Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Regelung Stromqelle Stabilität allgemein


von Christian F (Gast)


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Hallo zusammen,

nachdem ihr mir bei meinem ersten Post so herrvorragend geholfen habt 
und mir dabei u.A. geraten wurde für den Anfang leichter aufzubauende 
Schaltungen anzugehen, hat sich wie durch Zufall eine Gelegenheit 
ergeben. Aber dazu gleich mehr.

Es geht um eine einstellbare elektronische Last mit OP und Mosfet wie in 
http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle beschrieben. 
Ich möchte bevor ich etwas löte wenigstens so einigermaßen darüber 
nachdenken und verstehen. Dabei haben sich Fragen gebildet:
Was gemacht werden soll? Mein Neffe hat so einen Bausatz geschenkt 
bekommen wo verschiedene Modelle per Solarzelle und Solarmotor 
angetrieben werden. War auch kurz nett, aber jetzt ist der Forscherdrang 
geweckt under Wunsch nach "mehr power". Kann ich verstehen denn das 
vorhandene ist wirklich nicht praktikabel zu spielen in Innenräumen.

Was ICH jetzt machen möchte (er ist begeistert und spielt sozusagen mit) 
ist eine Möglichkeit von verschiedenen Solarzellen die Kennlinien bei 
verschiedenen Beleuchtungen aufzunehmen. Wir reden da von 3 Zellen die 
wir uns besorgt haben bis 3W Nennleistung, also reden wir so von maximal 
100 mW wenns gut läuft würde ich schätzen. Zuerst mit Multimetern messen 
dann könnte ich die Messungen per uc machen (da habe ich mehr Ahnung von 
als von Analogtechnik) und zuletzt könnte man ja auch noch weiter 
Automatisieren...




Aber konkret es sind eher allgemeine Fragen fürchte ich.
 Der OP in der Beispielschaltung soll zum Schwingen neigen, speziell 
wenn kapazitiv belastet. Ich habe mir das bisher versucht vorzustellen. 
Dass ein OP mehrere Tiefpässe hat die irgendwann wirksam werden leuchtet 
mir ein. Dass dadurch die Phase je um 90 Grad verschoben wird, leuchtet 
mir nicht direkt ein, kann ich aber durch einen TP akzeotieren. Wenn 
jetzt eine Wechselspanung anliegt und die eine Frequenz hat, die wegen 
der Tiefpässe 180 Grad phasenversatz am Ausgang erzeigt, kommt die 
Gegenkopplung genau falsch an und es liegt ein Oszillator vor... Zu 
simpeles Weltbild? Ihr könnt mir das SEHR GERNE noch einmal korrekter 
mit anderen Worten erklären!
Wenn ich aber lese zur Stabilitätsbetrachtung lege ich einen Sprung an 
den Eingang und beachte den Ausgang. Schwingt der über füge ich ein 
höheres C1 ein. Dann ergeben sich 2 Fragen.

- Einmal bzgl. Sprung: Das ist doch einmalig wo gibt das eine 
Phasenverdrehte Rückkopplung auf den Eingang. Da stehe ich total auf dem 
Schlauch.

- c1: Ich dachte eine kapazitive Belastung des OPs ist der Grund für das 
Schwingen. Großes C, niedrigere TP Grenzfrequenz? Wenn ich C1 einfüge 
hängt doch NOCH ein C am Ausgang?

-Regelung an sich. Da bin ich sehr neugierung und irgendwie auch 
Ehrgeizig. Habt ihr da eine Idee wie ich eine gute Balance zwischen 
hinnehmen von Faustregeln und verstehen hinbekommen kann?


Danke und wenn wir nächstes WE loslegen gibts sicher noch reale Fragen. 
Ich werde das nämlich selber vorher mal ausprobieren mit 13 Jahren ist 
die Geduld begrenzter.


Schon mal wieder herzlichen Dank fürs lesen und helfen!

von ArnoR (Gast)


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Wenn du bitte in Zukunft auf das übel ausschweifende Geschwafel 
verzichten und deine Fragen klar und deutlich stellen würdest...

Christian F schrieb:
> Dass ein OP mehrere Tiefpässe hat die irgendwann wirksam werden leuchtet
> mir ein. Dass dadurch die Phase je um 90 Grad verschoben wird, leuchtet
> mir nicht direkt ein

So ist es aber. Ein Tiefpass (1.Ordnung) hat eine Phasendrehung zwischen 
0...90°.

> Wenn
> jetzt eine Wechselspanung anliegt und die eine Frequenz hat, die wegen
> der Tiefpässe 180 Grad phasenversatz am Ausgang erzeigt, kommt die
> Gegenkopplung genau falsch an und es liegt ein Oszillator vor... Zu
> simpeles Weltbild?

Stimmt so. Allerdings reicht die Phasendrehung allein nicht aus, die 
Verstärkung muss auch >1 sein, damit sich die Sache aufschaukeln kann.

> Wenn ich aber lese zur Stabilitätsbetrachtung lege ich einen Sprung an
> den Eingang und beachte den Ausgang. Schwingt der über füge ich ein
> höheres C1 ein.

> - Einmal bzgl. Sprung: Das ist doch einmalig wo gibt das eine
> Phasenverdrehte Rückkopplung auf den Eingang. Da stehe ich total auf dem
> Schlauch.

Ein Sprung ist auch nichts weiter als ein Gemisch verschiedener 
Frequenzen. Daher kann man gut erkennen, ob eine Frequenz dabei ist, bei 
der die Schwingbedingung (fast) erfüllt ist.
>
> - c1: Ich dachte eine kapazitive Belastung des OPs ist der Grund für das
> Schwingen. Großes C, niedrigere TP Grenzfrequenz? Wenn ich C1 einfüge
> hängt doch NOCH ein C am Ausgang?

Der C liegt aber nicht nach Masse, sonder zum Eingang, er bildet einen 
Bypass zur langsamen Beschaltung des OPV. Das hatten wir gerde heute 
erst. Und auch schon x-fach vorher, einfach mal die Suche benutzen.

Beitrag "Re: Elektronische Last: Frage zur Bestimmung des Feedbacks"

von Lurchi (Gast)


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Mit dem Kondensator C1 in der Schaltung und richtig dimensioniert ist 
die Stromsenke mit OP und MOSFET schon relativ gut stabil gegen 
Schwingungen.

Bei einer fast idealen Induktivität als Last kann die Schaltung trotzdem 
noch instabil werden. Als Gegenmaßnahme eignet sich da ein RC Glied 
parallel zur Last oder dem Mosfet - damit wird der ideale Induktivität 
Verlust hinzugefügt.

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