Strombegrenzte, einstellbare Präzisionsspannun gsquelle

Hallo,

eine Frage an die Analogixe. Für eine Präzisionsspannungsquelle nutze ich einen Shuntregler in der klassischen Schaltung

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Seite 5. R1 und R2 sind mit einem Digitalpoti realisiert. Ziel ist eine einstellbare, kurzschlussfeste Konstantspannung von 5V bis

10V/20mA aus 15V. Soweit funktioniert das auch problemlos. Allerdings hat die Schaltung einen Haken. Um die Spannung auf 10V einzustellen darf der Vorwiderstand höchstens 250R werden (unter Berücksichtigung des worst case Falls sogar nur 215R). Das bedeutet aber logischer weise, dass bei 5V 47mA aus der 15V Quelle fließen und bei lastseitigem Kurzschluss 71mA. Das macht Probleme. Da der Betriebstemperaturbereich sehr weit gespannt ist, ist eine temperaturkompensierte Lösung sinnvoll. Meine Überlegung auch hierzu eine klassische Schaltung mit einem LM337 (das ganze soll für negative Spannungen funktionieren) an Stelle des Vorwiderstands.
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Seite 6 oder mit LM317
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Seite 1; Figure 10A

Da ich vom Prototyp (ohne LM317/337) direkt in die Fertigung gehen muss, möchte ich hier die Spezialisten fragen.

- Kann das so funktionieren

- Weiß Jemand eine bessere Lösung

Nochmals die Spec zusammengefasst:

- Uin: max 15,13V

- Iin: max. 25mA

- Uout: 5V bis 10V einstellbar, hohe Konstants

- Iout: max. 20mA

- Rlast: 500R bis 1k

- Kurzschluss- und Leerlauffest

Gruß und schon mal vielen Dank Rolf

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Rolf Mennekes
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Am 10.04.2011 22:07, schrieb Rolf Mennekes:

Hallo,

ist alles Quatsch was ich hier verzapft habe. Man sollte einfach nicht am Sonntagabend noch solche Umbauten planen. Werde jetzt nach Hause gehen und das Ganze überschlafen (und den Fertigungstart verschieben).

Bin aber für Hinweise trotzdem dankbar.

Gruß Rolf

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Rolf Mennekes

Wie waere es mit einer ganz profanen Opamp-Loesung?

Also einen Opamp als Folger oder auch als Verstaerker schalten, nach Belieben Offset drauf geben damit die digitale Einstellung moeglichst bequem wird. Am Eingang speist Du Dein Sollsignal ein und dann haelt er das am Ausgang beinhart. Er muss natuerlich 20mA bis 1-2V oder so an die Versorgungen ran schaffen. Damit waere die Konstantspannungsquelle schonmal erledigt.

Bleibt noch die Strombegrenzung zu erledigen. Hier koennte man den LM317 plus einen Widerstand nehmen wie im Audioxpress Link. Nur dass das einfach in die positive Spannungsversorgung des Opamp kommt. Musst dann eine Schueppe (paar mA) fuer den Opamp selbst drauflegen.

Fuer die negatives Seite dann LM337, gleiche Schaltungsart. Habe ich noch nicht als Stromregler eingesetzt, andere wohl schon, Seite 5:

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Dort aber entsprechend Kondensatoren einsetzen, da das vom Prinizip her ein LDO ist und daher zickig. An den Reglern fallen je 1.25V plus Drop-out Spannung ab. Letztere ist bei 20mA nicht zu hoch, aber nimm zur Sicherheit Worst Case an. Dieser gesamte Abfall sagt Dir wie nah es der Opamp bei 20mA Last an die jeweilige Schiene schaffen muss. Notfalls einen R-R Typen nehmen, aber vielleicht reicht hier noch ein normaler fuer 10 Cents weniger.

Viel billiger geht es kaum :-)

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

"Rolf Mennekes" schrieb im Newsbeitrag news:int2ls$vqi$ snipped-for-privacy@online.de...

Schafft doch locker jeder OpAmp, und viele Typen regeln zuverlässig zwischen 20mA und 40mA ab, haben also eine eingebaute passende Strombegrenzung.

Also einfach dein Digitalpoti (A/D-Wandler-Ausgang) 5-10V erzeugen lassen, und einen (z.B. mit 12V versorgten) OpAmp als Spannungsfolger nachschalten.

--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net
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MaWin

Am 10.04.2011 23:26, schrieb MaWin:

Das mit dem OP hatte ich auch schon überlegt. Aber keinen passenden gefunden. Nach dem Shuntregler kommt viel C um Störungen von außen abzufangen (Burst). Die OP für "unlimited cap load" haben einen zu hohen Kurzschlussstrom. OPs mit einem definierten Kurzschlussstrom zwischen 20mA und 25mA habe ich nicht gefunden. Auch ist der Ausgangsspannungshub bei Kurzschluss (oder in der Nähe) nicht definiert. Alles in allem keine Lösung, mit der ich ungetestet in die Serie gehen möchte.

Ich habe mir eine Schaltung mit 2 Shuntreglern und einem Transistor überlegt (einen strombegrenzten Serienregler). Ich möchte so wenig wie möglich an der Schaltung ändern, da die ganzen Test und Abnahmen durch sind. Ideal wäre, nur den Vorwiderstand durch eine Strombegrenzung zu ersetzen. Mal sehen, ob mir da noch was einfällt.

Im Momenmt kämpfe ich noch, das Modell eines TL431 in LTSpice zu implementieren (das vorhandene Modell des LT1009 scheint eine Macke zu haben). Ich bekomme immer die Fehler Meldung "Missing schematic(s) of the hierarchy: tl431". Habe das Modell und zugehörige Zeichnung hier gefunden.

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Muss allerdings gestehen, dass dies mein erster ernsthafter Einsatz von LTSpice ist. Aber vielleicht liest eine LTSpice Spezialist mit und kann mir einen Tipp geben. (Den Pfad für das Modell habe ich angepasst: SYMATTR SpiceModel C:\Program Files (x86)\LTC\LTspiceIV\lib\sub\TL431.sub)

Gruß Rolf

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Rolf Mennekes

Dafuer gibt es Trick 17, in Figure 5 gezeigt:

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Tun es denn LM317/337 mit Widerstand nicht? Das geht auch beim Opamp und dann ist der Ausgangspegel dadurch begrenzt dass der Ausgang soweit abfaellt bis er aus dem Ueberstrombereich heraus ist.

Das ueberlasse ich lieber Helmut Sennewald. Oder frage mal in der LTSpice Yahoo Gruppe.

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Am 12.04.2011 02:19, schrieb Joerg:

Also die Lösung sieht jetzt wie folgt aus:

- Die Referenzspannungsquelle bleibt unberührt

- Der Vorwiderstand wird durch eine Stromquelle ersetzt. Wie

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Figure 13

Jörg, keine Aufregung wegen dieser Luxusschaltung :-), aber wenn die max. 25mA nicht eingehalten werden ist der dann notwendige Aufwand ein Vielfaches.

Laut Simulation (LTSpice läuft jetzt) werden so über den gesamten Spannungs, Last und Temperaturbereich die Forderungen eingehalten.

PS: Die Fehlermeldung von LTSpice lag an einer falschen Dateikennung des Modells, .sub statt .lib

Vielen Dank für eure Anregungen.

Gruss Rolf

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Rolf Mennekes

Vier Bauteile statt zwei? Bei Euren Bestueckungskosten? Also nee ... :-)

Ich weiss nicht welche Schaltung Du hast, auf Seite 5 im Zetex Blatt sind mehrere. Falls reiner Shunt-Regler, bitte beachten dass auch ein TL431 bei manchen kapazitiven Lasten instabil wird. Siehe Figure 15:

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Passiert uns allen. Habe letztens sauer vor einem Schaltregler gesessen der sich in PSpice immer weit ueber 100A reinsog. Ein winziges Puenktchen an einer Wicklung sass am falschen Ende. Nur ein Puenktchen ...

[...]
--
Gruesse, Joerg

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Joerg

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