Mehrstufiger Spannungsimpuls

[Michael M. (indy68)]

Hallo zusammen,


ich stehe gerade ein weinig auf der Leitung. Ich möchte gerne einen 
zweistufigen Spannungsimpuls erzeugen. Hierzu sind zwei Spannungsquellen 
vorhanden (U1 ca. 5-10 V gegen GND und U2 (20-40V gegen GND). Beim 
Setzen des Port-Pin O1 soll das das erste Spannungslevel augegeben 
werden und bei Setzen des Port-Pin O2 soll U2 ausgegeben werden. Die 
gesamte Pulsbreite t2 beträgt 10-20ms und t1 ca. 3-5 ms. Zur Ansteuerung 
nutze ich einen Arduino Due. Der kurzzeitige Strom beträgt ca. 2A-3A. 
Läßt sich das mit FET´s realisieren oder nur mit Schalttranistoren ?

Michael,..,

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Michael Mühr schrieb:
> Der kurzzeitige Strom beträgt ca. 2A-3A.
> Läßt sich das mit FET´s realisieren
Warum nicht? Ein FET ist ja auch nur ein FE-Transistor.

Ich würde hier zwei Schalter bauen: einer schaltet die Spannung U1 
durch, der andere die U2. Und dann würde ich einfach diese beiden 
Spannungen mit zwei Dioden verODERn. Dann kommen zwar schlimmstenfalls 
statt 20V nur 19V heraus, aber evtl. kommt die (unbekannte) Schaltung 
damit klar...

[MaWin (Gast)]

Michael Mühr schrieb:
> Der kurzzeitige Strom beträgt ca. 2A-3A

Also sind Verluste, wie sie bei der Benutzung eines Leistungs-OpAmp wie 
LM675 auftreten würden wenn der aus 30V die 5-10V erzeugt, nicht gut.

Also nutzt man 2 Schalter, sollte aber vermeiden, daß bei 
eingeschalteten 5-10V Strom  in diese hineinfliesst, wenn dann auch 
20-40V dazugeschaltet werden. Das verhindert man normalerweise durch 
eine Diode, die produziert aber einen stromabhängigen Spannungsabfall 
von ca. 1V. Die Frage ist, ob das tolerabel ist, oder ob die 5-10V auf 
0.1V genau hinten wieder raus kommen müssen, oder ob man auch einfach 1V 
mehr einstellen kann und dann mit einer Spannung von (beispielsweise) 8V 
oder 7V je nach Belastung zurechtkommt.

[Pandur S. (jetztnicht)]

Naja. durch dioden werden die spnnungen nicht addiert, sondern nur 
ver-oder-t.
Die richtige Loesung, in Bezug zur Frage, waere zwei MOS Schalter, die 2 
reduzierte Spannungen (U1/4, U2/4) schalten. Diese werden per OpAmp 
addiert und ueber einen Powerbooster in Strom und spannung(* 4) 
verstaerkt.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Jetzt Nicht schrieb:
> durch dioden werden die spnnungen nicht addiert, sondern nur ver-oder-t.
Richtig, übersehen. Das mit dem Addieren wird nicht so einfach...

Aber machen wirs doch mal so: Woher kommen die Spannungen? Was wird 
damit gemacht und warum müssen die addiert werden?

Michael Mühr schrieb:
> Hierzu sind zwei Spannungsquellen vorhanden (U1 ca. 5-10 V gegen GND und
> U2 (20-40V gegen GND).
Man könnte die zweite Spannungsquelle einfach in Reihe zur ersten 
Spannungsquelle schalten, und dann wieder mit Dioden verodern:

                     
           
                                 D2
          o--------------FET2---->|-------.
        |                                 |
    U2  |                                 |  
        v                                 | 
          o---.                           |
              |                           |
              o----------FET1---->|-------o---------o 
              |                  D1               
          o---'                                       |
        |                                             | Uout
    U1  |                                             v
        v
          o-----------------------------------------o
                         GND

[Oleg A. (oga)]

2 x CPC1907B

[Roland L. (Gast)]

Lothar Miller schrieb:
> Jetzt Nicht schrieb:
>> durch dioden werden die spnnungen nicht addiert, sondern nur ver-oder-t.
> Richtig, übersehen. Das mit dem Addieren wird nicht so einfach...
>
> Aber machen wirs doch mal so: Woher kommen die Spannungen? Was wird
> damit gemacht und warum müssen die addiert werden?

lt. TO müssen die Spannungen nicht addiert werden

Michael Mühr schrieb:
> Hierzu sind zwei Spannungsquellen
> vorhanden (U1 ca. 5-10 V gegen GND und U2 (20-40V gegen GND). Beim
> Setzen des Port-Pin O1 soll das das erste Spannungslevel augegeben
> werden und bei Setzen des Port-Pin O2 soll U2 ausgegeben werden.

[Michael M. (indy68)]

Dann kommen zwar schlimmstenfalls
> statt 20V nur 19V heraus, aber evtl. kommt die (unbekannte) Schaltung
> damit klar...

Das ist kein Problem.... auch mit mit den Spannungsverlusten über eine 
Diode klarzukommen. Ich benötige die Schalung um eine Magnetspule 
möglichst schnell anziehen zu lassen (U2) und dann mit U1 zu halten. 
Somit ist das Diagramm nicht ganz korrekt. Von 0V geht die 
Ausgangsspannung auf U2 und nach t1 auf U1 (hold) und dann nach t2 
wieder auf 0V. Eine Reihenschaltung der Spannungsquellen wird nich 
funktionieren, da beide einen gemeinsamen GND haben  (Step-Up 
Converter).

Meine Idee ist im Anhang dargestellt. Geht das so und welche FET´s 
kommen in Frage ?. Bis dato habe ich immer N-FET´s benutzt (Low-Side).
Michael,..,

[Georg (Gast)]

Michael Mühr schrieb:
> Bis dato habe ich immer N-FET´s benutzt (Low-Side).
> Michael,..

Dann müsstest du den für 20 V mit einer Gatespannung von z.B. 25 V 
ansteuern - woher nehmen?

Also besser P-FETs oder PNP.

Georg

[Simpel (Gast)]

Wenn schon ein Step_up vorhanden ist, der die "grosse" Spannung und auch 
Leistung bringt, dann würde ich den so modizieren, dass er mit U2 
beginnt und nach t1 auf U1 runterregelt, bzw. über eine Steuerspannung 
am Sense-Eingang runtergeregelt werden kann.

[Klaus (Gast)]

Michael Mühr schrieb:
> Ich benötige die Schaltung um eine Magnetspule
> möglichst schnell anziehen zu lassen (U2) und dann mit U1 zu halten.

Die Spule mit PWM und einer hohen Spannung ansteuern. Erst voll und dann 
den Dutycycle runtersetzen. Die Frequenz so ansetzen, daß der Strom 
nicht lückt. Das gibts als fertigen Chip DRV120 von Ti, dessen Strom 
wird aber nicht reichen.

MfG Klaus

[HildeK (Gast)]

Lothar Miller schrieb:
> Man könnte die zweite Spannungsquelle einfach in Reihe zur ersten
> Spannungsquelle schalten, und dann wieder mit Dioden verodern:
aber:
Michael Mühr schrieb:
> (U1 ca. 5-10 V gegen GND und U2 (20-40V gegen GND)
also dann besser so:

>                                  D2
>          o---------------FET2---->|-------.
>          |                                |
>          |                                |
>          |                                |
>          |                                |
>          |                                |
>        U2|  o------------FET1---->|-------o---------o
>          |  |                    D1
>          |  |                                       |
>          |  |                                       | Uout
>          |  | U1                                    v
>          v  v
>          o--o---------------------------------------o
>                          GND

Falls der Fall nicht vorkommen sollte, dass beide AUS sind, kann man 
sich FET1 sparen.
Die Dioden liefen einen kleinen Spannungsverlust, aber ohne sie geht es 
in der Schaltung nicht, da es sonst über die FET-Bodydioden eine 
Rückspeisung gibt.