Teildiskreter LDO, einstellbar

Hallo zusammen,

ich wollte gerade einen Platinennutzen zur Fertigung mailen, da kommt noch ein Bekannter mit einer kleinen Prototypenanfrage daher. Auf diese Platine müssten u.a. 8 einstellbare Spannungsquellen, Sollwert kommt von einem DAC (0-2,5V), die Ausgänge sollen proportionale 0-10V liefern. Die Gemeinheiten: das Ganze ist akkubetrieben, also nicht unnötig braten, die Lasten ziehen Impulsströme von bis zu 350mA (Millisekunden-Bereich) Ausgangselko kann "beliebig" groß sein, Platz ist noch nicht das Thema. Ich habe gerade eine Schaltung mit einem PNP (BD140 o.ä.) als Längstransistor vor Augen, Widerstand zwischen B und E, B wird mit BC848 nach Masse gezogen. Angesteuert wird das Ganze mit 1/4 LM2902. So habe ich geringen Drop, kann einen Billig-OPV einbauen, brauche also keinen RtR, die ja meist nur bis 16V gehen (TLC2274) - im Falle eines NPN-pass transistors hart an der Grenze. Bekommt man sowas unter den Voraussetzungen

*impulsförmige Belastung und *einstellbar stabil?
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Stefan Huebner
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Komisch, sowas passiert doch meist Freitag nachmittags.

LDO bekommt man stabil, aber das erfordert viel Rechnerei bei der Feedback Schleife und wenn dann jemand eine Last mit Niedrig-ESR Kondensatoren drauf anhaengt, koennte es schon wieder instabil werden.

Warum LDO? Wenn Du Opamps unipolar betreibst, gehen viele locker bis gut

30V. Dann einen FET als Sourcefolger hinten dran, wenn es auf jedes Mikroampere ankommt.
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Gruesse, Joerg

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Joerg

"Stefan Huebner" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@4ax.com...

+------12V R3 |E +------|< BD140 (PNP)

---|+\ | | | >--R4-|< BC848 +-- out +-|-/ |E | | | R1 +-----------(-------+ | R2 GND------+

Nein, du musst die zusaetzliche Verstaerkung der beiden Transistoren kompensieren, also einen C parallel zu R1 spendieren und den passend ausmessen. Zu gross: Regelt nicht schnell genug aus. Zu klein: Schwingt. Der LM2902 wird eh zu langsam sein, um Millisekunden schnell genug auszuregeln, und dein R3 wertmaessig zu gross, um den noetigen Strom durchzulassen, bzw. zu klein um stromsparend genug zu sein.

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MaWin

Da war ich im verlängerten Wochenende. Ansonsten wäre es sicher Freitag passiert ;)

Das meinte ich. Die Last ist unberechenbar, nicht im mathematischen Sinne, aber es nicht nicht klar, welche abstrusen Kurvenform der Auftraggeber vom Auftraggeber damit erzeugen wird. Weder die Frequenz noch die Flankensteilheit.

Das Ganze also zugunsten eines MOSFET brutal mit Spannung erschlagen? Nun ja warum nicht, für 8 dieser Stufen lohnt ein kleiner Step Up schon wieder. Hatte ich auch schon angedacht, wollte aber erstmal ohne auskommen.

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Stefan Huebner

Danke für den ASCII-Schaltplan, so wars gemeint.

Klar, Kompensation habe ich vorausgesetzt, die Frage war nur, ob sich eine findet, für die das Ding idiotensicher ist (siehe Antwort an Joerg - man weiss nicht, wie die Belastung genau aussehen wird)

Ich seh schon, Emitter- oder Sourcefolger und eine höhere Ub für die OPVs werden der bessere Weg sein.

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Stefan Huebner

Aha, also wie ueblich eine Frankenstein-Last.

Noe, das kann beinahe besser als diese ollen LDOs werden:

Wenn Du eine schwache Hilfsspannung erzeugst, die nur den Opamp versorgt, dann kann dieser das FET Gate z.B. 5-10V ueber die dicke Versorgung dieses Moduls ziehen. Damit wuerde er fuer minimalen Dropout fast voll durchgesteuert. Fuer diese Hilfsspannung sollte ein simpler

40106 oder was immer gerade an Schmitts da ist reichen. Plus Spule/Uebertrager, Dioden usw. Alles einfaches "Huehnerfutter".

Nennt sich hierzulande Bootstrap Supply, auch wenn man es nicht mit Kondensator erzeugt. Wobei natuerlich auch das geht, 40106 Oszillator und Spannungsverdoppler ohne Spule/Uebertrager. Wird schoen klein.

Falls Du das jetzt versuchst, achte darauf, dass die FET besonders beim An- oder Abschalten der Chose nie mehr Vgs als abs max zugelassen in beide Richtungen abbekommen. Meist ist das +/-20V, steht im Datenblatt.

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Weniger. Entweder wird sie langsam oder ein Hochseilakt ohne Netz. No free lunch :-(

Leider kann ich den Post Deines Vorredners nicht sehen, vermutlich ein Google-Poster. Aber die hoehere Ub ist, was ich auch als erstes versuchen wuerde. Kostet nicht viel Aufwand.

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Sowas:?

-+---+- | | Uin--|+ \ C | | >-B C +-|- / E--B 2x NPN | | E GND-R1-+-R2---------+ | | R3 RL | | GND GND

TS914 BC847 BD137 LMC660

Ist halt nicht lowdrop aber sicherlich leicht stabil zu bekommen. Kerko über R2 möglich.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Hallo Stefan,

Du willst 0 - 10 V ausgeben, fürchtest Dich vor den nur 16 V Versorgung und redest von LDO? Irgendwie passt das nicht zusammen. Oder hab ich was übersehen?

Wenn irgend möglich würde ich zusehen, dass ich mit einem ganz normalen Längstransistor auskomme. Vielleicht verbunden mit einer kleinen Ladungspumpe für den Steuerkreis, falls Deine Versorgung tatsächlich so knapp über den geforderten 10 V Ausgangsspannung liegen sollte.

Leider hast Du auch nichts über die maximalen Ausgangssspannungsschwankungen etc erzählt. Es macht schon einen Unterschied, ob die Spannung danach möglichst glatt bleiben soll, oder moglichst schnell und exakt wieder auf die Sollspannung zurückkehren soll, wie lange das ganze zum Regeln Zeit haben darf...

So long

Marte

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Marte Schwarz

"Marte Schwarz" :

Ack. 6V Überschuss, da brauchts keinen LDO. Normaler NPN in der Plusleitung und dann einfach nen TL431 da an die Basis!? Guck mal ins Datenblatt von ti.com S. 27. Mit TLV431 und NFET wären dann sogar 100uA Ruhestrom möglich. Naja fehlt aber Kurzschluss- und Überhitzungsschutz. Dann doch lieber LM317? (Mhh, der brauch ja mind 5mA Laststrom). Oder FET dicker als die Versorgung schafft, dann geht da auch nix kaputt :). M.

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Matthias Weingart

Jein, die Versorgungsspg sollte so niedrig wie möglich über den 10V liegen müssen (kommt von einem Step-Up) wg Verluste, aber wenn ich die Schaltung des Vorgängerdesigns adoptiert hätte, hätte ich einen LM324-Ausgang (2V unter Ub) und dann 2 BE-Strecken, also gute 3,5V Abfall. Mit etwas Sicherheit wären 15-16V Ub also wünschenswert, um da etwas besser da zu stehen, hätte ich einen RtR-OPV einsetzen wollen, die ich aber wiederum nur bis 16V vorrätig habe. Got it?

Nee nee, offesichtlich nicht gelesen, hm? :) Ich brauche so wenig wie möglich drop, aber so viel wie halt für die gewählte Topologie möglich. Und die 0-10V werden durch einen DAC vorgegeben, da sehe ich den Nutzen Deines 431 oder 317 nicht so wirklich ;)

Ist gegessen, habe einen kleinen Step Up drauf, die OPVs sind LM2902 geblieben und laufen mit 18V, gefolgt von ein paar MOSFETs.

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Stefan Huebner

Hallo Stefan,

Nee, entweder Du gehst auf >16 V, dann braucts alles nur keinen LDO, weil dann hast Du 6 V über, oder Du willst nur knapp über die 10 V gehen, dann sehe ich das Problem mit dem R2R-OP für max 16 V nicht.

Wenn Du aber ohnehin schon einen Stepup reinbaust, warum regelst Du dann nicht gleich den auf Deine Sollspannung?

Marte

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Marte Schwarz

Mein erster Ansatz war das vorige Konzept mit Darlington-Emitterfolger, nur statt des LM324 ein RtR-OPV, so dass ich etwas weniger Veluste habe. 12-13V brauche ich dennoch, und die 16V waren Absolute Maximum Rating. Die Versorgung erfolgt aus einer Li+-Batterie, und wenn ich sage, 11,xV-Akku kommt garantiert in zwei Wochen jemand mit einer 14,xV-Batterie daher und dann stehe ich mit meinem 16V-max-OPV etwas blöd da. Um mir nicht von vornherein derartige Einschränkungen auferlegen zu müssen wollte ich mit einem Standard-OPV (2902) hinkommen. Daher der Ansatz mit dem PNP-Längstransistor, wie bei LDOs üblich (gewsen).

Weil ich dann derer acht bräuchte. Sicher, das liesse sich platzmäßig mit aktuellen Reglern machen, aber auf engstem Raum acht von 0-10V einstellbare und mit wilden Impulslasten beaufschlagte Schaltregler finde ich gerade nicht so erstrebenswert.

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Stefan Huebner

Stefan Huebner :

Wär aber vom Wirkungsgrad her am besten. Wenn der DAC auf 0 steht, verbrätst Du dann ja schon mindestens 10V. Bei 300mA sind das ja dann schon 3W bzw.

24Watt für das gesamte Teil. Da auch schon dran gedacht? Batterieschonend klingt das nicht. :)

M.

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Matthias Weingart

Hallo Stefan,

Gerade bei den Impulsbelastungen willst Du ohnehin nicht wirklich mit solch langsamen OPs nachregeln, oder?. Das klingt dann aber sehr nach einer kapazitiven Spannungspumpe (bei solch kleinen Strömen im Wirkungsgrad unschlagbar) zur Versorgung der OP-Schaltung und einem entsprechend hoch verstärkenden Längstransistor. Das dürfte in Summe das einfachste und robusteste sein.

Marte

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Marte Schwarz

Dafuer wurden Leidener Flaschen, aehm, Kondensatoren erfunden. SCNR.

Bin zwar kein Freund dieser Dinger, aber hier sollte das Verfahren brauchbar sein.

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Gruesse, Joerg

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Joerg

300mA in einen Kurzschluss hinein?
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Gruesse, Joerg

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Joerg

Hallo Jörg,

Ach so schlimm sind die nicht, ein dicker Abblockkondensator dran und nicht viel Strom ziehen, dann sind die Kondensatorteile ga nicht so übel. Wenns um Strom treiben geht nimmt man aber in der Tat lieber induktive Wandler. Immer das passende Werkzeug bitte.

Marte

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Marte Schwarz

Ein kleiner Widerstand in Serie zum Treiberausgang hilft auch. Ich versuche bei den Stromspitzen unter abs max zu bleiben.

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Wenn der DAC auf 0 steht, ist die Spannung 0 und damit auch der Strom.

0x0 ist bei mir 0, also von Braten keine Spur. Die Last ist angenährt ein pulsweise zugeschalteter Widerstand einigermaßen fixer Größe.
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Stefan Huebner

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