Ich glaub das fällt unter verrannt.
Manchmal hilft es das Zeug von der Platine zu rupfen und nochmal neu aufzubauen.

Im Anhang nochmal ein neuer Schaltplan. Dieser ist nun von der funktionierenden Schaltung abgezeichnet.
Ich versuche mal zu erklären was ich mir dabei gedacht habe - dabei würde ich um Prüfung bitten ob ich da auf dem richtigen Dampfer bin.

Korrekturen, Vorschläge und Verbesserungen sind erbeten.

----schnipsel-----
IC1 ist ein einstellbarer Shunt-Regler. Mit den Widerständen R2, R3 und dem Trimmer P1 wird er auf eine Spannung von 5V eingestellt. R1 dient der Strombegrenzung und lässt etwa 20mA fließen (Uin = 10V).

Über R4 wird die Referenzspannung dem Nicht-Invertierenden Eingang 1. OP zugeführt der als Komparator arbeitet. Solange die Referenzspannung höher ist als die Feedback-Spannung am Invertierenden Eingang des OP steuert er mit maximaler Verstärkung durch und über D1 und R6 damit auch die Basis von T1 an. Das hat zur Folge daß dieser durchsteuert und über R7 und R5 nun auch am Feedback-Eingang des OP die Spannung ansteigt.
Grundsätzlich könnte man die Spannung am Referenzeingang (+) des OpAmp auch variieren, aber hier soll ja eine fixe Ausgangsspannung zur Verfügung gestellt werden.

IC2 ist ein kleiner Inverter-Baustein der aus 5-16V Eingangsspannung -11V generiert und stellt lediglich die negative Spannungsversorgung für den OpAmp her. Mit einer Single-Supply-Schaltung habe ich es ja oben versucht und immer wieder Probleme mit der Strombegrenzung bekommen weil die Ausgänge des OpAmp nicht bis an die negative Versorgungsspannung heranreichten.

R7 dient als Shunt-Widerstand zur Strommessung. Bei 500mA fallen hier 0,41V ab. Der 2. OP (IC3 3/4) arbeitet als Differenzverstärker nach Beispielbeschaltung. Mit den Widerstandswerten R8 = R10 = 10k und R9 = R11 = 100k erhalten wir einen Verstärkungsfaktor von 10, also 4,1V bei 500mA Laststrom über den Shunt.
Wichtiger als die Verstärkung ist hierbei daß die Ausgangsspannung nicht mehr "irgendwo schwebend" ist sondern nun auf die Schaltungsmasse bezogen.

Diese Ausgangsspannung wird nun dem 3. OP (IC3 4/4) als Steuersignal an den Inverting Input angelegt. P2 und P3 bilden einen einstellbaren Spannungsteiler von 0 bis 4.1V als Referenzspannung für den 3. OP.
Der arbeitet wie der 1. OP als Komparator. Im Normalfall ist die Referenzspannung > der Ausgangsspannung des 2. OP, der Komparator schaltet durch kann aber aufgrund der Diode die Basis des Transistors nicht aufsteuern.
Steigt der Strom in R7 steigt auch die Spannung am Ausgang des 2. OP und sobald diese die eingestellte Referenzspannung am 3. OP überschreitet zieht dieser seinen Ausgang in die Gegend der negativen Spannungsversorgung. Der Strom durch D1 und R6 fließt nun nicht mehr in die Basis von T1 sondern über D2 in den negativeren Ausgang des OP.
In Folge dessen fällt die Spannung am Emitter von T1 ab und der Strom sinkt.



Diese Schaltung neigte ebenfalls noch zum Schwingen, daher wurde C3 eingefügt. Hiermit arbeitet die Schaltung Bis in den Kurschlussbereich stabil. Die Ausgangsspannung bricht auf paarnfuffzich Millivolt ein bei ziemlich genau 500mA Strom.

Wobei das natürlich Grenzwertig für den Transistor ist ca. 10V bei 0,5A zu verbraten - laut Spezifikationen kann er maximal 8W Verlustleistung ab. Bei maximal 150 Grad und 10K/W Übergangswiderstand zum Kühlkörper sollte das aber noch gehen, der Kühler sollte halt nicht ganz klein ausfallen. Ich würde sagen so in der Kragenweite maximal 4 K/W, damit bleiben 50 Grad für Umgebungstemperatur und Reserve im Kurzschlussbetrieb.
Ist etwas knapp bemessen, aber wenn man sowas nicht bei 40 Grad im Sommer im Dauerkurzschlussbetrieb belässt sollte es das überleben.

Es sollte auch ohne die negative Hilfsspannung mit IC2 gehen.

Von selbst schafft der OPV-Ausgang nicht, auf 0 Volt zu gehen, wenn die negative Betriebsspannung mit GND verbunden wird. Lege mal den Ausgang über 1 kΩ auf Masse, dann sollte es funktionieren.

DL2JAS

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mir haben lehrer den unterschied zwischen groß und kleinschreibung und die bedeutung der interpunktion zb punkt und komma beigebracht die das lesen eines textes gerade wenn er komplizierter ist und mehrere verschachtelungen enthält wesentlich erleichtert

Der U-Regler hat überhaupt keine Beschaltung, da wundert es nicht, daß da mal was schwingt (2-Punktregler). Schau Dir doch mal die Reglertypen an P, I und D-Regelung .

Gruß Killer

@dl2jas:
Der Widerstand funktioniert leider nicht, das würde ich aber mit dem OP erklären wollen.
Am Ausgang des Differenzverstärkers liegen halt immer mindestens etwa 0,35V an. Er kann ja bei 0V auch schlecht nen Strom liefern.
Der des Komparators (mittlerer OP für die Stromregelung) hingegen sinkt nicht unter etwa 1,2V - bei 20mA Basisstrom für T1 die darüber abgeleitet werden kommt das durchaus mit den Angaben aus dem Datenblatt hin. Um da in die Nähe von 0V zu kommen dürfte der Strom maximal 10µA betragen sagt das. Das ist doch etwas wenig für die Transistorbasis
So ein LM324 ist ja jetzt auch nicht gerade ein Präzisionsvertärker.
Das würde die Vorgänge zumindest erklären?!


Weiterhin habe ich bemerkt daß der Referenzwert für den Strom sich nicht auf unter etwa 30mV einstellen lies - das sorgte für einen Strom von etwa 7mA bei Minimaleinstellung.
Nach Austausch des Potis durch ein nicht kratzendes komm ich nun auch an die 0V der Referenzspannung und einen minimalen Strom von etwa 3mA im Kurzschlussbetrieb und etwa 1,6mA bei Belastung mit 1kOhm.
bei 200mA eingestelltem Strom liegen etwa 3mA Differenz zwischen 0 und 18 Ohm Last. Hochpräzise würd ich das nun nicht nennen, aber mit der Abweichung kann ich leben.


@IC-Killer:
Bei der U-Regelung will ich ja gar keine Rückkopplung sondern die Differenz am Komparator soll diesen ja möglichst schnell in die Begrenzung treiben.
Das funktioniert auch einwandfrei und wie geschrieben konnte die Schwingneigung der Schaltung mit C3 eliminiert werden.

Wenn ich die Seite zu den Reglern richtig interpretiere ist aus dem P-Regler des Differenzverstärkers durch den zusätzlichen Kondensator nun ein PI-Regler geworden da ihm einfach eine Zeitabhängige Komponente hinzugefügt wurde. Die Formeln sind mir allerdings größtenteils zu hoch. Spätestens wenns an Integrale geht.

Hast Du es mit dem Widerstand probiert?

Hintergedanke, der OPV kommt nicht von allein auf 0 Volt, das soll der Widerstand erledigen, ihn herunterziehen. Ich habe mich jedoch nicht mit dem Datenblatt unterhalten, ob hier der Trick möglich ist.
Ähnlich macht man es, wenn volle Betriebsspannung an einem Ausgang notwendig ist, Stichwort open collector, nur dann halt nach V+ und nicht nach GND.

DL2JAS

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Ja, ich habs probiert - am "sinkenden" Ausgang hat das etwa 50mV Unterschied ergeben, am "sourcenden" Ausgang keine Veränderung.

Dennoch vielen Dank für den Hinweis - das ist notiert und beim nächsten derartigen Problem denke ich hoffentlich dran.


Verquer gedacht könnte ich ja mit noch einem OpAmp einen Oszillator bauen um damit eine Ladungspumpe zu betreiben. Schließlich geht es hier in erster Linie um den Lerneffekt und nicht um die Praxisanwendung.
Für die Praxis würde ich das gelernte dann z.b. in einem richtigen Labornetzteil umsetzen. Angeblich war das früher mal DAS klassische Selbstbauprojekt (Und wenn ich mir die Foren dazu so ansehe ist das heute nicht viel anders.)

Ist ja auch fast logisch, denn die meisten Schaltungen kommen ohne stabilisiertes NT nicht aus.

Killer

[ Diese Nachricht wurde geändert von: IC-Killer am  1 Feb 2011  0:19 ]

Natürlich - wobei "Stabilisiertes Netzteil" ein sehr weitgehender Begriff ist. Das reicht grundsätzlich vom besseren Steckernetzteil bis hin zum Multi-Mille-Agilent-Trumm.
Derzeit und auch in naher Zukunft verrichtet hier ein simples einstellbares Etwas mit nem LM317 drin seine Dienste. Das hat auch die Versorgung für diese Testschaltung gemacht.

Einen großen Bruder davon möchte ich definitiv bauen - nur hätte ich mich dazu bislang blind auf einen beliebigen Schaltungsvorschlag im Netz verlassen müssen.
Einfach nur irgendwas nachzubauen und die Funktion mit einem "is so" hinzunehmen reicht mir nicht (mehr). Und nachdem ich nun so Dinge wie nen Differenzverstärker denke halbwegs begriffen zu haben, versteh ich z.b. auch das Selbstbauprojekt vom selfman auf das ich hier im Forum gestoßen bin.
Daß sich sowas heutzutage nicht mehr rechnet ist mir klar - aber dafür ist es ja auch ein Hobby.

Offtopic :

Man kann das meines Erachtens nach durchaus mit Fotografie vergleichen. In meiner Familie wurde nie besonders viel fotografiert. (Das war wie ich das sehe in Arbeiterkreisen auch eher unüblich.) Die Bilder die gemacht wurden waren zu Hälfte oder mehr Ausschuss, und die Handlungsanweisungen für eine Kamera lauteten in etwa: "Hier drücken, aber bloß nichts verstellen!". Heute kenne ich die Gründe warum die Bilder in den meisten Fällen gar nichts werden _konnten_, genauso wie ich mir einen Kopf um solche Dinge wie Bildaufbau mache. Dazu war es aber eben auch nötig die Handwerklichen Fähigkeiten der Fotografie nebst den grundlegenden Gestaltungsregeln zu lernen. Eine davon lautet: "Kenne die Regeln - und verstoße dagegen!" Will sagen: Ich muß erstmal wissen warum ich Etwas mache, bevor ich daran Etwas ändere.

Eben deshalb hab ich ja das mit den Reglertypen geschrieben. Das sind nunmal Grundlagen hierfür. Der Leistungskram ist ja nur einfache Dimensionierungssache. Aber schau doch noch mal bei dem link von mir. Weiter unten kommen auch nicht nur Formeln und so. Dann merkst Du auch, warum es bei einem Regler zum schwingen kommen kann.


Sprungantworten verschiedener Regler

Gruß Killer

[ Diese Nachricht wurde geändert von: IC-Killer am  1 Feb 2011  1:29 ]

Deneriel, Du machst das schon ganz gut.

Da Du wirklich fachlich interessiert bist, habe ich mir auch die Zeit genommen und die Schaltungen näher betrachtet. Learning by doing und es dann auch verstehen!
Dann wirst Du auch die Tücken bei größeren Projekten erkennen. Was man selbst verbockt hat oder was bei scheinbar guten Bauvorschlägen einfach falsch oder zumindest riskant ist.

DL2JAS

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Wo wir schon bei anderen Projekten sind...

- Die Antiparallele Diode an T1 wie man es von Schaltungen mit der 78xx-Familie kennt dürfte auch hier Sinn machen. Da es sich bei T1 um einen klassischen bipolaren Transistor handelt verfügt der ja nicht über eine integrierte Diodenstrecke wie ein MOSfet. Und mehr als 5V Rückwärtsspannung verträgt er laut Datenblatt nunmal nicht.

- Eine schnelle dicke Diode in Sperrrichtung am Ausgang als Schutz gegen Verpolung. Macht auch hier Sinn würde ich sagen.

- Was mich ein wenig irritiert ist hingegen ein Widerstand als Grundlast am Ausgang vieler Netzteile. So wie ich das sehe ist das ja nur erforderlich wenn der Ausgang im unbelasteten Zustand anfängt zu schwingen?!
Immerhin sehe ich das Problem dass der Strom der durch diese Grundlast fließt die eigentliche Strommessung verfälscht. Das ist ja ein konstantes Offset der an sich variablen Messpannung vor dem Shunt. Nach meiner Überlegung würde man ein zweites Differenzierglied benötigen um dieses Offset wieder zu beseitigen.
Die Anpassung des Teilerverhältnis im Differenzverstärker schien mir zuerst eine Lösung zu sein, diese wirkt aber immer nur auf einen Punkt des Regelbereiches. In den anderen Bereichen läuft einem dann die Stromregelung (in Grenzen) davon.
Wäre die Ausgangsspannung nun variabel wäre der Strom durch den Shunt ja nichtmal konstant sondern auch noch von der eingestellten Spannung abhängig.
Mit fallen da eigentlich nur zwei Lösungen ein: Den Messfehler ignorieren auf Kosten der Regelgenauigkeit oder die Grundlast vor der Strommessung einfügen.

Oder tapp ich da im Dunkeln und übersehe eine triviale Lösung?

Die angesprochene Diode ist nicht verkehrt.

Das mit dem Ruhestrom ist wirklich ein Problem, wenn er nicht in die Strommessung einfließen soll. In den meisten Fällen in der Praxis kann man ihn vernachlässigen. In erster Linie möchte man ja das Netzteil oder die angeschlossene Last schützen und stellt weit über Bedarf ein. Es soll ja keine präzise einstellbare Stromquelle mit zusätzlicher Spannungsbegrenzung sein.

DL2JAS

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