LTSpice und Realität klaffen auseinander

[lego (Gast)]

Hallo,
wie bereits hier beschrieben 
Beitrag "Für was ist diese Doppeldiode"
habe ich eine komische "Rückspeisung". Die angehänte Schaltung habe ich 
in LTSpice simuliert und komme bei der V2 auf Ausgangsspannung 3.1V. 
Soweit so gut. Mit der etwas erhöhten Spannung an an_in von 3.78V kann 
ich auch noch gut leben.
Was mich stutzig macht und ich einfach nicht verstehe ist, warum ich, 
wenn ich diese Schaltung aufbaue (die 3.1V entstehen aus den 9V durch 
Spannungswandler + nachgeschaltener Schutzdiode), dass ich bei an_in 
4.55V messe (bei realen 8.7V und 3.09XV) und bei 3V_out auf 3.9V, obwohl 
der Spannungswandler das ja gar nicht hergibt. Ich habe also quasi eine 
Einpeisung? Kennt jemand sowas und weiß vielleicht über was ich 
gestolpert bin?

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

lego schrieb:
> (die 3.1V entstehen aus den 9V durch Spannungswandler +
> nachgeschaltener Schutzdiode)
Dir ist schon klar, dass diese 3,1V "Spannungsquelle" keinen Strom 
aufnehmen kann? Die (theoretische) Spannungsquelle in LT-Spice kann 
das. Du musst hier also einen Weg finden, dass der Strom, der über D1 
in die Spannungsquelle hineinfließt, nach Masse angeleitet werden 
kann. Belaste mal deine 3,1V Spannungsquelle mit einen 100 
Ohm-Widerstand und miss nochmal...

[HildeK (Gast)]

lego schrieb:
> (die 3.1V entstehen aus den 9V durch
> Spannungswandler + nachgeschaltener Schutzdiode)

Was für einen Spannungswandler hast du verwendet und wie ist die 
'Schutzdiode' verschaltet? Skizze?

Helfen könnte, neben einer entsprechenden Last - wie genannt - auch ein 
synchroner Schaltregler zur Erzeugung der 3.1V, ohne Schutzdiode (je 
nach dem, wie die gelegt wurde).

[lego (Gast)]

HildeK schrieb:
> Was für einen Spannungswandler hast du verwendet und wie ist die
> 'Schutzdiode' verschaltet? Skizze?
>
> Helfen könnte, neben einer entsprechenden Last - wie genannt - auch ein
> synchroner Schaltregler zur Erzeugung der 3.1V, ohne Schutzdiode (je
> nach dem, wie die gelegt wurde).

Anbei die Schaltung wie ich meine Spannungsversorgung erzeuge 
(*_29.png).

Wenn ich mit einer Last simuliere, schaut das ganze schon besser aus.
Siehe *30 und *31.

[Thomas E. (picalic)]

Dann simuliere doch einfach mal den Aufbau, den Du tatsächlich hast! 
Tip: im Ordner "PowerProducts" nach LT1117 suchen...

[HildeK (Gast)]

lego schrieb:
> Anbei die Schaltung

Ja, hatte ich mir fast so gedacht.
Schon der Linearregler alleine ist nicht in der Lage, Strom aufzunehmen, 
die Diode D7 verhindert das noch zusätzlich, die darf auch bei einem 
Synchronregler nicht drin sein. Um den Regler zu schützen, wäre eine 
Diode vom Reglerausgang zum Eingang ausreichend.

Auch fehlt in deiner Simulation entscheidend die Diode D7 aus dem 
Schaltplan. Daher kommt auch die Differenz zwischen Simulation und 
Realität.

Das mit der Last hast du ebenfalls noch nicht ganz richtig verstanden.
Ändere mal die Simulation wie im angehängten Bild. Dort ist R1 die Last, 
die Lothar Miller meinte und D3 die problematische Diode.

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

lego schrieb:
> Wenn ich mit einer Last simuliere, schaut das ganze schon besser aus.
Klar. Sieh dir einfach mal die Stromrichtung an...
Du brauchst für diese Klemmung nämlich keine (Spannungs-)/Quelle/, 
sondern eigentlich eine Senke, die im zweiten Quadranten(**) arbeitet: 
Sie soll einen Strom aufnehmen und dabei die Spannung konstant halten.

Letztlich brauchst du dort also nur einen Shunt-Regler oder eine 
Z-Diode, die den Strom gegen Masse "kurzscließt" bzw. ableitet.

BTW: die Begrenzerschaltung sieht für mich ziemlich umständlich aus. Was 
hängt denn da wo dran? Und auf welche Werte soll das begrenzt werden? 
Oder besser: was muss wovor geschützt werden?

(**)
Siehe dort: http://www.dhs-tools.de/2-4-quadranten-netzgeraete.html

[lego (Gast)]

HildeK schrieb:
> Das mit der Last hast du ebenfalls noch nicht ganz richtig verstanden.
> Ändere mal die Simulation wie im angehängten Bild. Dort ist R1 die Last,
> die Lothar Miller meinte und D3 die problematische Diode.

Ich hab das jetzt mal so nachgebaut, Danke für die Info!
Jetzt schaut das auch bisserl besser aus.

HildeK schrieb:
> Ja, hatte ich mir fast so gedacht.
> Schon der Linearregler alleine ist nicht in der Lage, Strom aufzunehmen,
> die Diode D7 verhindert das noch zusätzlich, die darf auch bei einem
> Synchronregler nicht drin sein. Um den Regler zu schützen, wäre eine
> Diode vom Reglerausgang zum Eingang ausreichend.

Ok. Ich habe das mit der Diode so ähnlich auf nem Schaltplan von STM mal 
gesehen, deswegen dachte ich das passt so.

HildeK schrieb:
> Um den Regler zu schützen, wäre eine
> Diode vom Reglerausgang zum Eingang ausreichend.

Also quasi

OUT(3.3V) ----->|----- IN(9V) ?

[lego (Gast)]

Lothar M. schrieb:
> Letztlich brauchst du dort also nur einen Shunt-Regler oder eine
> Z-Diode, die den Strom gegen Masse "kurzscließt" bzw. ableitet.

Also quasi wie im Anhang?

Das Problem ist ja dann, dass die Spannungsversorgung "variabel" ist. 
Sie kann entweder 3V3, oder eben Schaltbar 9V betragen...
Wenn ich das also quasi so wie im Anhang mache, habe ich auch wenn V1 
3V3 hat auch einen Spannungsteiler und hab nur noch 1V1, anstatt dann 
gewollten 3V3...

[lego (Gast)]

Was ich ja eigentlich haben wollte, nachbauen wollte ist die angehängte 
Abbildung, nur mit dem Unterschied, dass VCC_AVR5V = 3V3 und an ADC_B0 
maximal 3V3 anliegen sollen ( und da kann auch ein externes Device 
Signale "einspeisen", analoge Signale)

[Thomas E. (picalic)]

lego schrieb:
> Was ich ja eigentlich haben wollte, nachbauen wollte ist die angehängte
> Abbildung, nur mit dem Unterschied, dass VCC_AVR5V = 3V3 und an ADC_B0
> maximal 3V3 anliegen sollen ( und da kann auch ein externes Device
> Signale "einspeisen", analoge Signale)

Ist ja kein Problem - kannst Du ohne Änderung so machen. Du musst 
allerdings dafür sorgen, daß Deine 3,3V Spannung immer mit mindestens 6 
mA belastet wird. Sonst hast Du da plötzlich eine viel höhere 
Versorgungsspannung, als 3,3V...

[HildeK (Gast)]

lego schrieb:
> Also quasi
>
> OUT(3.3V) ----->|----- IN(9V) ?

Ja.

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

Thomas E. schrieb:
> Du musst allerdings dafür sorgen, daß Deine 3,3V Spannung immer mit
> mindestens 6 mA belastet wird. Sonst hast Du da plötzlich eine viel höhere
> Versorgungsspannung, als 3,3V...
Ich würde einfach den R54 z.B. auf 2k2 erhöhen.

lego schrieb:
>> Was ich ja eigentlich haben wollte
Das hat nicht viel mit dem zu tun, was lego schrieb:
>>> Wenn ich das also quasi so wie im Anhang mache
Du hast da eigentlich relevante Teile weggelassen (z.B. den AVR, der 
durch seine eigene Stromaufnahme hoffentlich dafür sorgt, dann seine 
eigene Spannung nicht über 5V steigt) und damit Nonsens simuliert...

[lego (Gast)]

Thomas E. schrieb:
> Ist ja kein Problem - kannst Du ohne Änderung so machen. Du musst
> allerdings dafür sorgen, daß Deine 3,3V Spannung immer mit mindestens 6
> mA belastet wird. Sonst hast Du da plötzlich eine viel höhere
> Versorgungsspannung, als 3,3V...

HildeK schrieb:
> lego schrieb:
>> Also quasi
>>
>> OUT(3.3V) ----->|----- IN(9V) ?
>
> Ja.

Lothar M. schrieb:
> lego schrieb:
>>> Was ich ja eigentlich haben wollte
> Das hat nicht viel mit dem zu tun, was lego schrieb:
>>>> Wenn ich das also quasi so wie im Anhang mache
> Du hast da eigentlich relevante Teile weggelassen (z.B. den AVR, der
> durch seine eigene Stromaufnahme hoffentlich dafür sorgt, dann seine
> eigene Spannung nicht über 5V steigt) und damit Nonsens simuliert...


Danke schonmal für die Antworten. Ich hab jetzt erstmal noch Vorlesung 
und melde mich dannach oder morgen nochmal!

Als Laie mit erweiterten Kentnissen denkt man sich halt manchmal "Ja das 
ist eigentlich so ähnlich"... Tja nicht so viel denken, mehr sagen (an 
mich selber).

Also schonmal vielen Dank, ich probier das später noch aus und meld mich 
dann nochmal!

[lego (Gast)]

Sodala...
Ich hab jetzt

Thomas E. schrieb:
> Ist ja kein Problem - kannst Du ohne Änderung so machen. Du musst
> allerdings dafür sorgen, daß Deine 3,3V Spannung immer mit mindestens 6
> mA belastet wird. Sonst hast Du da plötzlich eine viel höhere
> Versorgungsspannung, als 3,3V...

sichergestellt, indem ich einen 100 Ohm Widerstand parallel zum Rest 
geschalten und schon funktionierts.
Ich hab das jetzt auch verstanden (zumindest soweit das ichs in Zukunft 
wiederverwenden kann) und weiß warum mein ganzer Kram keine 6mA 
gebraucht hat...
Wie auch immer.

Danke an Lothar, er hat mir ja schon diverse male mit VHDL geholfen.

Danke an Hilde und Thomas für die Hinweise:)

Kaum macht mans richtig, schon funktionierts ;)