Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Konstantstromquelle schwingt zu stark


von Maximilian (Gast)


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Hallo zusammen,

ich bräuchte mal ein bisschen Hilfe...

Kurz: Meine Konstantstromquelle schwingt einfach viel zu Stark und ich 
weiß mittlerweile nicht mehr weiter.

Anhand eines Beitrages / Post's von vor 10 Jahren hab ich in meiner 
Schaltung Q1 durch einen BCY58 Transistor ersetzt ( Habe mir gedacht, 
dass U17 die GS-Kapazität nicht handeln kann).

Ich hatte auch zwischen durch eine 1uH Kapazität anstatt des 0R 
Widerstandes verbaut (leider ohne Erfolg).


In meinen Beispiel liegt am Pin 1 von U17A eine Spannung von 1,36V an.

Die Verstärkung von U19A ist dabei:

G = 1 + (49900R / 3600R)
G= 14,8

Der vom Transistor / Mosfet einzustellende Strom beträgt demnach:

U(R12) = 1,36V / 14,8
U(R12) = 92mV

I = 92mV / 12R
I = 7,6mA


Was ich messe ist aber:

U(R12)  = ca. 2.32V Sp-Sp

Ausgangsspannung von U19A (TP3) = Anhang.


Würde mich freuen wenn jemand eine Idee hat.

Gruß
Maximilian

von Stefan S. (chiefeinherjar)


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Müsste C22 nicht vom Ausgang des U19 wieder auf seinen Feedback-Eingang 
gehen? So erschließt sich mir nicht wirklich der Sinn...

von Achim S. (Gast)


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Stefan S. schrieb:
> Müsste C22 nicht vom Ausgang des U19 wieder auf seinen Feedback-Eingang
> gehen?

das macht er. aber damit er wirken kann muss noch ein Widerstand 
zwischen den Ausgang des INA126 und C22. sonst"kämpfen" bei hohen 
Frequenzen einfach die beiden niederohmigen Ausgänge miteinander

von Achim S. (Gast)


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Maximilian schrieb:
> Würde mich freuen wenn jemand eine Idee hat.

wäre es keine Option, den Strom auf der Löwe side zu messen (also nach 
dem Transistor)? einen aktiven Verstärker in der Rückkoppelschleife des 
OPV zu betreiben macht die Sache immer komplizierter.

von Falk B. (falk)


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Maximilian schrieb:
> Hallo zusammen,
>
> ich bräuchte mal ein bisschen Hilfe...
>
> Kurz: Meine Konstantstromquelle schwingt einfach viel zu Stark und ich

Die sollte gar nicht schwingen 8-0

> Anhand eines Beitrages / Post's von vor 10 Jahren hab ich in meiner
> Schaltung Q1 durch einen BCY58 Transistor ersetzt ( Habe mir gedacht,
> dass U17 die GS-Kapazität nicht handeln kann).

Deine Strommmessung ist anders, du hast einen Differenzverstärker. 
Außerdem fehlt der Reihenwiderstand vom Ist-Wert (U19A, Pin 7) zum OPV 
Minus-Eingang (U17A, Pin3). Nimm mal 10k oder so.

> Ich hatte auch zwischen durch eine 1uH Kapazität anstatt des 0R
> Widerstandes verbaut (leider ohne Erfolg).

Dein Regler ist instabil, weil in der Schaltung ein wesentliches Bauteil 
fehlt. Der Längswiderstand ist nötig, damit der Regler-OPV als 
nichtinvertierender Integrator arbeiten kann.

Man braucht nicht unbedingt einen Differenzverstärker für die 
Strommessung, man kann auch den Emitterstrom messen und darauf regeln. 
Wenn man es richtig macht, ist der Fehler durch den Basisstrom sehr 
klein.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Operationsverst.C3.A4rker_und_Transistor

von Udo S. (urschmitt)


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Achim S. schrieb:
> wäre es keine Option, den Strom auf der Löwe side zu messen

Ich gebe Achim völlig recht.
Es ist zumindest für mich unverständlich warum der TO den 
Regeltransistor auf der lowside hat, aber highside misst.

Es gibt natürlich immer mal die Notwendigkeit, dass der Verbraucher fix 
auf Masse sitzen muss, dann muss man highside arbeiten.
Aber das ist ja hier offenbar nicht der Fall.
Mein Tipp wäre den Ina rauszuwerfen und die Standardschaltung in 
Konstantstromquelle zu benutzen.

Ansonsten hast du recht, dass am Ausgang des Ina ein Widerstand fehlt. 
Der Grund für R93(? 1K vom invertierenden Eingang gegen Masse) ist mir 
dagegen nicht ganz ersichtlich.

von Maximilian (Gast)


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Mein Gedanke dabei war es (in Kombination mit einem MOSFET) zu vermeiden 
das sich die U(GS) Spannung bei steigenden Strom durch den 
Spannungsanstieg am Shunt verkleinert. Ich wollte eigentlich eine sehr 
saubere gleichmäßige Verstärkung haben.

Aber ja, wahrscheinlich werde ich darauf zurückkommen. Die Idee mit 
einem Widerstand in Reihe zu C22 hab ich einmal ausprobiert. Macht aber 
keinen Unterschied oder hab ich da etwas falsch verstanden?

von Achim S. (Gast)


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Maximilian schrieb:
> Die Idee mit einem Widerstand in Reihe zu C22 hab ich einmal
> ausprobiert. Macht aber keinen Unterschied oder hab ich da etwas falsch
> verstanden?

der Widerstand muss rein. das heißt aber noch nicht, dass mit dem 
Widerstand automatisch alles funktioniert

von Udo S. (urschmitt)


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Maximilian schrieb:
> in Reihe zu C22

Falsch verstanden.
Er gehört zwischen dem Ausgang des Ina und dem Kondensator und invert. 
Eingang des OPs.

von Achim S. (Gast)


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und nochmal zur Klärung: der Widerstand muss zwischen den Ausgang des 
INA und TP3. hattest du ihn dort?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Falk B. schrieb:
>> Kurz: Meine Konstantstromquelle schwingt einfach viel zu Stark und ich
> Die sollte gar nicht schwingen 8-0
Das war mein erster Gedanke, aber die vermutlich aus der agilen 
Softwareecke kommende Strategie "gut genug reicht auch schon" setzt sich 
leider immer mehr durch.

Maximilian schrieb:
> Habe mir gedacht
Und auch das "selber was ausdenken" setzt sich immer mehr durch.

So eine simple Schaltung wie die hier aus 10 Bauteilen wäre mal der 
beste Kandidat für eine Simulation. Damit könnte man schon mal beweisen, 
dass die Schaltung "theoretisch" funktionieren "könnte". Denn schon 
diese Theorie schafft deine Schaltung nicht. Wie soll sie dann in der 
Praxis funktionieren?

von Achim S. (Gast)


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Achim S. schrieb:
> der Widerstand muss zwischen den Ausgang des INA und TP3. hattest du ihn
> dort?

zu spät: udo war schneller ;-)

von Udo S. (urschmitt)


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von MaWin (Gast)


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Maximilian schrieb:
> Meine Konstantstromquelle schwingt

Bei C22 kein Wunder, was soll ein C zwischen 2 AUSGÄNGEN ?

Der Messwert muss mindestens mit einem R abgetrennt werden, damit C22 
wirken kann.

Deine Last ist zudem eine Spule, damit baut man schöne Oszillatoren wenn 
versucht wird, mit dem Transistor den Strom schneller zu ändern, als der 
Spulenstrom folgen will.

von Udo S. (urschmitt)


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Aber wie gesagt. Völlig unverständlich warum man sich mit dem Ina hier 
zusätzliche Komplexität und ggf. Instabilität einbaut.
Was spricht gegen die Standardschaltung mit OP?

von joste (Gast)


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Der Widerstand darf nicht in Reihe zu C22 (dann bringt er tatsächlich 
nichts)! Der muss direkt an den Ausgang von U19A. C22 geht weiterhin 
direkt von U17A.4 nach U17A.3 (also vom Ausgang zum inv. Eingang)
10k dürfte erstmal passen als Start.

von Peter D. (peda)


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Wie wird denn der INA versorgt?
V+ muß 1V über der Spannung an TP5 liegen.

von Andrew T. (marsufant)


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Inzwischen dürfte der TE oft genug gelesen haben das der Widerstand an 
den Ausgang des INA gehört.

Ebenso, das für ca. 10mA KSQ ein zusätzlicher INA über dem 
Strommeßwiderstand unnötig ist.
Für eine 100A KS-Senke a la Jim Williams dagegen schon  (analog.com, 
AN133)


Kurze Rückmeldung des TE wäre schön.

Der Unterschied statt des FET als Stellelement eine BJT: ca. 0.5% bis 1% 
(je nach Stromverstärkung) ist das der Einfluß des  Basisstromes).

Für Details sehr lesenswert: analog.com AN104.
Stellt die Unterschiede zw. BJT und FET Konstantstrom (senken) gut 
gegenüber. Das man die Senke auch in einer KSQ verwenden kann, sei der 
Vollständigkeit halber gesagt.

die Beispiele dort kann man 1:1 nachbauen, sie funktionieren tadellos 
(wie von jim williams Schaltungen zu erwarten  ,-)

von Maximilian (Gast)


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Vielen Dank an alle!!!

mit 100k zu 10nF funktioniert die Schaltung sehr gut.

An die, die Haarsträubend vor dem Rechner saßen und sich gedacht haben 
"Was sitzt denn da für ein Anfänger" denen kann ich sagen "Ich bin ein 
Anfänger!" (Auszubildender 3LJ).

Auch wenn ich nicht alle Aussagen verstanden habe und sie für mich 
persönlich mehr als Kritik interpretiert habe, kann ich mich nur 
bedanken und meinen Respekt für die ganze Kompetenz hier zum Ausdruck 
bringen.

Ich wünsche allen noch einen schönen Freitag!

Gruß
Maximilian

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Maximilian schrieb:
> mit 100k zu 10nF funktioniert die Schaltung sehr gut.
Und jetzt solltest du dir unbedingt mal überlagen, warum. Denn sonst 
läufst du dauernd in diese Probleme.

Warum ist es schlecht, zwei OP-Ausgänge über einen Kondensator zu 
verbinden? Weil der "Widerstand des Kondensators" (oder besser seine 
Impedanz) mit zunehmender Frequenz kleiner wird. Und so die Ausgänge für 
hohe Frequenzen kurzgeschlossen sind. Und jetzt stell dir einfach mal 
statt des Kondensator eine Drahtbrücke vor. Was macht die Schaltung 
dann? Richtig! Da kann alles Mögliche passieren.

> Auch wenn ich nicht alle Aussagen verstanden habe und sie für mich
> persönlich mehr als Kritik interpretiert habe
Ja. Kritik an sich ist nicht schlecht. Denn eine Schaltung zu 
kritisieren heißt ja auch nicht "jemanden runtermachen" oder "einen 
anständig zusammenfalten". Deshalb sollte man sich auch Kritiktoleranz 
aneignen.

von Andrew T. (marsufant)


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Lothar M. schrieb:
> Deshalb sollte man sich auch Kritiktoleranz
> aneignen.

Kurz: konstruktive Kritik als solche erkennen.

von Falk B. (falk)


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Lothar M. schrieb:
> Deshalb sollte man sich auch Kritiktoleranz
> aneignen.

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

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