OPV + FET als Schaltnetzteil

[PICture]

Danke für deine Berechtigung, weil ich leider vom haus aus sehr genau bin.

[Besserwessi]

Für den Schaltregler sollte man schon einen eher schnellen OP nehmen. Selbst der CA3140 ist noch nicht so besonders schnell von der Slew rate. Zum Schalten braucht der MOSFET etwa 2-3 V an Spannungshub. Das wären dann bei 9 v/µs etwa 1/5 - 1/3 µs allein durch den OP. Wobei die 9 V/µs hier vermutlich nicht erreicht werden, weil das Signal am Eingang eher klein ist. Der Schaltreglerteil ist aber auch nicht unmöglich langsam, es geht also, wenn auch mit ein paar Zusatzlichen Verlusten. Dafür spart man sich aber auch einige der HF Störungen.

Die Klassische Linearreglerschaltung nutzt als Leistungselement einen NPN Transistor, bzw. Darlington Transistor. Die Spannung an der Basis muss man dazu um etwa 0,7 bzw. 1,4 V höher einstellen, als man es am Ausgang haben will. Ein Beispiel wären z.B. die Schaltungen mit dem schon fast antiken LM723. Man muss es ja nicht mit genau dem IC machen, aber das Prinzip ist bewährt und im Datenblatt erklärt. Das mit der Stabilität gegen schwingen ist gar nicht so einfach, weil ein Labornetzteil bei praktisch jeder Last stabil sein soll. Es gibt dazu aber einiges an Erklärungen, z.B. für Operationsverstärker, Audioverstärker. Von der Mathematik ist das vielleicht nicht so einfach, aber die Frage nach Stabilität einer Regelschleife braucht man öfter mal - das lohnt sich also zu verstehen. Für die Stabilitätsanalyse ist die Simulation schon ein sehr hilfreiches Tool, aber man sollte auch die Theorie dazu verstehen.

In der einfachsten Ausführung sollte man dafür sorgen, dass genau 1 Tiefpass 1. Ordnung die Bandbreite der Regelschleife begrenzt. Oft kann man das so machen, dass man erst zu sieht die Regelschleife recht schnell zu entwerfen. Dabei sollte nur an einer Stelle eine wirkliche Spannungsverstärkung auftritt (diese Regel hat die Schaltung mit dem P-MOSFET schon verletzt). Diese eine Stelle macht man dann so langsam, dass auch da die Verstärkung auf etwa 1 zurückgeht, wenn die nächste Bandbegrenzung einsetzt.

Um die unbekannte Last am Ausgang zu umgehen, schaltet man an den Ausgang einen kleinen Widerstand (z.B. 1-5 Ohm) mit einem Kondensator (z.B. 100 nF) in Reihe. Damit hat man bei den interessanten Frequenzen wo man sonst leicht Schwingungen bekommt eine definierte gutmütige Last.