch einen unity gain Verstärker, aber es liest ja kein Schwein die von mir verlinkten Artikel.
MaWin schrieb: > ... es liest ja kein Schwein die von mir verlinkten Artikel. Ich bin noch dabei das zu lesen, aber es ist ja grade mal eine Stunde um. 40Jahre sind die tl074 noch auch noch nicht alt - um das zu erreichen haette ich auf einen uA741 zurueckgegriffen!
Florian Otte schrieb: > MaWin schrieb: > > > 40Jahre sind die tl074 noch auch noch nicht alt - um das zu erreichen > haette ich auf einen uA741 zurueckgegriffen! Ich meine ich habe den TL074 schon Bauanleitungen der Zeitschrift "Funkschau" von 1973 gesehen. Wären also 41 Jahre .-) Wenn es ein 40er-Thema wird, suche ich Dir den Artikel raus .-))
Andrew Taylor schrieb: > Ich meine ich habe den TL074 schon Bauanleitungen der Zeitschrift > "Funkschau" von 1973 gesehen. Wären also 41 Jahre .-) > > Wenn es ein 40er-Thema wird, suche ich Dir den Artikel raus .-)) lieber nicht :-) MaWin schrieb: > ... Trotzdem ist natürlich eine > Schleifenkompensation Pflicht, man kann nicht von OpAmp-Ausgang zu > OpAmp-Ausgang kompensieren, und dann noch einen unity gain Verstärker, > aber es liest ja kein Schwein ... Hey MaWin. Ich habe nun deinen Link angeschaut und bin kein stueck weiter gekommen. Auch die uebliche Suche ueber google hat mir nicht geholfen. Wenn ich meine Opamps ueber RC-Netzerke ausbremse, verschieben ich ja nur den Punkt ab wann es schwingt, bzw dann muss ich darauf achten, dass meine Phasenverschiebung dadurch nicht zu gross wird denn sonst schwingen die sofort los -- nach meinem Verstaendnis. So gedacht: + --| \ ----| |-- | \___/ \_______ Mosfet | / \ ___ / - --| / \| |___/ |_____| Leider fehlen mir viele Grundlagen um das auf eigene Faust innerhalb der naechsten paar tage zu loesen - Zumindest befuerchte ich das. Als Alternativen fallen mir ein: - Groessere Mosfets um weniger OPV's verwenden zu koennen - Weniger Leistung - Beide Augen zudruecken und nicht jammern wenns mir um die Ohren fliegt - Du gibst mir nochmal Hilfestellung [edit]: Es geht mir nicht darum, dass mir jemand eine Fertige loesung praesentiert: Mir geht es draum dabei was zu lernen und auch die Grundlagen werde ich mir anlesen. Aber es waere schoen das Projekt zeitnah realisieren zu koennen.
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Florian Otte schrieb: > Wenn ich meine Opamps ueber RC-Netzerke ausbremse, verschieben ich ja > nur den Punkt ab wann es schwingt, Nein. Rx und Cx in meinem Link, hast du ja angeblich gelesen. Ein OpAmp wird optimal schnell ausgelegt und bestimmt damit die insgesamte Regelgeschwindigkeit. Der OpAmp, der MOSFET 2 nachzieht, wird deutlich langsamer kompensiert, dadurch verhindert man das sich gegenseitig Aufschaukeln der Regelungen, aber bekommt trotzdem eine Stromaufteilung zumindest nach 1msec. Der dritte und vierte noch langsamer, nun muss man allerdings schon ins SOA Diagramm gucken, ob es nicht zu langsam wird. Damit nicht der langsamste MOSFET die Regelung bestimmt, wird der Strom von allen gemeinsam gemessen. Dann wird beim aufsteuern zwar der schellste MOSFET erst mal zum vierfachen Strom und Leistung aufgerissen, aber sofort zurückgesteuert wenn der zweite bis vierte MOSFET beginnt seinen Strom zu übernehmen, und so kurz verträgt er es (SOA).
Dein Schwingungsszenario mehrerer paralleler Regler gilt aber nur, wenn alle zusammen einen gemeinsamen Strommessshunt benutzen. Wenn jeder Regler seinen eigenen Strommessshunt hat, dann regeln alle friedlich ihren eigenen Teilstrom aus. Oder übersehe ich jetzt noch was?
Servus, Erstmal, lass dich nicht verrückt machen, ich arbeite mit ähnlichen schaltungstopologie nur úber 100fach parallel mit gesamt strömen von auch mal mehreren 100A und leistungen in der spitze auchmal an und über 100kw an den fets. Ich sehe das wie udo jeder zweig hat sein eigenen op und shunt und das kann und wird schon gehen mit einer auslegung für alle... Im bereich shunt würde ich bei dir nochmal schauen, wenn du den opv in der rückkopplung nur zum justieren der toleranzen nutzt, hast du nominell bei 5v etwas über 10A pro zweig und damit schon gute 50w in den shunts.... gut wenn es dein anliegen ist leistung über source r's zu Verbraten dann teil es auf, einen kleinen präzisen shunt mit wenig leistung in ihm damit Dir die einzelnen shunts durch die thermik nicht zu stark auseinanderlaufen und seperrate source r's in reihe dazu.. die steuerspannung am opv reduzieren und opv's wâhlen mit niedrigen Offset spannung und bias strömen im rahmen gehalten so das sich hier mit den genuzten r's um den opv zu nicht zu hohen offset spannungen kommt, so sind die einzelnen kanäle/zweige von der auslegung her schon passender zusammen und driftenauch weniger über die temp.... Als grobes beispiel, bis 10A, 10mohm shunt, macht 0,1v am und 1w im shunt, offset von 10mv verursacht fehler um 1A...... Allgemein bin ich gut gefahren mit nem drain,source und expilizten guten shunt an dem rückgekoppelt wird pro kanal/zweig... Bei höheren quell spannungen deines lastkreises wird ggf auch noch gut leistung im fet verbraten, als profanes bsp. Netzteil mit 30v 4a mal dauer belasten, pro zweig 1A, macht in deiner aktuellen auslegung am fet knapp 30W. bei etwa 100°C case ist dann zapfenstreich, besser sicherheit einplanen, sagen wir mal 80 grad bei umgebungstemperaturen bis 35°c. Das macht 45K temp delta für 30W, und macht ne kühlung von 1,5K/W nötig... Alleine eine ggf. Isolierte anbindung eines To220 fet an den kühlkörper geht hier auch schon mal mit 0,3-0,5k/w ins budget.... plane ggf. Mehr kanäle oder gar mit anderen fets.. aber wenn es bei umme 120w bleiben soll okay. Ein blick in die safe operating area ist im linear betrieb immer nötig, wobei meine erfahrung hier auch schon richtung papier ist geduldig geht... Gruß flo
Warum zum henker kommt es hier wieder zu so vielen zeilen umbrüchen??? Ich hab schon extra beim eingeben nicht die ganze breite genutzt, bissel mehr als die hälfte der zeilenlänge.. und dennoch total zerrupft das ist doch furchtbar unleserlich. Liegt es daran das ich vom tab schreibe?
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