Den richtigen OP für meine Anwendung finden: Einen Netzteil Längs-FET treiben

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FlexBen
Stammgast
#1 erstellt: 24. Okt 2009, 22:37
Hallo DIYer,

ich brauch mal eure Erfahrung :D.
Ich suche einen OP, mit dem ich das Gate eines MOSFET treiben kann (=> kapazitive Last), der als Längstransistor in einem Netzteil arbeitet.
Der OP kommt in der Schaltung zwei mal zum Einsatz (je einmal in positiver und negativer Rail), und wird jeweils gegen Masse versorgt: Einmal zwischen -25 und 0V, eimal zwischen 0V und +25Volt.
Die Ausgangsspannung muss bis etwa 4V vor die Supply Voltage gehen.

Kann ich da einen Standart-OP nehmen, der mit +-15V oder 30V Supply Voltage spezifiziert ist? Oder gibt es da einen besonders geeigneten oder praxisbewährten Typ?

Viele Grüße,
Ben
tiki
Inventar
#2 erstellt: 25. Okt 2009, 14:57
Hallo,
was heißt das?
Die Ausgangsspannung muss bis etwa 4V vor die Supply Voltage gehen.


Das Gate des Längs-FET (im P-Zweig ein P-Kanal) treibt ein Transistor nach Masse, der wegen der nur geringen Steuerspannung gegen Masse leicht per OP anzusteuern ist.

Gleich noch eine weitergehende Frage von mir:
Ich habe ein solches spannungsgesteuertes duales Netzteil vorliegen (mit AD712 und FET als Treiber), dessen Brummunterdrückung nur etwa -45dB erreicht. Die Ausgangsspannung muß aus (Personen-)Sicherheitsgründen innerhalb 1ms auf Null schaltbar(stellbar) sein, deshalb verbieten sich große Zeitkonstanten innerhalb und nach der Regelschleife. Versuche, die Schleifenverstärkung zu erhöhen, führten zur Instabilität bei (Steuer-)Spannungsänderungen.
Meine nicht sonderlich elegante Idee besteht in einem langsamen Vorregler und einem schnellen Nachregler. Kann amn das besser/einfacher lösen?

Danke!
FlexBen
Stammgast
#3 erstellt: 25. Okt 2009, 20:44
Hallo Timo,


Das ist die ganze Schaltung (bis auf den Sanftanlauf, siehe hier, aber die Schaltung kennst du ja, ist ja von dir ).
Der zweite OP in Unity Gain ist sicherlich Geschmackssache...

Der OP steuert ja die Gate-Source-Spannung (U_gs), und Source liegt immer auf +15 bzw -15 Volt. Damit das Gate gut öffnen kann brauchts so 5V U_gs, also 20V Gatespannung gegen Masse. Bei ca 24-25V vor dem FET (von da wird der OP versorgt, Label "1+" und "1-") sind das also 4-5 Volt bis zur Versorgungsspannung.

Zu deiner Frage mit der Stabilität: Wie bei der Schaltung oben müsste da eigentlich helfen, das Feedback frequenzabhängig zu machen (Hier C7 und C8). Hohe Fehlerverstärkung bei der Frequenz zur Brummunterdrückung, niedrige Verstärkung bei der Frequenz mit Schwingneigung. Wie immer beim Feedback muss man halt auf die Phase achten. für die 1ms-Abschaltung würde ich dann nur kurzschlussfeste (Folien-)Kondis nehmen und für ne "Notabschaltung" die Längsregler sperren lassen und die Ausgangs-Kondis über einen weiteren FET gegen Masse kurzschließen (Entladen).

Liebe Grüße,
Benni
Ultraschall
Inventar
#4 erstellt: 26. Okt 2009, 21:42
@Tiki-setzt doch mal das Schaltbild rein, dann kann man mehr sagen.

@Flexben-
welchen Sinn hat R15?

Grüße
FlexBen
Stammgast
#5 erstellt: 26. Okt 2009, 23:25
R15 ist nur ein Schutz für das Gate. Völlig unkritisch, würde wahrscheinlich auch mit null Ohm oder 100kOhm noch funktionieren.
Ultraschall
Inventar
#6 erstellt: 27. Okt 2009, 21:49
Ich kenne das auch nur mit Null-Ohm.
tiki
Inventar
#7 erstellt: 28. Okt 2009, 11:54
Hallo,
da ist es:

Die Schaltung ist schon 10 Jahre alt, Durchstecktechnik. Es geht darum, mit wenig Aufwand auf der bestehenden LP Verbesserungen in der Brummunterdrückung zu erzielen, ohne die Regelbandbreite deutlich einzuschränken. Bei Redesign (wenn es denn erlaubt wird) integriere ich die 60V-Versorgung ohnehin in die Ausgangsstufe einer LWL-Übertragungsstrecke.
Insgesamt ist es aber nicht dramatisch, da die Störspannung am Ausgang nur einen kleinen Teil der Gesamtstörungen der FEL-Strecke (Freie Elektronen Laser) ausmacht.
Danke!
Ultraschall
Inventar
#8 erstellt: 29. Okt 2009, 00:44
Schnell aus dem Bauch geschossen: C7 und C8 sind zu groß (-3dB bei ca. 80 Hz), dort würde ich auf 100pf bis max. 1n runtergehen. Dann sind Mosfets für V3 und V5 ungünstig, da würde ich mal npn und pnp versuchen. BC 546 558 sollten i.O. sein.

Rauscht diese Spannungsquelle auch schön? Schon mal einen Oszi rangehalten und Rauschen gemessen? (Wahrscheinlich deshalb die großen C7 und C8?)

Genauere Analysen, wenn mehr Zeit ist.

(Nicht die Ursache aber auch mal untersuchenswert: C5 C6 hast Du schon neue drin, nicht das die alt sind und Kapazität verloren haben?)

Sorry, umso länger ich drauf sehe, umso seltsamer kommt mir das ganze vor. Kannst Du noch was zur bechaltung der Brücken/Kontakte hinten sagen? Und was macht R17 R15 (Grob- und Feineinstellung) ??

Grüße


[Beitrag von Ultraschall am 29. Okt 2009, 01:12 bearbeitet]
FlexBen
Stammgast
#9 erstellt: 29. Okt 2009, 01:43
Nabend,

ein anderer (radikalerer) Ansatz wäre, die Verzögerungszeit in der Regelung zu senken (und damit die Phasendrehung, die aus der gewollten Gegenkopplung eine ungewollte Mitkopplung macht und dadurch zum Schwingen anregt). Dazu einfach mal die Faustformel "Weniger Bauteile -> Weniger Phasendrehung" anwenden. D1-B und D2-B nicht nutzen, über R24 und R25 die dadurch verlorene Verstärkung kompensieren, statt V3 und V5, wie Ultraschall schon sagte, schnelle npn/pnp nehmen. Sollte ohne Änderung im PCB machbar sein.

Hat jemand zu meiner Schaltung (Beitrag 1) einen OP-Tipp? Dafür hatte ich den Fred ja aufgemacht

Gute Nacht,
Ben
Ultraschall
Inventar
#10 erstellt: 29. Okt 2009, 20:35
Es gibt einen OPV der braucht Kapazität am Ausgang, glaube 1nF mindestens um stabil zu sein. Ich wollte heute schon auf Arbeit gucken, habe aber wieder vergessen-gleich Zettel in die Hosentasche stecken, dann klappt es morgen.
4 Volt vor Supply dürfte kein Problem sein. Irgendein LM oder LT war das....

Bis denne.

@Tiki
Sind die B-OPVs für irgendeinen Regelung Modulation? Oder sollen einfach stabile 60 V rauskommen?
Dann könnte man noch R17+R7 mit einen Elko (R in Reihe Eingangsschutz+eventuell Schutzdioden) überbrücken-das macht die Brummunterdrückung dann nochmals um den Faktor fünf besser.
Ultraschall
Inventar
#11 erstellt: 29. Okt 2009, 21:11
Gerade bei ADI gesucht:
OP177;OP97 bis 10nF; AD707; AD706; OP200

Ich schaue trotzdem noch mal nach.
FlexBen
Stammgast
#12 erstellt: 29. Okt 2009, 21:13

Ultraschall schrieb:
Gerade bei ADI gesucht:
OP177;OP97 bis 10nF; AD707; AD706; OP200

Ich schaue trotzdem noch mal nach.


Vielen Dank! Ich schau mir mal die Datasheets an!

Edit: Also der AD706 scheint sehr geeignet zu sein für meine Anwendung...aber 4€ pro OP sind nicht wenig. Ich werd's erstmal mit einem Standart-OP versuchen, wenn das dann nicht zufriedenstellend funktioniert oder gar schwingt (und ich C7/C8 zu weit erhöhen müsste) werde ich mal den AD706 versuchen!
Gruß,
Ben


[Beitrag von FlexBen am 29. Okt 2009, 21:41 bearbeitet]
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