"linearer Spannungs - Strom Wandler"

schicke Umschreibung für einen simplen ohmschen Widerstand...




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"Das Gerät habe ich vor soundsoviel Jahren bei Ihnen gekauft! Immer ist es gegangen, immer. Aber seit gestern früh geht es plötzlich nicht mehr. Sagen Sie mal, DA STIMMT DOCH WAS NICHT???"

Zitat :

"linearer Spannungs - Strom Wandler" schicke Umschreibung für einen simplen ohmschen Widerstand...

Moment mal! ein Widerstand erzeugt zwar einen zur Spannung proportionalen Strom, was gurke aber möchte ist wohl eher ein Transconductanzverstärker. Und der ist mit linearer Spannungs/Strom Wandler sehr gut beschrieben, imho jedenfalls.

Ihr gönnt einem hier aber auch wieder nicht den kleinsten unschuldigen Scherz...

Zitat : tixiv hat am 18 Sep 2004 17:39 geschrieben :

Welche Spannung liegt denn an dem Elktromagneten bei 5A an? Von was für einem Netzteil soll der Lastkreis versorgt werden? Solch eine Schaltung kann man mit einem Operationsverstärker, einem Leistungstransistor und einem Shunt Widerstand und ein bisschen Kleinkram bauen. die Dimensionierung kommt dabei aber auch auf die Spannung der Netzteils an!

Also die fuer unsere Anwendung benötigte Spule ist recht groß dimensioniert. Wir testen aber noch, von daher ist der letzendliche Widerstand dieser, also die benötigte Spannung, noch nicht ganz abzusehen. Aber ich sag mal: 20-35 V könnten realistisch sein.


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Und ja, natuerlich verhält sich bei einem Widerstand der Strom proportional zu der Spannung. Was genau tut ein Transconductanzverstärker ? ;)

( jaja gut ich google mal ( tolles verb aus dem duden ))
Nach ein bisschen googlen ist dieser Verstärker im Prinzip genau das Gerät was ich suche, ja ?
Also eine Steuerspannung regelt die Stromstärke.

Könnte teuer werden oder ?
Da ist mir die Idee mit den selbst zusammengestellten Bauteilen lieber, denk ich.
Und nach euren Andeutungen ist die strenge Linearität wirklich machbar? Wäre echt super.


[ Diese Nachricht wurde geändert von: gurke am 18 Sep 2004 20:42 ]

Hallo!

Das Teil nennt sich auch Spannungsgesteuerte Stromquelle.
Einen Leistungstransistor, einen Shunt, einen OPV - vielmehr braucht es nicht.
Wenn die Verlustleistung der Schaltung geringer sein soll, müßte man zur Pulsweitenmodulation greifen.

mfg lötfix



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Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung. Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden. Sicherheitsvorschriften beachten!

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Lötfix am 18 Sep 2004 20:57 ]

und die linearität kommt auf die verwendeten bauteile an ?

Hallo!

Einen hochwertigen OPV mit FET-Eingängen, hoher Verstärkung, niederohmiger Ausgang, Gleichtaktunterdrückung, Offsetabgleich verwenden. Aber das hilft alles nicht wenn der Sollwert nix taugt. Wie sieht es eigentlich mit der Linearität des verwendeten D/A-Wandlers aus?

D/A-Wandler und stufenlos ist ist doch ein interessanter Widerspruch!

mfg lötfix

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Ja, wir verwenden selbstverständlich mindestens einen 8 BIT wandler.
Und wenn ich den digitalen Wert verdoppele so wird sich wohl auch die Spannung verdoppeln.
Natuerlich kommt hier auch es auf die Qualität dieses Bausteins an :)

Wenn da nur ein 8 Bit DAC drann soll, ergibt das bei 5A Maximalstrom ca. 20mA/Stufe und die Qualität des OPV ist vernachlässigbar. Besser wären 10 oder 12 Bit.

mfg lötfix

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Der SChaltplan von Lötfix ist auf jeden Fall schonmal das richtige Konzept. Der Operationsverstärker muss für diese Anwendung auch nix besonderes sein. Eine Hälfte vom LM358 wird ausreichend sein. Ich empfehle, vor den + Eingang des OP's noch einen Spannungsteiler zu setzen, der die Spannung von 0-5V auf 0-0,5V runter teilt, damit an dem Shunt Widerstand Rs nicht so hohe Verluste auftreten. als Transistor würde ich hier statt einem NPN Bipolar Transistor für diese Anwendung lieber einen FET, oder besser gesagt mehrere parallel verwenden. Mehrere werden nötig sein, weil die Verlustleistung am Transistor doch recht erheblich sein wird! Bei 35V Eingangsspannung, und 5A Maximalstrom wird die maximale Verlustleistung für den Transistor über 100W liegen! Da ist dann auch ein relativ grosser Kühlkörper mit Lüfter Pflicht!

Zitat : tixiv hat am 19 Sep 2004 06:02 geschrieben :

Der SChaltplan von Lötfix ist auf jeden Fall schonmal das richtige Konzept. Der Operationsverstärker muss für diese Anwendung auch nix besonderes sein. Eine Hälfte vom LM358 wird ausreichend sein. Ich empfehle, vor den + Eingang des OP's noch einen Spannungsteiler zu setzen, der die Spannung von 0-5V auf 0-0,5V runter teilt, damit an dem Shunt Widerstand Rs nicht so hohe Verluste auftreten. als Transistor würde ich hier statt einem NPN Bipolar Transistor für diese Anwendung lieber einen FET, oder besser gesagt mehrere parallel verwenden. Mehrere werden nötig sein, weil die Verlustleistung am Transistor doch recht erheblich sein wird! Bei 35V Eingangsspannung, und 5A Maximalstrom wird die maximale Verlustleistung für den Transistor über 100W liegen! Da ist dann auch ein relativ grosser Kühlkörper mit Lüfter Pflicht!

Danke fuer die vielen Hinweise.
Wenn die Hälfte eines "LM358" reicht, sollte man diesen dann kaufen oder gibt es auch die entsprechend kleinere ALternative? Ich finde diesen Baustein leider in keinem Shop.
Was genau macht ein FET und wie sieht eine Parallelschaltung dieser aus?
Und wie genau kühle ich mit einfachen Mitteln ? (Mir gehts hier um sinnvolle Kühlkörper, Lüfter werden sich wohl auftreiben lassen.)

Zitat :

Wenn die Hälfte eines "LM358" reicht, sollte man diesen dann kaufen oder gibt es auch die entsprechend kleinere ALternative? Ich finde diesen Baustein leider in keinem Shop.

Ich wüsste jetzt keine "kleinere" Alternative. der LM358 ist schon ein winzling, und hat 2 OP's in einem Gehäuse. z.B. Conrad Best. Nr. 174440 .

Zitat :

Was genau macht ein FET und wie sieht eine Parallelschaltung dieser aus?

Ein FET ist ein Feldeffekt Transistor. Das ist eigentlich ansich schon eine Spannungsgesteuerte Stromsenke, allerdings nicht linear. Der OP wird genutzt, um den Mosfet linear zu bekommen. Durch eine Spannung am Gate Anschluss eines Mosfets gegnüber seinem Source Anschluss kann man die Leitfähigkeit zwischen Drain und Source beeinflussen. Der Source Anschluss währe hier unten im Schaltplan, der Drain oben und das Gate links. Zum parallel schalten verbindet man einfach bei mehreren Mosfets S-S, D-D, und G-G, und tut dann so als wenn es einer währe. Als FET's würde ich 4 Stück BUZ11 empfehlen. Lieber einen zuviel als einen zu wenig!

Du solltest über den Elktromagneten unbedingt eine Rücklaufdiode einbauen, damit der FET nicht durch Überspannung beim Abschalten der Spule beschädigt wird.

Zitat :

Und wie genau kühle ich mit einfachen Mitteln ?

Kauf Dir einen Kühlkörper! in den Bohrst Du Dir dann M3 Gewinde, und schraubst die FET's dann da drann. Der Kühlkörper sollte nicht mehr als 2°C/W haben, besser weniger! Durch den Lüfter wird diese Zahl dann noch weiter runter gesetzt. 2°C/W währen nämlich normalerweise schon zu viel! Zwischen FET und Kühlkörper schmierst Du noch Wärmeleitpaste. Das ist wichtig! Der Kühlkörper wird elektrisch mit dem Drain anschluss Deines FET's verbunden sein. Beachte das beim einbau des Kühlkörpers, der sollte als ganzes von der Umgebung isoliert sein! Es gibt auch die möglichkeit, die FET's gegen den Kühlkörper zu isolieren, das ist wärmemässig aber eher ungünstig.

Du bist echt super, danke ;)
Nur zu deiner Information. Wir sind Jahrgang 13 eines Gymnasiums, haben Physik LK und machen eine sogenannte "besondere Lernleistung" ... eine Semesterarbeit eben.
von daher haben wir noch nicht ganz soviel Praxis in Sachen Elektrotechnik aber halt reges Interesse ;)

Ein gedankliches Problem hab ich noch. Du sagtest beim FET ansich ist der Stromanstieg im Vergleich zur Spannung nicht linear.
Wie genau kann der OP ( Das ist doch der Operationsverstärker oder ? ) denn das ausgleichen? Also vorstellen kann ich mir das im Prinzip schon, nur dann müssten diese beiden Bauteile ja genau aufeinander abgepasst sein und der OP müsste auch NICHT liear sein, nur genau umgekehrt zum FET? :D

naja... hoffe du verstehst mein problem damit ;)