Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsgesteuerte Stromquelle


von Ralf S. (ralfspill1978)


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Hallo,

ich möchte eine vorhandene spannungsgesteuerte Stromquelle mit LTSpice 
simulieren.
Ich habe am Eingang ein +/-10V Sinus und benötige am Ausgang +/-60V und 
+/-60A Sinus. Die Quelle ist nicht so wichtig, wichtig ist nur, dass sie 
genau das in die Folgeschaltung abgibt( als Folgeschaltung ist im Bild 
einfach mal R4 symbolisch dargestellt)
Habe 2 Ansätze.
1.eine BI.  Kann ich da irgendwie in die Übertragungsfunktion( *6 plus 
etwas Offset) den Innenwiderstand noch mit einbauen, der ja theoretisch 
1 Ohm sein müsste?

2. eine Kombi aus Spannungs-und Stromquelle. Dort sollte ich doch über 
den gesamt Innenwiderstand die Spannung einstellen können?

Irgendwas klappt bei beiden nicht. Ich wäre dankbar für eine Lösung, da 
ich das als Eingang für die eigentlich benötigte Schaltung brauche.
MfG Ralf

: Verschoben durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Ralf S. schrieb:
> Irgendwas klappt bei beiden nicht.

Was soll der Unsinn auch bringen ?

Wenn du eine 15mOhm Last hast, geht für 60A eine Spannungsquelle mit 
0.9V Sinus.

Wenn deine Last UNBEKANNT ist, muss man die Spannung REGELN damit der 
notwendige Strom entsteht.
1
Sine ----|+\
2
0.9V     |  >--Last--+--15mOhm--GND
3
      +--|-/         | 
4
      |              |
5
      +--------------+
Nun muss bloss noch der regelnde OpAmp kräftig genug sein.

von Ralf S. (ralfspill1978)


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Hallo Michael,

danke für deine Antwort.

Ja ich weiß das dass erst mal nach Rotz kling. Aber ich habe nun die 
Anforderung und muss dieser gerecht werden. Was hinten dran hängt an der 
Schaltung ist erst mal egal. Ich brauch eine Quelle mit den 
Ausgangswerten.
Das muss auch erst kein Sinn machen.

MfG Ralf

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Ralf S. schrieb:
> Ja ich weiß das dass erst mal nach Rotz kling. Aber ich habe nun die
> Anforderung und muss dieser gerecht werden.

Dann laß es auch mich noch einmal ganz klar sagen: deine "Anforderung" 
ist so wie du sie hingeschrieben hast, unsinnig. Soll das nun eine 
gesteuerte Spannungsquelle oder eine gesteuerte Stromquelle sein? Du 
kennst den Unterschied?

Beides gleichzeitig geht nicht. Der Zusammenhang zwischen Spannung und 
Strom wird durch die angeschlossene Last vorgegeben. Die Quelle kann nur 
entweder den Strom oder die Spannung (nach)regeln.

von c-hater (Gast)


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Ralf S. schrieb:

> Ja ich weiß das dass erst mal nach Rotz kling. Aber ich habe nun die
> Anforderung und muss dieser gerecht werden.

Nein, musst du nicht. Wenn es physikalischer Rotz ist, mußt du einfach 
sagen, dass es Rotz ist. Du darfst (und solltest in eigenem Interesse) 
es aber natürlich kunden- und OwnManagement-tauglich höflichst 
verbrämen...

Ja ich ich weiss, es kostet schier übermenschliche Selbstbeherrschung, 
offensichtlichen Idioten nicht einfach so in's Gesicht sagen zu dürfen, 
dass sie einfach nur Idioten sind...

von Wolfgang (Gast)


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Ralf S. schrieb:
> Ja ich weiß das dass erst mal nach Rotz kling. Aber ich habe nun die
> Anforderung und muss dieser gerecht werden.

Es sind schon Leute mit todernstem Gesicht zum Wasserspiegelputzen oder 
zum Kielschweinfüttern geschickt worden.

Du musst nicht jeden Unfug kritiklos hin nehmen.

von Achim S. (Gast)


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Ralf S. schrieb:
> ich möchte eine vorhandene spannungsgesteuerte Stromquelle mit LTSpice
> simulieren.

da es sich um ein vorhandenes (reales) Gerät handelt, das jetzt in der 
Simu nachebildet werden soll, wird sich das wahrscheinlich ans Ohmsche 
Gesetz halten und du hast vielleicht einfach die Vorgaben falsch 
verstanden. Könnte es z.B. vielleicht wirklich eine gesteuerte 
Stromquelle sein, die einfach als Maximalwert der Spannung 60V und als 
Maximalwert des Stroms 60A hat? (Was nicht gleichbedeutend ist mit einem 
Innenwiderstand von 1 Ohm.)

Hat das vorhandene Gerät denn eine Typenbezeichnung, über die man evtl. 
ein Gerätemanual finden könnte, oder ist es ein Selbstbau ohne Doku?

Ralf S. schrieb:
> Aber ich habe nun die
> Anforderung und muss dieser gerecht werden.

Dann hinterfrage die Anforderung und kläre, was wirklich damit gemeint 
ist. Anforderungen, die Naturgesetzen widersprechen, kann man nicht so 
richtig gut gerecht werden.

von Ralf S. (ralfspill1978)


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Hallo Achim,

ja ist ein selbstgebautes Gerät, wo ich keinerlei Datenblatt oder 
ähnliches habe.
Du hast aber recht es werde bei diesem Gerät maximal 60A und maximal 60V 
Sinus ausgesteuert. Nicht beides zugleich.
Kann man das mit LTSpice simulieren?
Danke schon mal
MfG Ralf.

von okaner (Gast)


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Ralf S. schrieb:
> Du hast aber recht es werde bei diesem Gerät maximal 60A und maximal 60V
> Sinus ausgesteuert. Nicht beides zugleich.
> Kann man das mit LTSpice simulieren?
Ich hab mir dein asc nicht angesehen - hier wäre ein Bild (png) 
hilfreich - aber die einfachste Lösung besteht in einer Stromquelle 60A 
parallel zu einem Widerstand 1R. Ist äquivalent zu Spannungsquelle 60V 
mit Innenwiderstand (seriell) 1R. Alles anderere läuft auf eine 
nichtlineare Begrenzung hinaus.

von Achim S. (Gast)


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okaner schrieb:
> Alles anderere läuft auf eine
> nichtlineare Begrenzung hinaus.

genau das würde ich von dem Selbstbaugerät erwarten - sonst verdient es 
den Namen Stromquelle wirklich nicht.

Ralf S. schrieb:
> Du hast aber recht es werde bei diesem Gerät maximal 60A und maximal 60V
> Sinus ausgesteuert. Nicht beides zugleich.

Doch: ich würde grade erwarten, dass das Gerät beides gleichzeitig kann. 
Und zwar dann, wenn die Last 1Ohm beträgt.

Wenn die Last 10Ohm beträgt, dann kann die Quelle halt nur 6A liefern - 
weil sie dann schon in die Spannungsbegrenzung von 60V läuft.

Wenn die Last 100mOhm beträgt, dann ist die Maximalspannung halt 6V - 
weil dann schon der volle Strom fließt.

Du solltest klären, ob es sich tatsächlich so verhält oder ob doch etwas 
anderes gemeint ist.

Wenn stattdessen wirklich eine Quelle mit 1 Ohm Innenwiderstand gemeint 
sein sollte, dann bau es so wie von okaner vorgeschlagen.

Ralf S. schrieb:
> Kann man das mit LTSpice simulieren?

Wenn es nur darum geht, das prinzipielle Begrenzungsverhalten zu 
beschreiben, sollte das mit gesteuerten Quelle machbar sein.

Oben mal ein zusammengeklicktes Beispiel, es gibt sicher elegantere 
Wege.

B1 limitiert die Einganngsspannung auf 10V, indem es Vin über eine 
"abgeknickte Kennlinie" weitergibt.
B3 macht aus der limitierten Eingangsspannung einen Strom (der damit 
nicht über 60A sein kann)
B2 sorgt zusammen mit M1 und M2 dafür, dass die Spannung an der Last 
nicht über 60V steigt (indem es ggf. den Strom von B3 übernimmt).

Hat dann natürlich nichts mit dem realen Verhalten deiner Quelle zu tun 
und würde real aufgebaut nicht funktionieren. Aber um in der Simu die 
Grenzwerte deiner Quelle zu demonstrieren, sollte es reichen.

von Ralf S. (ralfspill1978)


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Hallo Achim,

die Sättigung habe ich bereits mit einer BI beschrieben, das ging in 
Abhängigkeit des nach geschalteten Widerstandes, das ist soweit oK.

Könntest du bitte die .asc hochladen, ich bekomm es nicht hin die 
Schaltung nachzubauen.

Tausend Dank schon mal.

MfG Ralf

von Achim S. (Gast)


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Hast du denn inzwischen klären können, wie das tatsächliche Verhalten 
des Geräts ist? Es stehen ja immer noch mehrere Varianten zur 
Diskussion.

Ralf S. schrieb:
> die Sättigung habe ich bereits mit einer BI beschrieben, das ging in
> Abhängigkeit des nach geschalteten Widerstandes, das ist soweit oK.

Bin nicht sicher, wie ich den Hinweis auf die Abhängigkeit vom 
nachgeschalteten Widerstand verstehen soll. Wenn das ganze für einen 
bestimmten festgelegten Lastwiderstand dimensioniert werden kann, ist 
die Sache recht trivial (weil man dann vorab berechnen kann, ob 
Stromlimit oder Spannungslimit relevant ist). Etwas interessanter wird 
es erst, wenn man das Simumodell für "beliebige" Lasten bauen soll.

Ralf S. schrieb:
> Könntest du bitte die .asc hochladen

bitteschön...

Aber wie schon geschrieben:
- wahrscheinlich gibt es elegantere Möglichkeiten das zu modellieren
- bitte nicht glauben, dass das in der Realität so oder so ähnlich 
funktionieren würde. Das funktioniert bestenfalls in der Simu.

von Ralf S. (ralfspill1978)


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Hallo Achim,
 es ist so wie du beschrieben hast:

Doch: ich würde grade erwarten, dass das Gerät beides gleichzeitig kann.
Und zwar dann, wenn die Last 1Ohm beträgt.

Wenn die Last 10Ohm beträgt, dann kann die Quelle halt nur 6A liefern -
weil sie dann schon in die Spannungsbegrenzung von 60V läuft.

Wenn die Last 100mOhm beträgt, dann ist die Maximalspannung halt 6V -
weil dann schon der volle Strom fließt.

Habe deine Schaltung probiert und es funktioniert für die Simu. soweit, 
dass einzige was ich benötige ist ein Sinus. Und wenn ich dein PWM 
ändere kommt bei mir nur Quatsch raus.

Ralf

von Bs (Gast)


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Ich werde einfach nicht schlauer.

Weder, was genau nun "die Anforderungen" sind/wären.
Noch, was das vorh. Gerät nun genau kann oder auch nicht.

Und auch nicht, ob dem TO der Unterschied von CV
(konstante Spannung, Stromlimit wegen der Bauteile)
und CC (konstanter Strom, Spannungslimit wg. d. Teile)
wirklich klar ist.

Lediglich nehme ich bisher an, das Gerät kann entweder:
Sinusförmiger Strom steuert größeren solchen.
Oder: Sinusförmige Spannung steuert selbigen.
...oder aber i. d. Beschreibung beides vertauscht.

Sogar, wenn das mal klar wäre, fehlt noch einiges.

von Ralf S. (ralfspill1978)


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Also, ich hab ein Schaltplan von der Quelle aufgetrieben. Dieses Teil 
würde ich gern simulieren.

von Bs (Gast)


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von Ralf S. (ralfspill1978)


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Morgen,

ja, könnte sein.
Hab es nur kurz gesehen. Aber so könnte es ausgesehen haben.
Kann man das  vereinfacht simulieren?

von Achim S. (Gast)


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Ralf S. schrieb:
> Und wenn ich dein PWM
> ändere kommt bei mir nur Quatsch raus.

Und was konkret bedeutet "Quatsch"? Du muss noch an der Klarheit deiner 
Problembeschreibungen arbeiten ;-)

Bei mir führt ein Sinus genau zu dem, was man erwartet (einem Sinus der 
clippt, sobald 60A oder 60V überschritten werden).

Bs schrieb:
> Ich werde einfach nicht schlauer.
>
> Weder, was genau nun "die Anforderungen" sind/wären.

Er will eine vorhandene spanungsgesteuerte Stromquelle (mit 6A pro Volt 
Eingangsspannung), die ein Stromlimit von 60A und ein Spannungslimit von 
60V hat, simulieren. Dabei kommt es ihm wohl mehr auf das prinzipielle 
Verhalten an und weniger darum, die exakten Schaltungseigenschaften zu 
simulieren.

Ralf S. schrieb:
> Also, ich hab ein Schaltplan von der Quelle aufgetrieben.

Genau dieser Schaltplan war vor einigen Monaten schon mal im Forum. 
Arbeitest du schon länger an der Sache?

von Achim S. (Gast)


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Ralf S. schrieb:
> Und wenn ich dein PWM
> ändere

kleiner Nachtrag: das war übrigens kein "PWM" sondern "PWL" - also ein 
"PieceWise Linear" Spannungsverlauf

von W.A. (Gast)


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Ralf S. schrieb:
> Also, ich hab ein Schaltplan von der Quelle aufgetrieben. Dieses Teil
> würde ich gern simulieren.

Der Plan von deinem Servowatt-Modul zeigt die äußere Beschaltung von dem 
Leistungs-OP, geschaltet als spannungsgesteuerte Stromquelle mit 1.5A/V. 
Die Spannungsbegrenzung resultiert aus der Versorgungsspannung und den 
Innereien des DCP780A und liegt nicht bei +/-60V, sondern bei +50V/-10V.

von Ralf S. (ralfspill1978)


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Danke Achim, ich hab meine Simu korrigiert und noch die Fehler behoben, 
so funktioniert es wie ich es mir vorgestellt habe.
Danke auch an all die anderen und sry wenn es etwas wie Steine schneiden 
war mit mir.
P.S. Ja Achim, über dem ganzen Projekt sitz ich schon länger.

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