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Thema: Spannungsregler mit OPV und Macken

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Spannungsregler mit OPV und Macken

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    Wollt mir n einfaches Lobornetzteil mit einstellbarer Ausgangsspannung bauen. Ich habe leider kein integrieten Spannungsregler zu hand, und habe es mit n OPV probiert, und hab von OPVs nicht soviel Ahnung. Mir reicht ne Spannung von 0 bis 8V aus. Bei dieser Schaltung habe ich ne Leerlaufspannung von max. 10V (auch mit LED) wenn ich aber n Motor anschließe sinkt die Spannung auf ca. 8V und belaste ich den Motor dann auf 7V. (warum??)
    Wass ich mich noch frage, wenn ich die Spannung gegen 0 regel (max. 1V) fliesst gerade mal 50mA übern Motor aber der Transistor wird da schon sau HEIS, wie kann dass sein.
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  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Ist ja wie bei Dr. Sommer hier - diese Fragen werden beinahe jede Woche aufs Neue diskutiert. Das Internet hat den Vorteil, dass man schnell und leicht auf jegliche Informationen zugreifen kann, nur keiner tut es.

    Na gut, zu Deiner Schaltung: Erstmal kann so ein OPV, der mit 12V gespeist wird, je nach Typ weder die 0V noch die 12V am Ausgang erreichen, wieviel letztlich erreicht wird, hängt wesentlich von der Last ab. Ausserdem ist die Diode in Deiner Schaltung nicht in den Regelkreis einbezogen, d.h. die stromabhängige Flussspannung schlägt sich voll in der Ausgangsspannung nieder. Wenn Du eine stabile Ausgangsspannung willst, muss die Diode entweder weg oder die Rückkopplung hinter der Diode angeschlossen sein.
    Eventuell tust Du gut daran, sowohl den Sollwert als auch die Rückkopplung auf einen Wert deutlich unterhalb der Betriebsspannung zu teilen, damit der Eingang des OPV schon mal nicht an die Grenzen kommt. Dann musst Du den OPV auch mit einer höheren als der gewünschten Ausgangsspannung versorgen, wie viel höher steht im Datenblatt. Dazu kommt auf jeden Fall noch der Spannungsabfall am Basiswiderstand, an der B-E-Strecke des Transistors und ggf an der Diode.

    Dass der Transistor heiss wird, ist eines der nervigsten Themen hier. Ständig wird auch gefragt, warum ein 78S05, der an 12V hängt und mit 1A belastet wird, ganz heiss wird und dann abschaltet, wo er doch 2A abkönnen soll. Der Grund ist derselbe wie bei Deinem heissen Transistor: die Differenz zwischen Eingang und Ausgang multipliziert mit dem Strom muss der Transistor als Wärme abgeben, bei Dir 12V-(1V+0,7V)=10,3V, mal 50mA macht das dann ein gutes halbes Watt. Das geht ohne Kühlung zwar noch gut, aber wenn Du mehr Strom ziehst, brennt der Transistor Dir ab.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Hallo,
    die Probleme sind:
    1. mißt Du den Ist-Wert der Ausgangsspannung vor einer Diode, an der je nach Belastung 0,5...0,8V abfallen, also Schwankungen um 0,3V
    2. verwendest Du als Soll-Wert die je nach Belastung schwankende Eingangsspannung; entsprechend schwanken auch alle anderen Werte !
    3. steuerst Du einen Transistor mit hfe von 40 (= ungünstigster Wert) über 1k an; der Transistor bekommt je nach Belastung zu wenig Basisstrom.
    4. 50mA bei 11V Spannungsabfall am Transistor ergeben eine Verlustleistung von 0,55 Watt; das macht einen Kühlkörper erforderlich.

    Meine Lösungsvorschläge wären:
    - entweder die Diode weg lassen oder 'anders rum' vom Ausgang zu den +12V
    - den Sollwert z.B. mit einem Widerstand und einer Zener-Diode auf ca. 10V stabilisieren
    - einen Darlington-Transistor verwenden oder einen Treiber-Transistor in Darlington-Schaltung dazu
    - einen kleinen Finger-Kühlkörper anbringen
    MfG Karl-Heinz
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  4. #4
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Danke!
    Die sachen sache mit Dr. Sommer verstehe ich schon, ich habe auch schon andere Schaltungen im Netz gefunden aber mit Z-Diode, ich hab nur keine. Die Diode ist Quatsch, hab ich weggelassen. Der Basisvorwiderstand hab ich herausgefunden wirkt als Strombegrenzung, kann man auch weglassen.
    Das Problem mit denn Sollwert, da würde ich am OPV n Keramikkondensator vorschalten um evtl. Schwankungen zu kompensieren.
    Das ich so nicht die vollen 12V erreiche war mir schon klar, aber dass mit der Temperatur hät ich wissen müssen.

    So mit der Schaltung (ohne Kondensator) kann ich den Motor von genau 1V(50mA) bis 10V (250mA) fahren, aber bei Last zieht der Motor 600mA und die Regelspannungs singt um ca. 1,8V. Dass ist einwenig heftig, aber ich denke mal würde ich ne Z-Diode verwenden sehe dass anders aus, ODER?
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken opv_844.jpg  
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  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Ich würde eine Zener-Diode mit 5,6V über einen Widerstand 1k (ca. 6mA) an die +12V anschließen. Parallel zur Zenerdiode noch einen Elko 1...10µF und das 10k-Poti.
    Damit kommst Du aber nur noch bis ca. 5V am Ausgang.
    Also, Verstärkungs-Faktor einbauen:
    die Ausgangsspannung nicht direkt an den (-)Eingang des OpAmp führen, sondern über einen Spannungsteiler mit 2 Widerständen 1...10k zwischen Ausgangsspannung und GND.

    Edit: Bei einer Motorregelung mit PWM statt mit einem Längsregler hast Du (fast) keine Verlustwärme und ein wesentlich höheres Motor-Drehmoment bei kleineren Spannungen.
    Eine Schaltung findest Du u.A. hier, die Schaltung "Der 555 erzeugt PWM-Signal".
    MfG Karl-Heinz
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