Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schutz einer vierquadrantquelle


von Lukas D. (Gast)


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Ich habe mir eine einfache vierquadrantquelle gebaut, die
-+150V kann bis 0.3A. Augangsstufe besteht aus zwei Mosfets, welche die 
Endstufe bilden. Jetzt will ich die ausgangsstufe gegen transienten 
schützen, da ich auch mit schnell wechselnden Spannungen am Ausgang 
rechne, die die Quelle aufgrund ihrer geringen Bandbreite nicht schnell 
genug regeln kann. Außerdem können transiente Spannungen auftreten, die 
kurzzeitig höher sind. Bei einem Versuch habe ich mir die Stufe 
zerstört. Jetzt wäre die Frage, wie genau man schützen kann. Erstmal 
wären zwei Dioden gegen die Versorgung meine Idee.

Allerdings scheint es auch noch durch das gate geschlagen zu sein, was 
durch die gate source Kapazität zu erklären ware. Wie schützt man davor?

von MaWin (Gast)


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Zumindest erst mal eine (12V) Z-Diode direkt zwischen S und G der 
MOSFETs.

von Lukas D. (Gast)


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MaWin schrieb:
> Zumindest erst mal eine (12V) Z-Diode direkt zwischen S und G der
> MOSFETs.

Ich denke das war ein Fehler. Ich hatte eine tvs diode genommen aber für 
30V, die laut Datenblatt das maximum sind. Denke mit 15V wäre man besser 
bedient.

von foobar (Gast)


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> vierquadrantquelle

Finde den Fehler ;-)

von Lukas D. (Gast)


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foobar schrieb:
>> vierquadrantquelle
>
> Finde den Fehler ;-)

Verstehe ich nicht. Was meinst du?

von Lukas D. (Gast)


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Hier mal die Schaltung meiner Quelle. Die Gate Steuerung habe ich in 
etwa aus einer Application Note genommen. Leider funktioniert mit 
ngspice nur die DC Analyse. Transient konvergiert nie.

von Elliot (Gast)


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Lukas D. schrieb:
> Hier mal die Schaltung meiner Quelle.

OMG. Ich brauch´ mehr Pixel!

von Elliot (Gast)


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Lukas D. schrieb:
> Hier mal die Schaltung meiner Quelle.

Q8/R25/R36 kannst du weglassen. Mach mal eine richtige Schaltung mit 
vernünftiger Auflösung und ohne Verzerrung.

von Morti natus es (Gast)


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Lukas D. schrieb:
> foobar schrieb:
>>> vierquadrantquelle
>>
>> Finde den Fehler ;-)
>
> Verstehe ich nicht. Was meinst du?
Gemeint ist wohl, daß der Plural von Quadrant Quadranten heisst.

https://www.duden.de/rechtschreibung/Quadrant

Und vielleicht stört man sich auch an der Bezeichnung 'Quelle'.

https://de.wikipedia.org/wiki/Vierquadrantensteller

von MaWin (Gast)


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Lukas D. schrieb:
> Hier mal die Schaltung meiner Quelle

Hmm, kein Feedback und Basis von Q8 liegt am Emitter, da wird nicht viel 
Strom fliessen, und was macht die Schaltung bei Eingangsspannungen 
zwischen -0.7V bis 0.7V...

von Lukas D. (Gast)


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MaWin schrieb:
> Lukas D. schrieb:
>> Hier mal die Schaltung meiner Quelle
>
> Hmm, kein Feedback und Basis von Q8 liegt am Emitter, da wird nicht viel
> Strom fliessen, und was macht die Schaltung bei Eingangsspannungen
> zwischen -0.7V bis 0.7V...

Verzeihung ich hatte da Widerstände zur Strommessung entfernt und dann 
einen entfernt, der bleiben sollte. Logischerweise gehört an die Basis 
von Q8 einer. Hier nochmal die richtige Schaltung.

von Ist halt ein wahrer Schelm, der gute @foobar. (Gast)


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Morti natus es schrieb:
> Gemeint ist wohl (...)

...sogar beides (und noch etwas mehr). (@foobar seems to <3 irony.)

von Carsten Sch. (Gast)


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Ist halt ein wahrer Schelm, der gute @foobar. schrieb im Beitrag 
#6603484:
> Morti natus es schrieb:
>
>> Gemeint ist wohl (...)
>
> ...sogar beides (und noch etwas mehr). (@foobar seems to <3 irony.)

Wollt ihr euch jetzt den ganzen thread an dem Wort hochgeilen? 
Wenigstens mal einer, der seine ganze Schaltung veröffentlicht.

von Elliot (Gast)


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Lukas D. schrieb:
> Hier nochmal die richtige Schaltung.

Wozu Q5/Q6? Die Mosfets kannst du direkt von den Kollektoren aus 
ansteuern. Die ganze Dimensionierung ist sehr unglücklich gemacht, 
vorsichtig gesagt.

von Elliot (Gast)


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Elliot schrieb:
> Die Mosfets kannst du direkt von den Kollektoren aus ansteuern.

sollte heißen:

"Die Mosfets kannst du direkt von den Kollektoren Q3/Q8 aus ansteuern."

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Ich vermute der Schaltplan ist der Rest einer Audio-Endstufe... was soll 
da an den Ausgang dran? Vielleicht ein Piezo-Ultraschallwandler oder 
sowas?

von Ist halt ein wahrer Schelm, der gute @foobar. (Gast)


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Lukas D. schrieb:
> Denke mit 15V wäre man besser bedient.

Das stimmt auf jeden Fall, vielleicht noch besser 12V Typen.


Deine "Last"/"Quelle" ist hochdynamisch? Darfst Du (/nicht)
verraten, worum genau es sich handelt? (Falls Du "darfst" -
könnte es von Vorteil sein, zu wissen, worum genau es geht.)

Vermutlich hast Du hier eine Art Ausgleich zw. den C_GS von
P- und N-Kanal angestrebt, indem Du einen P-Kanal mit doch
deutlich geringerer Stromtragfähigkeit aussuchtest (was so
ganz ohne Feedback eher nötig zu sein scheint* - aber nicht
völlig geklappt hat, falls das Ziel "gleiche" C_GS war).

(*Scheint, da bis jetzt die Notwendigkeit einer Regelung
absolut nicht feststeht, bei völlig unbekannter Anwendung.)


Wozu genau die weitere Stufe dient, ist auch mir unklar -
ich vermute irgend eine Art "umgestaltete Vorlage". Dabei
stellen sich die Fragen: "Welche war das?" Sowie: "Welche
Veränderungen und/oder Umdimensionierungen geschahen mit
welchen genauen Absichten?"


Hilfreich könnten alle nur möglichen bisher noch fehlenden
Infos sein - natürlich auch Dinge, die ich nicht nannte.

von Helge (Gast)


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D1, D2 sind Z-Dioden?
Der Strom durch Q5, V5 (??), Q6 ist nur 0,25mA. Das ist schwach bei 
Transienten am Ausgang.
Die Eingangsstufe hat ein Loch von >1V, in der die ganze Schaltung 
undefiniert ist. Irgendwie fehlt da die Hälfte rund um die ersten 4 
Halbleiter.

von Lukas D. (Gast)


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V5 ist nur als bias gedacht und in der realen Schaltung ein widerstand. 
Darin wird ebenfalls über einen Spannungsteiler und op rückgekoppelt. 
Das sind dann auch keine Z Dioden. Wie gesagt die DC Simulation 
funktioniert für Eingangsspannungen -10V bis 10V an in. Das ist 
natürlich nichtlinear, wird aber durch den op als Regler aus geregelt. 
Habe ich hier bewusst herausgelassen, da es so schon in der 
transientensimulation nicht läuft.

von Lukas D. (Gast)


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Elliot schrieb:
> Elliot schrieb:
>
>> Die Mosfets kannst du direkt von den Kollektoren aus ansteuern.
>
> sollte heißen:
> "Die Mosfets kannst du direkt von den Kollektoren Q3/Q8 aus ansteuern."

Dann ist da allerdings kein bias drin. Das ganze wird im DC Bereich 
betrieben.

von Elliot (Gast)


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Lukas D. schrieb:
>> "Die Mosfets kannst du direkt von den Kollektoren Q3/Q8 aus ansteuern."
>
> Dann ist da allerdings kein bias drin. Das ganze wird im DC Bereich
> betrieben.

Die Quelle V5 wird selbstverständlich dorthin mitgenommen!

von Der schreckliche Sven (Gast)


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Lukas D. schrieb:
> V5 ist nur als bias gedacht und in der realen Schaltung ein widerstand.

Und so weiter.
Die reale Schaltung ist wie (fast) immer hochgeheim.

von Helge (Gast)


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D1 und D2 als Z-Dioden 12V. V5 nicht nur mit Widerstand, sondern so 
erzeugen. Transistor thermisch an den Kühlkörper. Eine sehr lose 
Kopplung der Gates über Widerstand scheitert bei Transienten am Ausgang.
Bau das so in deine Simu ein und vervollständige die. Mit der 
Eingangsschaltung floatet das ganze, keine Software wird dir einen 
steady state rechnen, wenn die Schaltung in dem Punkt undefiniert 
arbeitet.

von Lukas D. (Gast)


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Der schreckliche Sven schrieb:
> Lukas D. schrieb:
>
>> V5 ist nur als bias gedacht und in der realen Schaltung ein widerstand.
>
> Und so weiter.
> Die reale Schaltung ist wie (fast) immer hochgeheim.

Da ist nichts hoch geheim. V5 ist real einfach ein widerstand. Ich werde 
das mit dem transistor bias mal probieren. Dennoch verstehe ich nicht wo 
und warum die Schaltung undefiniert ist. Q2,Q7 bilden einen simplen 
common base Eingangsimpedanz Wandler.

von Helge (Gast)


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und R5=680, daß wenigstens ca. 1mA fließen. Das ist noch wenig, aber 
schon etwas besser.

von Lukas D. (Gast)


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Dennoch komisch, dass DC Simulation zuverlässig funktioniert aber eine 
Transient Simulation nicht.

von Der schreckliche Sven (Gast)


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Lukas D. schrieb:
> Dennoch komisch, dass DC Simulation zuverlässig funktioniert aber eine
> Transient Simulation nicht.

Da kann auch nicht wirklich wer was dazu sagen, da Du wesentliche 
Details geheim hältst.

Lukas D. schrieb:
> Habe ich hier bewusst herausgelassen,

von Lukas D. (Gast)


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Ich habe jetzt mal etwas weiter simuliert mit dem entsprechenden Regler, 
den ich benutze. Es ist die DC Simulation mit der Ausgangsspannung bei 
Variation der Sollspannung. Die Transientsimulation läuft leider noch 
nicht.

von Rainer V. (a_zip)


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Lukas D. schrieb:
> Ich habe mir eine einfache vierquadrantquelle gebaut

Ich frage mich die ganze Zeit, wieso man sich hier lediglich über das 
dämliche Wort aufgeregt hat. Das Ding ist keine Vierquadrantenquelle! 
Nicht mal eine ordentliche Spannungsquelle und muß sicher zu allerletzt 
vor Transienten am Ausgang (woher die auch immer kämen) geschützt 
werden...
Gruß Rainer

von Holger F. (Gast)


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Klar ist das eine 4 Quadrant Quelle. Warum sollte das auch keine sein? 
Nimm mal Nachhilfe in analoger Schaltungstechnik. Die ausgangsstufe 
findest du, bis auf die komische Gate Ansteuerung in jedem 
Operationsverstärker.

von Lukas D. (Gast)


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Ich will die Quelle vor plötzlich veränderter Spannung am Ausgang durch 
eine aktive last schützen.

von Holger F. (Gast)


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Rainer V. schrieb:
> Lukas D. schrieb:
>
>> Ich habe mir eine einfache vierquadrantquelle gebaut
>
> Ich frage mich die ganze Zeit, wieso man sich hier lediglich über das
> dämliche Wort aufgeregt hat. Das Ding ist keine Vierquadrantenquelle!
> Nicht mal eine ordentliche Spannungsquelle und muß sicher zu allerletzt
> vor Transienten am Ausgang (woher die auch immer kämen) geschützt
> werden...
> Gruß Rainer

Noch was: Dann erkläre uns doch mal was eine vierquadrant Quelle ist 
wenn du hier schon alles besser weißt.

von Holger F. (Gast)


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Da hat Rainer wohl nichts mehr zu sagen.

von Dennis E. (Gast)


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Rainer V. schrieb:
> Lukas D. schrieb:
>
>> Ich habe mir eine einfache vierquadrantquelle gebaut
>
> Ich frage mich die ganze Zeit, wieso man sich hier lediglich über das
> dämliche Wort aufgeregt hat. Das Ding ist keine Vierquadrantenquelle!
> Nicht mal eine ordentliche Spannungsquelle und muß sicher zu allerletzt
> vor Transienten am Ausgang (woher die auch immer kämen) geschützt
> werden...
> Gruß Rainer

Wenn deine Welt aus nur vierquadrantstellern für grobmotoriker besteht 
ist das keine. So eine Schaltung kann dennoch alle Quadranten bedienen. 
Wenn du nur die Bildchen vom arduino kennst dann solltest du dir mal 
ganz schnell Einführung in die Halbleiter schaltungstechnik gönnen.

von Gordon N. (Gast)


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Die Ahnungslosigkeit von Lukas, Rainer und Sven sind schon auf einem 
fragwürdigen level. Warum steuerst du deine Mosfets nicht isoliert mit 
Optokoppler an?

von Gordon N. (Gast)


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Rainer V. schrieb:
> Lukas D. schrieb:
>
>> Ich habe mir eine einfache vierquadrantquelle gebaut
>
> Ich frage mich die ganze Zeit, wieso man sich hier lediglich über das
> dämliche Wort aufgeregt hat. Das Ding ist keine Vierquadrantenquelle!
> Nicht mal eine ordentliche Spannungsquelle und muß sicher zu allerletzt
> vor Transienten am Ausgang (woher die auch immer kämen) geschützt
> werden...
> Gruß Rainer

Rainer kannst du uns wenigstens ein besseres Konzept vorschlagen?

von Der schreckliche Sven (Gast)


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Gordon N. schrieb:
> Die Ahnungslosigkeit von Lukas, Rainer und Sven sind schon auf einem
> fragwürdigen level.

Was soll das?
Der TO hat bei "vollem Bewusstsein" sowohl eine unvollständige 
Schaltung, als auch eine unvollständige Einsatzsituation gepostet.

Die richtige Antwort wurde auch schon gegeben:

MaWin schrieb:
> Zumindest erst mal eine (12V) Z-Diode direkt zwischen S und G der
> MOSFETs.

Und dann hat der TO eine neue Schaltung gepostet, wieder unvollständig.

von Gordon N. (Gast)


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Am 05.03.2021 19:27 hat Lukas eine komplette Schaltung gepostet. Du 
solltest vielleicht einfach mal lesen was hier geschrieben wird. Warum 
D6 überflüssig sein sollte ergibt sich mir auch nicht. Die Schützt 
nämlich vor Spannung am Ausgang, die größer als die Betriebsspannung der 
Schaltung ist. Lässt dann zumindest eine Feinsicherung schmelzen. 
Vielleicht solltest auch du mal Grundlagen lernen, bevor du hier Dinge 
als unnötig bezeichnest.

von Dennis E. (Gast)


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Der schreckliche Sven schrieb:
> Gordon N. schrieb:
>> Die Ahnungslosigkeit von Lukas, Rainer und Sven sind schon auf einem
>> fragwürdigen level.
>
> Was soll das?
> Der TO hat bei "vollem Bewusstsein" sowohl eine unvollständige
> Schaltung, als auch eine unvollständige Einsatzsituation gepostet.
>
> Die richtige Antwort wurde auch schon gegeben:
>
> MaWin schrieb:
>> Zumindest erst mal eine (12V) Z-Diode direkt zwischen S und G der
>> MOSFETs.
>
> Und dann hat der TO eine neue Schaltung gepostet, wieder unvollständig.

Modell für D1, D3 heißt D1. Da hat er einen blöden Modellnamen gewählt 
aber das Modell ist definiert und steht in der geposteten Schaltung. Du 
arbeitest nicht viel mit Schaltungen, oder?

von Helge (Gast)


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Gordon N. schrieb:
> hat Lukas eine komplette Schaltung gepostet

naja, da fehlt aber noch einiges. Zum Beispiel Models echter 
Bauelemente, und die bereits angemerkten Änderungen.

Beitrag #6611231 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Gordon N. (Gast)


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Ja es ist sicher nicht optimal aber Sven soll sich zurückhaltend.

von Der schreckliche Sven (Gast)


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Gordon N. schrieb:
> Warum
> D6 überflüssig sein sollte ergibt sich mir auch nicht.

Diese Diode ist im MOSFET enthalten.
Das ist Grundlagenwissen, um hier blöde Kommentare schreiben zu dürfen.

Dennis E. schrieb:
> Modell für D1, D3 heißt D1. Da hat er einen blöden Modellnamen gewählt
> aber das Modell ist definiert und steht in der geposteten Schaltung.

Warum steht neben dem Diodensymbol nur D1 und D3?

Gordon N. schrieb:
> Sven soll sich zurückhaltend.

Kommt nicht in Frage!

von Gordon N. (Gast)


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Der schreckliche Sven schrieb:
> Gordon N. schrieb:
>
>> Warum
>> D6 überflüssig sein sollte ergibt sich mir auch nicht.
>
> Diese Diode ist im MOSFET enthalten.
> Das ist Grundlagenwissen, um hier blöde Kommentare schreiben zu dürfen.
> Dennis E. schrieb:
>
>> Modell für D1, D3 heißt D1. Da hat er einen blöden Modellnamen gewählt
>> aber das Modell ist definiert und steht in der geposteten Schaltung.
>
> Warum steht neben dem Diodensymbol nur D1 und D3?

Diese Diode muss bei plötzlich änderlicher Spannung nicht zwangsweise 
schnell genug sein. Lern einfach mal spice. Modelle werden per .model 
definiert und dann verwendet. Ich hoffe du bist beruflich comicbuchautor 
und machst nichts mit Schaltungen.

von Der schreckliche Sven (Gast)


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Dennis E. schrieb:
> Modell für D1, D3 heißt D1. Da hat er einen blöden Modellnamen gewählt
> aber das Modell ist definiert und steht in der geposteten Schaltung. Du
> arbeitest nicht viel mit Schaltungen, oder?

Das mit der Antwort hat jetzt ein bißchen gedauert, denn ich habe 
gesucht und gesucht, und bin immer noch nicht fündig geworden.

Ich bin der Meinung, der Ratsuchende sollte den potentionellen Ratgebern 
sein wirkliches Problem schildern. Im Bereich Elektronik mit (wahrem) 
Schaltplan und Aufbau.

von Der schreckliche Sven (Gast)


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Gordon N. schrieb:
> Ich hoffe du bist beruflich comicbuchautor
> und machst nichts mit Schaltungen.

Und ich hoffe, Du bist gescheiteter Student, und verbringst Dein Leben 
als Lagerfuzzi, da richtest Du keinen Schaden an.

von Gordon N. (Gast)


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Der schreckliche Sven schrieb:
> Gordon N. schrieb:
>
>> Ich hoffe du bist beruflich comicbuchautor
>> und machst nichts mit Schaltungen.
>
> Und ich hoffe, Du bist gescheiteter Student, und verbringst Dein Leben
> als Lagerfuzzi, da richtest Du keinen Schaden an.

Ich glaube kaum, dass wir fachlich je miteinander zu tun haben werden. 
Du bist unterste Liga.

von Christoph B. (Gast)


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Lasst euch doch nicht so provozieren. Sven stänkert in vielen threads 
herum und sagt dann nichts mehr. Es bräuchte hier einen anmeldezwang und 
Bewertung für jeden. Dieses Forum ist tot.

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