EDL 250W-Version mit externer Leistungsendstufe und IRFP2907

[Roddot]

An Pin9 / U7 hab ich noch einen 220k-Widerstand gegen Masse rangehängt, für den Off-Betriebsmodus. Dann kann die Strommessung an U13 nicht frei wegfliegen, wenn der Eingang hochohmig ist. (Hatte ich vorhin nicht diskutiert. Der Tipp ist schon früher mal besprochen worden.)

Das habe ich auf die schnelle nicht gefunden aber 220k lässt sich ja leicht aus dem Fundus fischen und ggf nachbestücken.
Ompf möchte noch

4,7pF in die Gegenkopplung

von U12 der ist schon Bestellwahre bei mir.

Den R66 hab ich durch ein temperaturstabilen Meß-shunt ersetzt, weil mir das Teil aus dem Bausatz zu sehr gedriftet ist. Leider kann man ja bei unserer Schaltung die Senseanschlüsse nicht verwenden (naja, höchstens einen).

Wie ist das gemeint? Du wolltest die Sense Eingänge für die Sense Ausgänge eines richtigen Strommesswiderstandes nehmen?


Grüssse

[ompf]

Den R66 hab ich durch ein temperaturstabilen Meß-shunt ersetzt,

Wo hast Du das Ding denn hergeholt? 0,022R scheinen nicht mehr so richtig gängig zu sein.

Gruß
Patrick

[psclab38]

Wo hast Du das Ding denn hergeholt? 0,022R scheinen nicht mehr so richtig gängig zu sein.

Eigentlich schon und sogar noch weiter runter bis 0R001:
Dieses Teil hier vom C*onr*d: 447374
PRÄZISIONS WIDERSTAND PBV 0.02 OHM

Die Skalierung mit 0.020R statt 0.022R muß man halt in den Parametern anpassen, dafür sind die ja da.
Der Preis ist m.E. gerechtfertigt und man braucht ihn auch nur einmal.

Wie ist das gemeint? Du wolltest die Sense Eingänge für die Sense Ausgänge eines richtigen Strommesswiderstandes nehmen

Den Senseanschluß auf Massepegel kann man nicht hernehmen, laß den einfach offen. Den anderen kann man, wenn man die Leiterplatte etwas malträtiert, direkt an den Anschluß zu U7/Pin13 legen. Dazu muß man ein wenig das Layout vorher studieren und eine Durchkontaktierung rausbohren, wenn ich mich richtig erinnere.

Ist aber nicht so dramatisch, wenn ihr das nicht macht. Die Temperaturstabilität von dem Teil ist so schon erstklassig, wenn man einfach die Senseanschlüsse kürzt, dann man man den direkt einlöten; ein Unterschied wie Tag und Nacht zu dem Standardteil!

4,7pF in die Gegenkopplung (von U12)

Schadet bestimmt nichts.

[ompf]

An Pin9 / U7 hab ich noch einen 220k-Widerstand gegen Masse rangehängt, für den Off-Betriebsmodus. Dann kann die Strommessung an U13 nicht frei wegfliegen, wenn der Eingang hochohmig ist.

Was mir im Off-Mode deutlich stärker auf den Sack geht, ist die ständige "OVERVOLT"-Anzeige bei Spannungen >6V. Der angebliche Fehler wird auch auf dem Bus ausgegeben und müllt mir die Schnittstelle zu.


Gruß
Patrick

[Oniker]

Hallo paul

Die Regelung der Fet's von der cm Schaltung (U13,U10) kann ich noch grob nachvoll ziehen, doch deine einzel Regelung für die Fet's eher nicht. Versteh ich das richtig, dass TP1 am Gate angebracht wird, also so zu sagen am Ausgang von U10. Da hat man nach deinen Angaben ein Potenzial von 3-4V. Duch den Spannungsteiler R1, R2 ist doch die Spanunung ca. 0.8V...1.1V am IN+?
IN- ist die Spannung über dem R-Source + Mess-Shunt der EDL R66. Nach meiner Rechunung bekomme ich da bei 10A und der Stromverteilung (2,5A*0,1Ohm + 10A*0.02Ohm) eine Spannug von 450mV, also viel kleiner als die am IN+. Da regelt dein OP die Gate-Spannung hoch.

Ich blick noch nicht durch.

Der 0.02Ohm Präzisions-Widerstand ist übringens noch nicht gekommen . Der 10A-Abgleich muss halt warten.

Gruss Oniker

[psclab38]

Hi Oniker,

Die Regelung der FETs von der cm Schaltung (U13,U10) kann ich noch grob nachvoll ziehen, doch deine einzel Regelung für die FETs eher nicht. Versteh ich das richtig, dass TP1 am Gate angebracht wird, also so zu sagen am Ausgang von U10. Da hat man nach deinen Angaben ein Potenzial von 3-4V. Duch den Spannungsteiler R1, R2 ist doch die Spanunung ca. 0.8V...1.1V am IN+?
IN- ist die Spannung über dem R-Source + Mess-Shunt der EDL R66. Nach meiner Rechunung bekomme ich da bei 10A und der Stromverteilung (2,5A*0,1Ohm + 10A*0.02Ohm) eine Spannug von 450mV, also viel kleiner als die am IN+. Da regelt dein OP die Gate-Spannung hoch.

Ich blick noch nicht durch.

...macht nix. Ich hab's mir grade nochmal angesehen und glaube, daß Du alles richtig durchdacht hast, nur die Modifikation mit der Zenerdiode in Serie an TP1 wohl übersehen hast (Posting vom 01.5.09).

Das Problem ist, wie ich weiter oben schon beschrieben habe, die Diode über U10. Das geht nur gut, wenn die Ausgangsspannung an U10 über der Eingangsspannung ist (da ist ja der Verstärker U13 noch davor). Damit muß die Ausgangsspannung von U10 in etwa auf das Niveau hochgesetzt werden, wie es an einem Gate eines FET liegen würde. Sonst stimmt die Regelung einfach nicht weil D2 über U10 leitet. Das kann man sicher auch anders lösen, als mit der zusätzlichen Zenerdiode, aber es scheint gutmütig zu sein.

Zu der etwas unorthodoxen Strommessung für die Einzeltransistoren hab ich auch schon geschrieben: Wichtig ist, daß sich unter dem Strich an jedem FET der gleiche Strom einstellt. Und das ist sichergestellt, eine eventuelle Schieflage wird quasi sofort ausgeglichen, auch wenn bei der Strommessung der Gesamtstrom mit eingeht. Der ist ja für alle Transistoren gleich und wird über U10 geregelt.

Viele Grüße
Paul

PS: Kleine Nachteile der Schaltung will ich nicht verheimlichen. Der OP27 hat intern Schutzdioden zwischen den Eingängen und die führen wohl dazu, daß ein kleiner Leckstrom in den Meßzweig fließen kann (über R4 meiner Schaltung). Vielleicht ist das mit einem zusätzlichen Spannungsfolger je Transistor zu kompensieren, aber für mich taugt die Schaltung auch so.
Durch den Leckstrom sollte man immer brav den negativen Sense-Eingang brücken. Sonst tritt im 10A-Bereich ein fiktiver Meßwert im Leerlauf auf (ca. 25mA, im Leerlauf ist die Regelschleife nicht geschlossen, da ist die Spannungdifferenz an den Eingängen des OP27 halt NICHT NULL). Der Effekt ist bei gebrücktem neg. Senseeingang aber nicht sichtbar.

Mir ist nicht bekannt, ob sich jemand außer mir noch ähnlichen Aufwand gemacht hat und das vielleicht besser gelöst hat. Wenn ja, dann bitte melden...

[Oniker]

Hallo

nur die Modifikation mit der Zenerdiode in Serie an TP1 wohl übersehen hast (Posting vom 01.5.09).

Ja die Zenerdiode hab ich übersehen. Doch die wirft für mich weitere Fragen auf.
Wenn die Spannung an TP1 eben 3-4V ist, aber die Zenerdiode eine Sperrspannung von 4,7V besitzt, geht das für mich nicht auf. könnest du mir das erklären? Wäre wirklich nett von dir.

PS: Der Präzisions Widerstand für R66 ist gekommen und hab ihn gleich eingelötet. Den 10A Abgleich mit einem 5A-Netzgerät ging auch ganz gut. Der Unterschied zum Standartwiderstand ist extrem, doch auch der neue läuft mir einwenig davon, so um die 25mA bei 5A. Darum habe ich noch einen zweiten Fan eingebaut, der direkt auf den Shunt gerichtet ist. Nun sind es noch ca. 14mA die davon laufen, mit dem kann ich aber leben.
Die Sensanschlüsse habe ich übrigens gekürzt und die Durchkontaktierungen aufgeschliffen. Eine Bohrung fand ich für meine mechanische Begabung etwas zu riskant .

gruss Oniker

[psclab38]

Hi Oniker

Ja die Zenerdiode hab ich übersehen. Doch die wirft für mich weitere Fragen auf.
Wenn die Spannung an TP1 eben 3-4V ist, aber die Zenerdiode eine Sperrspannung von 4,7V besitzt, geht das für mich nicht auf. könnest du mir das erklären? Wäre wirklich nett von dir.

Gerne! Ich glaub ich hab's weiter oben auch mal erklärt, aber bevor ich's jetzt suche: Der Strom in dem Zweig, also durch die Z-Diode ist so gering, daß sie nicht die volle Zenerspannung erreicht. Der Arbeitspunkt liegt quasi auf der Krümmung, die aus der Ferne wie ein Knick aussieht, aber halt noch vor dem echten Knick (das ist aber egal, solange der AP weit oberhalt von 0,5V ist, das verträgt die originale Vergleicherschaltung nicht. Man müßte die Diode dort gegen was geringfügig Negatives (so -2V) hängen, dann könnte man die Z-Diode rauslassen). Ist zwar nicht wirklich schön, aber das ist eigentlich nichts anderes wie die Ugth des nachfolgenden FETs. Da steuern wir ja auch in einem sehr kleinen Aussteuerungsbereich aus, damit das Ding im Linearbetrieb arbeitet.

Vielleicht kannst Du die Schaltung ja noch perfektionieren... Dann machen wir aber einen neuen Thread auf.

PS: Der Präzisions Widerstand für R66 ist gekommen und hab ihn gleich eingelötet. Den 10A Abgleich mit einem 5A-Netzgerät ging auch ganz gut. Der Unterschied zum Standartwiderstand ist extrem, doch auch der neue läuft mir einwenig davon, so um die 25mA bei 5A. Darum habe ich noch einen zweiten Fan eingebaut, der direkt auf den Shunt gerichtet ist. Nun sind es noch ca. 14mA die davon laufen, mit dem kann ich aber leben.
Die Sensanschlüsse habe ich übrigens gekürzt und die Durchkontaktierungen aufgeschliffen. Eine Bohrung fand ich für meine mechanische Begabung etwas zu riskant .

Was ist schon perfekt? Du kannst dem neuen R66 ja noch ein Kühlblech spendieren, immerhin ist er ja dafür vorgesehen.

Viele Grüße
Paul

[Oniker]

Danke für deine schnelle Antwort

Ich würde gerne das Ganze mal aufbauen und aus messen, doch den IRFP2907 ist nirgends mehr zu finden.
Distrelec, Farnell , Conrad, alle haben ihn nicht oder nicht mehr. hast du Erfahrungen mit dem IRFP150?

Gruss Oniker

[psclab38]

Hi Oniker,

bei S*g*r gibt's den IRFP2907 (noch?)... Mit anderen Transistoren hab ich nicht experimentiert. Es gibt aber bei den "Berichtigungen und Ergänzungen" ein paar "Empfehlungen".
Eine ordentliche Kontaktfläche zum Kühlkörper ist halt Pflicht, und die Lastverteilung übernimmt dann die OP-Schaltung Die TO247-Gehäuse sind nach meiner Meinung echt ausreichend, und knapp 250W aus zwei 12V-Bleiakkus verteilt auf vier mal IRFP2907 waren kein Problem.

Viele Grüße
Paul

[Oniker]

Hallo

Ich habe mal die Regelung von Paul auf einer Laborplatine aufgebaut. Den IRFP2907 habe ich übrigens noch gefunden, bei S*g*r wie du gesagt hast.

Testaufbau ca. 244W, 4 Lüfter, KK 0,4 K/W

Wie man erkennen kann hat meine Regelung kleine Abweichungen, da ich die Abgriffe für die Messgeräte fälschlicherweise erst nach den Shunt's angebracht habe . Umso kürzer jetzt das Bananenkabel desto grösser der Durchflussstrom beim jeweiligen Mosfet, weil eine höhere Differenz am OP ensteht (könnten aber auch die Toleranzen der Shuntwiderstände sein). Abgeglichen habe ich den Aufbau noch nicht.
Eine Temperaturregelung liess ich weg, habe aber dafür eine kleine Steuerung, die immer dann einschaltet, wenn man die externe Leistungsstufe ansteuert eingebaut. Nachteil: von Anfang an immer Sehr laut. Votreil: die Mosfet's werden von immer gekühlt und die Lebensdauer evtl. verlängert. Auch ist eine Temperatur über 70C am KK zu hoch für meine Lüfter.

@paul
Zu der Regelung habe ich noch ein paar Fragen, ob ich die richtig verstanden habe. Kurz und knapp.
Beschaltung = nichtinvertierender Verstärker
P-Regler Verstärkungsfaktor = 1,1 ; Rest Integralanteil durch C6
C1 = Messbeschleuniger.
C5 = Glättung.
ZPD 4,7 abreitet linear mit dem Leckstrom.
Stimmt das?

Bei meinem Versuch hatte ich keine 4,7 Diode zur Hand und nahm deshalb eine 3,9.
Diese arbeitet jetzt wahrscheinlich nicht mehr linear bei hohen Strömen. Muss es noch mal anschauen.

ach ja, was bewirkt die Schottky- Diode? Sie schaltet ja immer dann durch, wenn (-) 0.3V höher liegt als der Out vom OP.

Danke und viele Grüsse
Oniker

[psclab38]

Wie man erkennen kann hat meine Regelung kleine Abweichungen, da ich die Abgriffe für die Messgeräte fälschlicherweise erst nach den Shunt's angebracht habe . Umso kürzer jetzt das Bananenkabel desto grösser der Durchflussstrom beim jeweiligen Mosfet, weil eine höhere Differenz am OP ensteht (könnten aber auch die Toleranzen der Shuntwiderstände sein).

Ja, aber die Verteilung ist auch so prima. Der TK und die Toleranzen der Shunts sind ziemlich egal. Es geht um eine stabile Verteilung, die ungefähr je ein Viertel ist und die aber nicht weglaufen kann.

Zu der Regelung habe ich noch ein paar Fragen, ob ich die richtig verstanden habe. Kurz und knapp.
Beschaltung = nichtinvertierender Verstärker
P-Regler Verstärkungsfaktor = 1,1 ; Rest Integralanteil durch C6
C1 = Messbeschleuniger.
C5 = Glättung.
ZPD 4,7 abreitet linear mit dem Leckstrom.
Stimmt das?

Ich weiß nicht, ob ich da P-Regler sagen würde. Wenn Du die Verbindung zum Gate des Mosfets trennst, dann läuft die Ausgangsspannung bis auf positiven Anschlag. R3 und C6 verhindern nur zu schnelles Ansteigen. Im Regelfall fließt vom Ausgang des OP kein Strom zu Eingang, die Diode sperrt und C6 leitet eh nicht. Die Spannung am OP-Ausgang hängt nur von der Gate-Schwellenspannung und der Spannung über dem Shunt ab.

Nachteil der Anordnung, die mir erst beim Herausführen der Sense-Leitungen klar wurde, ist der Betriebszustand: Keine Last, Sollwert am (+)-Eingang des OP hoch, weil die eigentliche EDL-Regelschleife den Sollwert hochhält. Dann fließt leider über die Schutzdioden zwischen nicht-invertierendem und invertierendem Eingang des OP ein Fehlerstrom, der die Strommessung verbiegt, solange keine Sense-Leitung angeschlossen ist. Da könnte ein anderer OP oder ein Spannungsfolger vor TP3 helfen. Ich hab das aber bislang noch nicht verfolgt. Vielleicht kommen wir ja zu einer Lösung.

Bei meinem Versuch hatte ich keine 4,7 Diode zur Hand und nahm deshalb eine 3,9.
Diese arbeitet jetzt wahrscheinlich nicht mehr linear bei hohen Strömen. Muss es noch mal anschauen.

Da ist es vollkommen egal, ob die linear arbeitet oder nicht, die eigentliche Regelung macht immer noch U10 auf der EDL-Platine, das ist und bleibt der Compare-OP. Da findest Du auch D2, die im Leerlauf (Soll = 0) verhindern soll, daß die Regelung nach negativen Spannungen abdriftet. Weil diese Diode aber im Bereich von unter 1V noch nicht ordentlich sperrt, muß eben mit der Zenerdiode dem U10 quasi künstlich die Regelung auf das Niveau des Gates eines FETs angehoben werden. Überbrücke einfach mal die Z-Diode und Du wirst sehen, was ich meine.

ach ja, was bewirkt die Schottky- Diode? Sie schaltet ja immer dann durch, wenn (-) 0.3V höher liegt als der Out vom OP.

Siehe oben, D2 an U10 der EDL-Platte. Die Ausgangsspannung des OPs liegt im Betriebszustand (außer Sollwert =0) immer bei einigen Volt (Gatespannung des FET) Damit sperrt die Diode normalerweise immer.

Vele Grüsse
Paul

[psclab38]

Hallo an alle,

ich habe ja mal in den letzten Postings zu diesem Thema erwähnt, daß meine Zusatzschaltung an einem kleinen Phänomen krankt, wenn man die Sense-Leitungen der EDL herausführt. Beim Leerlauf am Eingang der EDL haben die zusätzlichen OPs (OP27) in der Stromverteilerschaltung leider durch ihre eingebauten Schutzdioden den dummen Nebeneffekt, daß ein kleiner Strom aus dem Steuerkreis in den Lastkreis fließt, was in diesem Falle zu einer falschen Stromanzeige führt.

Wenn man die Sense-Leitungen (spezielle die Sense-) brav anschließt, ist der Spuk weg. Da das nicht schön ist, würde ja eigentlich ein OP mit J-Fet-Eingängen die Sache lösen. Aber was bietet sich da an? Ich hab leider keinen guten Überblick...

z.B. ganz simpel TL081 oder LF356?

Beim OP27 ist der Ausgangswiderstand mit 70 Ohm angegeben. Bei den J-Fet-Typen bin ich mir da aber nicht sicher, da hab ich diese Angabe nicht gefunden. Die haben zwar eine schnellere Slew Rate, aber ein direkt pinkompatibler Ersatz mit brauchbarem Ausgangswiderstand wäre nicht schlecht (Die Trim-/Balance-Anschlüsse sind nicht verwendet und offen.) Der neue OP sollte wie bisher die Gatekapazität über die 47Ohm ohne zusätzliche Treiberschaltung flott umladen können.

Hätte da jemand von Euch eine Empfehlung?

Viele Grüße
Paul

[Roddot]

Kopfhörerverstärker mit <= 32R könnte gehen.
Die Spannungsbereiche könnte da auch reichen, Vo sollte ja eigentlich kein Problem sein.

Frage ist was S und R etc so haben OPAmp's sind rar gesät wenn man mal den 741 und dessen Derivate heraus lässt.
Den OpAmp-Lagerbestand scheint schon lange keiner mehr nach logischen Überlegungen zu pflegen.

[Roddot]

S hat OPA2132 (zweifach) scheint aber nur +- 40,x mA zu treiben aber für 6€ ist es zwar schön das er nicht die Phase dreht aber hier wohl doch ein bisschen "zu gut".
Zum ausprobieren ob es der Eingangsstrom ist einen leicht erhältlichen 071/2/4 mit Treiber ausprobieren?

Als Anregung zur Diskussion, auch wenn es nicht hilft wenn es der Eingangsstrom ist und nicht irgend eine merkwürdige Rückwirkung.
Mir gingen damals die Autoradio OpAmp's wie TDA2020/30 u.s.w "durch den Kopf" die könnte man gleich auf die externen Kühlbleche Schrauben und haben einige Schutzmechanismen eingebaut.
Davon gibt es angeblich auch Versionen die günstig als "richtige" PowerOpAmps verkauft werden.
(Vos bei "Betriebstemperatur" messen und mit Widerstand Kompensieren? "Ruhestrom" bei hochohmiger Last?)

Ich suche auch gerade ein RRIO für 5V der genau ist <50R treibt und auch noch eine induktive Last ab kann. (Kabel)
Bei S... TS922/4 AD8604 haben beide hierfür aber eine zu geringe Vs.

Ist echt schwierig obwohl die Hersteller so was nun in Mengen produzieren, muss wohl doch mal Muster bestellen.

Edit:
Wenn es die Dioden sind sollte jeder 14-50ct OpAmp reichen ohne Dioden halt.
Der Eingang dürfte wohl auch keine PNP's haben.