Dummyload

Mooi shema, misschien toevoegen aan de schakelingen sectie ? Aangezien dummy loads toch een regelmatig terugkerend topic zijn.

Hi heren,

Nog even iets van het "meetfront" m.b.t. de Dummy Load schakelingen.

Vanochtend heb ik de tweede versie van de Dummy Load met de OPA727 nog wat meer aan de tand gevoeld wat stabiliteit betreft.
Mmmm, rew, bij bepaalde frequenties en Drain weerstand/spanning genereerde de schakeling!
Drain weerstand verlagen, weg was het, modulatie signaal vergroten of verkleinen weg was het GRRR.
Dit natuurlijk alleen bij sinusvormige signalen en als ik de voedingspanning verlaag zonder dat de modulatie vastloopt.

Het gedrag doet mij sterk denken aan audio eindversterkers waar je zo 4,7uF aan de uitgang naar ground kan hangen, en geen krimp geven ze.
Maar nu 4,7 of 10nF, gillen maar...

Dit is nu de rede waarom ik zoveel meet aan mijn schakelingen, het moet absoluut stabiel zijn ( probeer ik )

De oplossing was, de compensatie condensator tussen de uitgang in de inverterende ingang wat te verhogen.
Het vervelende is dat de metingen die ik net heb gedaan het effect niet heb kunnen reproduceren.

Ik wil namelijk graag weten wat de grenzen zijn, dus met welke waarde van de C, het stabiel blijf.
Ook de gateweerstand wou ik nog mee spelen, deze is nu rond de 18-Ohm naar de Fet toe.
Daar legt denk ik, het grootste deel van de generatie verschijnselen. Was op een hoge frequentie rond de top van de Sinus.
Maarja, als hij niet meer wil gillen moet ik voor een goede stabiliteit, beide componenten een á twee stapjes hoger nemen.
De stroom die ik heb gemeten door de Gate weerstand, was boven de 100Khz met sinus max. uitgestuurd ongeveer 7mA +-20%

Waarom gaat het nu genereren, ik denk om de volgende redenen, te krappe compensatie en te lage Gate weerstand.
Dit samen met de veranderende eigenschappen van de Fet als de Drain spanning varieerd.
Hier een screenshot uit een datasheet betreffende de varieerende capaciteiten in de Fet.
Dit samen met ook de duidelijk veranderen stijlheid in het begin van de grafiek bij lage voedingspanningen.
Bij 2V Drain/Source is het verschil tussen 5V gete spanning en 30V gate spanning nihil.
Let vooral op de capaciteiten in het eerste stukje in de grafiek, dit is dus de SiHG22N50D, de Crss en de Coss varieren sterk van "0" tot zo'n 20V.

In de volgende foto's van de scoop kan je het ook zien.
De eerste is met 32V spanning uit de DELTA.
De groene lijn is even de referentie voor de opamp uitgang,
de frequentie is 50Khz en de blauwe lijn is de stroom door de Fet, ongeveer 8A-TT.
Het is al te zien dat de Fet niet helemaal meer lineair is, kijk maar naar de onderzijde van de sinussen.
De opamp moet duidelijk zijn best doen de Fet goed uit te krijgen, zie de duidelijke punt aan de onderzijde van de gele lijn.

Nu bij 15V uit de voeding, De magenta lijn staat in het midden en dat klopt, dat is 15V gemiddeld.
Je kan nu ook zien, dat de opamp uitgang OMHOOG geschoven is, er is met een lagere Drainspanning meer sturing nodig.

En als laatste 5v uit de voeding, de opamp uitgang is ondertussen 1,6V omhoog gegaan.

Ondanks dat deze Fet redelijk veel drainstroom kan hebben is hij wat mij betreft niet echt geschikt om bij lage spanningen en grote stromen te gebruiken.
Pas bij 5V Drain/Source werkt hij lekker, dan is het met een redelijke Gatespanning (7V) net 10 Ampere haalbaar.
Dit natuurlijk voor puls gebruik, ik ben met het testen tot 14 ampere gegaan bij hogere spanningen met mijn standaard puls.
Het is een mooie Fet voor deze toepassing alleen niet geschikt om 1,2V Cellen te testen, 3,7V gaat net als de stromen niet te hoog zijn.

Is hier een oplossing voor?
Voor een deel wel, daar ik ook voor een redelijk vermogen sneller wil kunnen meten, heb ik deze week besloten
nog een Dummy Load te maken naast de gene die ik al heb.
De Dummy Load die ik nu heb, kan 15 min 250-Watt dissiperen en heeft een bandbreedte van net geen 30 Khz.
Ik ga 8-Fets met 8-Opamps gebruiken zodat ik aan ongeveer 50-Ampere continu kom. Waar haal ik die voeding vandaan... Oja, auto accu
De spanning daarbij (vermogen) hangt van het koelelement en ventilatoren af.

Voor de gene die aan b.v. laagspanning, zet 1 tot 3V goed wil meten, is natuurlijk de oplossing te doen wat rew zijn uitgangspunt was, 0,01-Ohm Source weerstand en een logic-Fet. dit aangestuurd door een opamp die de gatebelasting goed aankan.
Je zal waarschijnlijk wel wat consessies moeten doen wat de bandbreedte betreft.

Ik zal eerst het type Dummy Load met de NE5534 verder afmaken en de laatste versie van het schema hier laten zien.
Dit zodat de nabouwers in ieder geval een redelijk schema hebben t.o.v. de vele prullaria die met Google te vinden is.
Ja met dubbele voeding, -5V en zeg +12V.
Ook de voeding zal ik als schema laten zien, want volgens mij kan dit met één trafo wikkeling met gestapelde stabilisatoren, om het leed te verzachten

De komende dagen dus meer post van mij...

Gegroet,
Blackdog

Hi leime,

Dat klopt, geen voeding, en de opampuitgang hangt aan zijn +voeding.
Ik kan kijken of ik een "clamp" kan aanbrengen die het gedrag van de schakeling niet te veel aantast en hierdoor sneller regelt als er weer spanning aanwezig is,
omdat de opamp niet in verzadiging zit.

Op de Dummy Load die ik al gebouwd heb en in een net kastje zit,
bevind zich een "Mute" schakelaar, hiermee gaat de stroom naar "0"
Als ik echter vergeet, dat de stoom stond ingesteld op 15-Ampere en mijn schakeling mag maar max. 1,5 leveren, dan is het jammer, had ik maar op moeten letten.

Ik draai altijd mijn voedingen en b.v. mijn Dummy Loads naar "0" als ik deze uitzet, vele jaren terug al geleerd

Gegroet,
Blackdog

Wat ik daarnet schreef kan dat geen oplossing zijn of zit ik volledig mis?

Dat zou een oplossing kunnen zijn, maar er zijn best situaties te bedenken waarbij de spanning tijdens het testen onder de 2V zou kunnen komen.

@Blackdog: het probleem lijkt me niet zozeer dat de instelling van de stroom te hoog staan, maar juiste dat de MOSFET helemaal open staat, en dat dus stroom dus kortstondig veel hoger kan worden dan de 15A die jij als voorbeeld gebruikt. Als de opamp dan ook nog eens verzadigd is, en dus relatief lang nodig heeft om weer in zijn normale werkbereik te komen, kan dat toch vervelend zijn.

Dit is in eerdere topics ook al eens te sprake gekomen; ik heb wel een paar experimenten gedaan met dergelijke dummyloads (maar dan voornamelijk DC), maar daar ook nog geen sluitende oplossing voor gevonden. Mijn idee was eigenlijk om de hele schakeling automatisch inactief te maken als de spanning op de gate voor langere tijd te hoog wordt; dat geeft aan dan de ingestelde stroom niet gehaald wordt, en dus dat de Rdson van de MOSFET te hoog is, of de DUT de stroom echt niet kan leveren, en dus inzakt tot bijna 0V. De schakeling zou dan inactief blijven, met een indicatie, tot je zelf op een momentschakelaar drukt om hem te resetten, waarbij hij natuurlijk weer begint te regelen vanaf 0A, en dus als het goed is geen grote overshoot veroorzaakt.

Daarom moeten uitgangselco's niet te groot zijn.

50ns is wel erg snel, er zijn ook opamps die er doodleuk een milliseconde of over doen. Daarna is de slewrate van de opamp waarschijnlijk nog niet eens de beperkende factor, de terugkoppel condensator beperkt de slewrate verder, en de gate capaciteit (gate-source en drain-gate) en serieweerstand beperken de snelheid waarmee de MOSFET gaat sperren.

Ik vind het inderdaad niet zo'n fijn idee dat de schakeling "default" naar een volle kortsluiting gaat. Een systeem zoals ik voorstelde is ongeveer hetzelfde als de "following error shutdown" die heel gebruikelijk is bij industriële servoregelaars.

Maar dat geldt voor alles. Je sluit toch ook niks op een lab voeding aan voor je hebt gecontroleerd of hij goed staat.

Ik heb in ieder geval tot nu toe geen probleem hiermee gehad. (oa bij testen aan een 100Ah accu en wat 3S lipo packs van mijn helicopters).
Ik heb een weerstand parallel aan de te testen voeding (via een diode gekoppeld aan de voeding van de load)

Ik heb van de week wat opamps getest met mijn opamptester. Het was heel leerzaam te zien hoe lang een opamp die met zijn uitgang vastloopt in zijn rails er over doet te herstellen. Best erg lang eigenlijk. Ik heb de tijd niet gemeten, ik wilde andere dingen weten, dus feitelijk een opamp als comparator getest.
Ik zet meestal een zogenaamd speedup-Ctje over de gateweerstand. Als ik meer tijd heb zal ik eens wat metingen daaraan doen.

Morge Heren,

Mooi dat iedereen meedenkt!
De oplossing kan zijn, net als in mijn PSU Destroyer Mark I een transitor over de Source weerstand te zetten, kost een paar onderdelen en dan kan je de piekstroom beperken.

Je krijgt dan een spanningsdeler naar de basis toe van deze transitor (BD139) vanuit de Sourceweerstand.
Op bovenstaande schema zie je maar één basisweerstand, bij mijn Dummy Load moet het dus een spanningsdeler worden.
Direct de basisweerstand aan de Source hangen geeft max. rond de 6-Ampere met 0,1-Ohm source weerstand.
Je zal na moeten denken, over wat je wilt beschermen?
Je DUT, of je Powerfets... Beide denk je? dan is het meestal het beste te doen wat ik al eerder zij, alle regelingen naar "0" bij uitschakelen en een "mute" functie aanbrengen en goed opletten

Misschien is de opmerking van SparkyGSX en anderen over en sense lijn aan de drain met een reset functie.
Het lastige is de timing, en de minimale waarde waarbij hij in werking treed, 0,5V op de drain en zeg 5 Seconden, wat denken jullie?

Voor de begrensing van de Drainstroom 6-Ampere mag de beveiliging nog niets doen en 10 á 10 Ampere Fet in de begrensing?

rew,
De 727 is vrij snel maar de capaciteit tussen de uitgang in de inverterende ingang maakt het langszamer.

Net nog in een beginners fout getrap, om te kijken hoe snel de opamp uit verzadiging komt heb ik de voeding op de drain gepulst.
De opamp komt eerder uit verzadiging dan dat er Drainspanning verschijnt...
Dit dus door verschil in lengte van de meetkabel en type, coax en probes...

Wat Fred verder al zij, en ik ook hierboven, je zal moeten opletten, als je een 3,3V Pic gaat testen, sluit je dus niet de voeding aan en zet daarna de powerschakelaar om...
Vaak heb je geen idee van wat de ingestelde spanning was. (ja ik ken alle uitzonderingen )

Ik wil best wat experimenteren zoals ik hierboven beschijf zodat de Fet in ieder geval heel blijft als er veel energie aanwezig is.

Ik hoor jullie opmerkingen wel...

Gegroet,
Blackdog

Hi Heren,

Vanavond heb ik aan het schema gewerkt voor de Dummy Load met de NE5534A.
Aan dit schema ga ik nog een keer uitgebreid meten zodat ik er zeker van kan zijn
dat de nabouwer een goede Dummy Load er aan over houd. (natuurlijk wel mijn bouwwijze volgen)

Als eerste even het schema en dan wat uitleg over het hoe en wat.
Dit is niet het definitieve schema, maar dat zal niet al te veel afwijken van onderstande schema, ik vermoet alleen wat aanpassingen betreffende de kantelpunten van de aanwezige filters.

Ok het schema, klikbaar deze keer.

DC ingang
Laten we bij de DC ingang beginnen, deze bepaald de stroom door de Drain.
De +ingang van de NE5534A krijgt zijn sturing via een spanningsdeler / Filter.
R2 + trimpot R5 en als laatste R7 verzorgen een 1:10 deler van de ingangsspaning.
Met de trim potmeter heb je een klein bereik om de onnauwkerigheid van R14 en je bouwwijze te corrigeren.
Condensator C4 diend als Low Pass fiter en haalt eventueele storingen uit het DC stuursignaal.
Ik had hier eerst 0,1uF zitten, maar toen bedacht ik dat er misschien mensen zijn die de 0-5V uit een microcontroler halen,
en op deze manier de stroombron willen moduleren.
Het kantelpunt zit met de 10nF -3dB rond de 16Khz.

AC ingang
Hier beginnen we met een kleine weerstand van 47-Ohm en een Schottky diode die er voor zorgen dat de -ingang van de opamp,
niet te ver negatief kan worden gebracht ( de lading van C1 richting de opamp )
R3 zorgt er voor als de modulatie ingang niet wordt gebruikt, de - aansluiting van de elco aan de "0" ligt.
R4 en R6 stellen de gein in voor de modulatie ingang en deze heb ik opgesplits in twee weerstanden.
In het midden heb ik een 220pF condensator C2 naar massa aangebracht.
Dit houd snelle signalen uit de NE5534 en kan door deze snelle signalen ook niet van slag worden gebracht.
Deze waarde zal ik morgen gaan tunen voor optimaal gedrag, maar 220pF geeft in dit netwerk rond de 200Khz kantelpunt.

Offset en Comp Cap NE5534
Het trimmen van de Offset gaat met de trimmer P1, bij kleine stromen wordt deze op de goede waarde van de Drainstroom getuned, zeg bij 50mA.
De gene die veel met de NE5534 gewerkt hebben zullen zich misschien afvragen of er geen compensatie condensator tussen 5 en pen 8 moet komen.
Deze condensator heb ik bijna nooit hoeven te gebruiken bij deze opamp.
Deze condensator is nodig als de gain beneden de 3x komt en verlaagt de Slew Rate (bandbreedte)
Ik zal in ieder geval met een stuk of 10 van deze IC's gaan testen op stabiliteit.

Compensatie voor Gate capaciteiten
Deze wordt verzorgt door C6 en samen met R10 verzorgt dit grotendeels het kantelpunt/bandbreedte van de dummy load.
Over een groot deel van de verschillende impedanties aan de drain van de Powerfet werkt zelf 100pF goed.
Denk denk je mooi, goede bandbreedte, maar niets voor niets,
bij niet getwiste aansluitingen van de draden naar de te testen voeding, gaat het mis.
Ik denk dat hij uiteindelijk tussen 270 en 470pF zal worden.

Piekstroom begrensing
Door vragen over deze Dummy Load op dit forum heb ik een piekstroom begrensing aangebracht.
Deze gaat de piekstroom begrensen tussen zeg 10 en 12 Ampere.
Mijn doel is 8 Ampere zonder begrensing te kunnen halen bij puls sturing op de modulatie ingang.
De Piekstoom van de voorgestelde Fet is ruim 60-Ampere, als je maar op de dissipatie blijft letten.
Ik meet de stroom met de BE overgang van de BC550C, welke door een spanningsdeler wordt aangestuurd om de 10 a 12 Ampere begrensing te krijgen.

Voor de gene die zichzelf niet vertrouwen, kan je natuurlijk ook een snelle 10-Ampere zekering opnemen in de Drain.
Dan heb je ook een extra bescherming tegen het ompolen
De BC550C helpt daar namelijk niet bij.

Mooi dat was het voor vandaag, Shoot at it!

Gegroet,
Blackdog

Hi Bramvr,

Wat zou je digitaal willen maken?
Omdat het digitaal zou zijn dan better?
Deze Dummy Load heb ik ontworpen voor het testen van niet te grote voedingen.
Een 48V accu systeem ga je niet testen met een Dummy Load die als je vier van deze trapjes parallel zet 20 Ampere aankan.
Dat accu systeem kan waarschijnlijk K-Ampere leveren voor langere tijd...

Ik heb hier twee Dummy Loads in gebruik en nog nooit stuk geweest.
Je kan sensen op de een niveau aan de uitgang van de opamp met een comperator en dat in een RS flipflop duwen.
Maar er zijn verschillende toestanden, zoals bij lage aangeboden spanning dat je pieken krijgt op het signaal van de uitgang en hij dan uitschakeld als je dit niet gaat willen...

Ik weet niet of je wel eens een voeding hebt gebruikt die met een Thyristor beveiliging is uitgevoerd.
Die laat je snel ongebruikt op de plank staan door het toch wel erg snelle uitschakelen.
Als er geen andere beveiliging in de desbetreffende voeding zit moet de Thyristor zeer snel reageren.
Als gevolg hiervan, blijf je op de reset toets drukken "bin there done that"

Dus tot nog toe is de extra veiligheid met de BC550c voldoende, maar ik hoor graag of er nog andere manieren zijn.

Gegroet,
Blackdog

PS,
Bramvr jewas aan het posten toen ik het ook net deed...
De extra diode geeft weer een extra drempelspanning, dat verhoogt de minimaal te testen voedingsspanning.

Eigenlijk mag je dat niet meer vragen over die 50-Ohm weerstand voor de meetuitgang.
Ik had al aangegeven dat je dit moet opbouwen als HF schakeling en dat er gemeten wordt met een 50-Ohm systeem.
Door de redelijk snelle pulsen moet een coax kabel minstens aan 1 zijde een 50-Ohm impedantie zien.

[Bericht gewijzigd door blackdog op donderdag 7 augustus 2014 22:37:34 (16%)]

Kan het zijn dat r10 niet aan de collector maar aan de source moet ?

Wat zou je digitaal willen maken?

Ik had jou oplossing nog niet gezien ik moest op dat moment nog eerst eens refreshen dus digitaal is niet zo'n goed oplossing

Eigenlijk mag je dat niet meer vragen over die 50-Ohm weerstand voor de meetuitgang.
Ik had al aangegeven dat je dit moet opbouwen als HF schakeling en dat er gemeten wordt met een 50-Ohm systeem.
Door de redelijk snelle pulsen moet een coax kabel minstens aan 1 zijde een 50-Ohm impedantie zien.

Ow sorry dat was ik blijkbaar vergeten

Van die diode voor ompool beveiliging begrijp je me verkeerd denk ik. Ik heb even met paint bij getekend wat ik bedoel. Want enkel met de fuse (dus zonder diode) is er toch nog geen ompool beveiliging? En er wordt zo toch niets veranderd aan de drempelwaarde van de dummyload.

[Bericht gewijzigd door bramvr op donderdag 7 augustus 2014 22:53:40 (29%)]

@Bramvr: en wat zit er in die MOSFET dan? Een body diode! Het enige verschil is dus dat R14 nog in serie staat, maar dat maakt niet echt uit.

@Blackdog: ik blijf het vreemd vinden dat je voor de DC en AC setpoints (dus je DC instelling en modulatie ingang) verschillende paden hebt gekozen; je geeft de opamp altijd een DC setpoint, en moduleert de feedback van het systeem terug naar de opamp. Nu is dit niet perse "fout", maar ik vind het niet elegant, en ik zie eigenlijk niet in waarom je verschil zou moeten maken tussen DC en AC setpoint signalen. Op deze manier kun je overigens het setpoint en het resultaat niet tegelijk zichtbaar maken op de scope, en bij een eventuele digitale aansturing en uitlezing ga je ook in de problemen komen.

Het is meet- en regeltechnisch dus niet "schoon"; je hebt geen setpoint, PI regelaar, proces en feedback lus meer, omdat je geen zuivere scheiding hebt gehouden tussen het setpoint en de feedback.

Op zich is die constructie rond Q1 natuurlijk prima, mits je R14 zodanig kiest dat hij op een redelijk punt ingrijpt. Het nadeel van die constructie vind ik wel weer dat je de regelaar verstoort; je trekt de gate omlaag, waardoor de stroom afneemt en de regelfout toeneemt, met als gevolg dat de opamp zijn uitgang omhoog gaat brengen in een poging de ingestelde stroom te halen. Dit alles natuurlijk alleen als je een setpoint op zou geven dat boven de toelaatbare stroom ligt; als de overstroom veroorzaakt wordt door de traagheid van de regelkring, kan zo'n beveiliging best de schade beperken totdat de opamp weer bij de les is.

Toch zou ik er zelf de eerder genoemde beveiliging bij maken (shutdown bij overmatige gate spanning), omdat ik het netter vind om de ongewenste overstroom te voorkomen, in plaats van achteraf wat te beperken. De beveiliging rondom Q1 is wellicht genoeg om je dummyload te beschermen, maar niet je DUT, als die een veel kleinere stroom mag leveren dan je dummyload aankan.

[Bericht gewijzigd door SparkyGSX op vrijdag 8 augustus 2014 09:47:02 (10%)]

Hi SparkyGSX,

Goede opmerkingen en hieronder mijn opmerkingen hierop.

Eerst even dit, kijk nu eens naar deze schakeling, één opmamp, kijk naar mijn meetgegevens, zeer goede resultaten tot noch toe.
Laat mij een schema zien, met die net als mijn "elagante" opbouw, ook deze resultaten behaald.

Uitgangspunt was, een redelijk simpel na te bouwen Dummy Load, goed te moduleren en ook nog een goede snelheid en stabiliteit.

De rede van het moduleren op de -ingang is dat dit meestal iets betere performance geeft.
Ik heb met het moduleren op de -ingang ook minder beinvloeding, meer vrijheid voor filtering e.d.
Ik gebruik dit soort schakelingen al een paar jaar, en ervaar hier geen problemen mee.

Q1 is alleen bedoeld de Powerfet te beschermen, dat de opamp dan aan de + hangt geeft niet, als het goed is, regeld de BC550c snel genoeg.
De maximale piekstroom wordt niet ingesteld met R14 maar met R11 en R12.
Deze waarden zijn zo gekozen dat ze de waarde van R14 niet te veel aantasten (minder 0,1%) en voor hogere frequenties laag-ohmig genoeg zijn en er voldoende sturing aanwezig is om de basis hard aan te sturen van de BC550c.
De collectorstroom blijft onder de 50ma als ik alleen naar de opamp kijk, wat die kan leveren.
Als de Gate capaciteit toch te groot blijkt voor de BC550c om snel genoeg te ontladen, komt er een BD139 in i.p.v de BC550c.

Uhm, ik kan alles goed zichtbaar maken op mijn scoop, dat laten mijn plaatje toch zien?
Je kan de modulatie ingang ook DC gekoppeld maken, kan je het individueel instellen, beide met een DC component.
Uit mijn ervaring met mijn Dummy Loads, werkt deze AC koppeling goed, je zal alleen rekening moten houden dat het signaal geinverteerd is.
Vind je dat lastig, dan kan je er een extra opamp bij plaatsen.
Je kan b.v. een NE5532 nemen, dan wordt de bandbreedte iets minder maar je kan dan de tweede opamp als inverteerder schakelen voor de modulatie ingang en beide ingangen zijn dan positief.

OK, maar het ging om een simpel goed werkende schakeling, en daar voldoet deze aan.
Is dit het optimale wat ik kan maken, nee natuurlijk niet, maar wel goed te doen voor voor iedereen die zo'n soort schakeling wil hebben en er wat tijd in wil steken.

Wat betreft het beveiligen van het te testen object, als je een 3,3V PIC schakeling gaat testen zet je toch ook eerst
je voeding op de goede spanning?
Wat ik al eerder aangaf, de basis is het testen van voedingen een tweede toepassing is het testen van batterijen.
Vooral bij batterijen kan een korte periode de stroom flink oplopen maar met de extra BC550c en de toch al snelle schakeling zie ik verder geen probleem.

Nu even wat het testen van voedingen betreft, als een voeding een korte periode niet een overbelasting kan verdragen,
mag de ontwerper van mij zijn biezen pakken.
De eerste klap, komt trouwens uit de uitgangscondensator van een voeding, zie mijn topic hier over.
Piekstromen tot tegen de 1000-Ampere in het uSec gebied met korte bedrading.
Mijn voeding kortsluittester heb ik begrenst op ongeveer 1400-Ampere piekstroom.
Dit om de 8 Powerfets heel te houden

Ik heb hier niet alle plaatje/metingen laten zien, de uitgang van de opamp gaat vrij snel omhoog
als de Fet in zijn niet lineaire gebied komt.
Door dan de uitgansspanning van de opamp te begrensen tast je ook voor bepaalde stromen de specificaties te veel aan.

Wat ik morgen wel even kan testen is dit, een "Mute" schakelaar aanbrengen die b.v. niet R7 kotsluit, maar een positieve stoom
in de inverterende ingang injecteert.
Ik zal dan moeten meten, hoe de opamp zich gedraagd als de mute weer wordt opgeheven.
Het inschakelen van de Fet komt dan vanaf de negatieve voeding en ik vermoed dat de schakeling dan mooier zijn balans gaat vinden.
Dit dan weer samen met een clamp diode, dan valt het nog te overzien wat extra onderdelen betreft
Het wordt langzamerhand al weer veel onderdelen en minder goed te begrijpen voor de nabouwer...
Maar dat is niet nieuw voor mij, er gaat veel electronica zitten in allerlij beveiligingen.

De extra goede zekeringhouder en 10-Ampere zekering, vind ik verder een goede optie als beveiliging.
Ik zal dat later ook in het schema tekenen.

SparkyGSX,
Ik hoop dat dit het wat duidelijker maakt waarom ik bepaalde beslissingen heb genomen.

Gegroet,
Blackdog

Die R5 is niet een "variabele weerstand" maar een "instelpot". Of eigenlijk "afregelpot". Verder is ie niet "variabel" en heeft R5 niets met het kantelpunt te maken. Vanuit C4 gezien is de impedantie ongeveer 1k // 9k, dus de 200 ohm van R5 komt hier niet in voor.

De ingang waar dat op hangt is bedoeld voor DC instelling....

Hey... De bedoeling van R5 is om R2 op precies 9K af te regelen. Of eigenlijk op 9* R7... Dan is het misschien beter om de loper ook op R7 aan te sluiten. Dan verander je de effectieve waarde R7 niet "mee". Anderzijds, als je 5V niet precies 5V is, maar in de praktijk 5.1V, dan kan je ook deze afwijking wegregelen, zodat je bij 50% van je 5.1V ook 50% van 5A krijgt. Kan handig zijn. (als je een DAC met VREF op die 5.1V hebt, een eenvoudige potmeter tussen die 5.1V en de GND, of als je met een microcontroller gaat PWMen en filteren om de analoge instelling te maken.)

R14 is in blackdog z'n dimensionering groot. Dat komt de stabiliteit ten goede, ten koste van dat je een groter-vermogen shunt moet nemen. Hoewel ik steeds heb geprobeerd om juist die shunt voor "max 1W" te ontwerpen heeft dat bij mij steeds tot problemen geleid. De wat grotere shunt-waarde heeft z'n nut.

Blackdog: Dit is een typisch schema waarbij nog wat met de componenten waardes gespeeld kan worden om de beperkingen en mogelijkheden van de boel wat bij te stellen. Mijn voorstel zou zijn om een lijstje te maken met wat jou dimensionering nu voor "mogelijkheden" biedt, en dat we dan daarop kunnen voortboorduren om een "high-current-low voltage" dimensionering te proberen te vinden. (de huidige FET heeft geloof ik een behoorlijke marge richting "high voltage"... )

[Bericht gewijzigd door rew op vrijdag 8 augustus 2014 09:31:51 (21%)]

Re: ingang: Ja, die nam ik even aan als "impedantie nul".

Als we dan met "kleine" opmerkingen bezig zijn.... Het schema tekent de FET volgens mij als een JFET. Als je het symbool voor een MOSFET kan vinden is dat natuurlijk beter. (ik heb het verschil tussen al die fet-symbolen nooit willen weten, ik teken maar wat, maar heb er de laatste tijd zoveel gezien dat ik DENK dat deze anders is dan wat er steeds in de datasheets staat... )

[Bericht gewijzigd door rew op vrijdag 8 augustus 2014 09:37:37 (77%)]

Dat symbool is idd van een n channel jfet. Er zijn daarnaast 2 mosfet symbolen. N channel met pijl naar gate en p channel met pijl de andere kant op (van de fet af)

Hi Heren,

Wat ik al zij, er wordt goed gediscussieerd, worden we er allemaal wijzer van

Ok, even reageren op jullie opmerkingen.

Eerst Heer Beckers...
Of de BC550C behalve er goed uit ziet ook goed werkt, laten de metingen hopelijk zien.
Het kantelpunt van C4 dient er voor om de rommel/ruis e.d. uit de DC spaning te halen.
Het kantelpunt varieerd minimaal met de stand van de instelpot.
Deze stel je één maal in op 5V in is 5-Ampere Drainstroom.
Het kantelpunt wordt grotendeels bepaald door R7 en C4.
Procentueel is de variatie van R2 en de aanstuurimpedantie van de DC bron klein.
Deze 1:10 deler kan natuulijk wat worden aangepast, maar zoals hier in het schema is het optimaal voor deze opamp, want dat was het uitgangspunt, de NE5534a.
De NE5534A heeft een redelijk hoge bias stroom en de ingangen van de opamp zien in het schema beide ongeveer 1K aan iedere ingang, dat is optimaal voor de biasstroom compensatie.
C4 mag van mij ook kleiner maar je zal er voor moeten zorgen wat betreft opbouw dat er niet te veel koppeling vanuit andere onderdelen van de schakling op de +ingang terrecht komt.

R14 is blijkbaar een hot item, ik ging dus uit van 5-Ampere DC en pieken tot ongeveer 8 Ampere bij modulatie, ook al heb ik het tot 14-Ampere piek getest met de MOSFET SiHG22N50D.
Dit samen met met de offset/bias van de NE5534A geeft in mijn ogen een goede balans.

Een lagere weerstand geeft wel minder verlies, maar creerd meer problemen dan dat je lief is, rew weet er ondertussen alles van
Met de hier voorgestelde MOSFET kan je toch niet echt laag komen wat betreft grote stromen bij kleine spanningen.
De MOSFET doet het gewoon niet met de lage spanning, zie figuur-1 in de datasheet.

rew
Natuurlijk mag je de DC ingangs spanningsdeler zo maken dat het aanpast op de 5,1V en de potmeter b.v. weglaten
zodat je het in je code adjusteerd.
Als je de DC ingang uit een PWM gaat voeden zal je ook rekening moeten houden met de ingangs impedantie van rond de 10K.
Dit voor het PWM filter, je kan altijd aanpassen maar denk om de opmerking over de bias compensatie van de NE5534A.

Verder ga ik alleen deze versie nog mooi maken zodat het een goede 5-Ampere versie wordt als "simpel" bouwproject.
Mijn eigen versie met de OPA727, ga ik meer aandacht aan besteden en zal worden uitgevoerd met 8 van dit soort eindtrapjes zodat ik korte tijd 50-Ampere (hoop ik) kan trekken uit een voeding.
Door het parallel zetten van 8 van deze trapjes kan ik ook meer stroom trekken bij lagere Drain/Source spanningen, vermoedelijk 20-Ampere bij rond de 2V aangeboden spanning.

Verder heb ik voor de correctheid een schema symbool gevonden in mijn library, dat overeenkomt met de datasheet.
Hij mist alleen de "body diode" die teken ik later wel in het library object.

Ik hoop dat het leesbaar is, heb weer eens een "gezellige koppijn" Grrrr
Zo maar eens kijken of een meetsessie de koppijn verdwijnt

Gegroet,
Blackdog

Hi Heren,

Het brein stuitert hier nog gezellig in mijn hoofd rond grrr.

Ondertussen wel verschillende metingen gedaan en componenten aangepast.
Wat de kantelpunten betreft voor compensatie, deze heb ik nog iets naar beneden gebracht in frequentie, dit om wat meer marge te hebben, vooral voor de nabouwer die zich niet helemaal aan mijn HF bouwwijze houd

Bij directe aansluiting om de te testen voeding, hier dus weer de DELTA, ligt het -1dB punt net boven de 80Khz.
Dit bij bijna de maximale uitsturing, dit houd in 5-Ampere DC en AC gemoduleerd 8-Ampere TT.
Dat is de mogelijkheid van de schakeling, zonder de stroombegrensing.

De stroombegrensing
Dat ging toch nog iets anders dan verwacht, met de door mij ingestelde gain van de modulatie ingang, kreeg ik hem tot 12-Ampere niet echt in begrensing.
Toen de weerstand van 150-Ohm naar massa verhoogt naar 220-Ohm, tja, nog niet veel verandering...
Dan de weerstand maar los gelaten, bingo! nu kon ik zien dat er stroombegrensing was.
De max. zat bij iets meer dan 8-Ampere.
De manier van begrensen was niet helemaal zoals ik het verwacht had, waarschijnlijk omdat de Hfe
van de BC550c te snel instort bij hogere collector stromen.
Toen een BD138-16 er in gefrut... er loopt geen stroom meer in de Drain.
Dat is toch wel iets te veel stroom begrensing!
Deze Muts dacht er dus een BD139-16 in te hebben geplaatst
Zijn broer bracht ten dele verbetering, de "knie" van begrensing was nu beter maar gillen als een gek bij begrensing!
Nog wat waarden aangepast en ook een weerstand in serie met de collector ban de BD139-16 geplaatst.
Ook dit maakte het niet beter, er zit dan wel geen extra component meer aan de Gate van de MOSFET,
Maar je breng wel een extra pool aan in de keten.
Kantelpunt van de 22-Ohm weerstand die ik gebruikte en de Gate capaciteiten.
De BD139 is rond deze MOSFET niet een goede keuze.
Ik ben uitgekomen bij een ander standaart transistor die iedereen kan kopen, een 2N3904.
Nu ligt de Max. Drainstroom op ruim 8-Ampere en bij 6 Ampere doet de stroombegrensing niets.
Wat mij betreft mag de bouwer de weerstand van de basis naar massa iets verlagen zodat dit b.v. 10 a 12-Ampere Max. wordt.
Het voordeel hiervan is, dat je met een wat hogere pulsstroom kan meten als dit gewenst is.

Dus ook gemeten met verschillende stromen zonder weerstand in de Drain en met 2, 4 en 8-Ohm.
Dit met verschillende signaalvormen, sinus, blok, pulsen en driehoek.
Er zijn geen abberaties te zien op de flanken.
Deze Dummy Load geeft mijn standaard puls die ik gebruik voor het testen van voedingen perfect weer.
De frequentie van 500Hz kan makkelijk naar een paar Khz omhoog worden gebracht, zonder dat de puls te veel wordt aangetast.

Ook nog even getest met een AD711 Fet opamp, afhankelijk van de meetcondities gaat de bandbreedte zo'n 20% omlaag.
Een voordeel is dat je de ingangs impedanties van de opamp wat hoger kan kiezen.
Ik heb met de AD711 echter geen uitgebreide metingen gedaan.
Later vandaag plaats ik het aangepaste schema hier met nog wat opmerkingen.

Gegroet,
Blackdog

Nu vind ik het best gaaf om te zien hoe je probeert het onderste uit te kan te halen, maar dat gillen zodra hij in de begrenzing loopt lijkt me toch weer een teken dat geheel in de huidige vorm niet erg nabouw-vriendelijk is. Dit wekt bij mij in ieder geval de indruk dat de opbouw en componentkeuzes toch wel erg kritisch zijn.

Juist om het nabouwen eenvoudiger te maken, lijkt het me wel nuttig om ook een tamme versie te maken, die alleen met lagere frequenties te moduleren is, en wellicht niet de optimale respons haalt, maar wel minder kritisch is, en dus eerder stabiel zal zijn bij een niet-ideale opbouw, bij kleine variaties van componentwaarden, en met andere halfgeleiders.

Een dergelijk ontwerp zou zich, naar mijn idee, goed moeten lenen voor het opbouwen met soortgelijke maar niet perse identieke componenten, en met andere MOSFETs of meerdere MOSFETs parallel om een ander bereik aan stroom en spanning te halen.

@Blackdog: jouw onderzoek lijkt me in deze context vooral nuttig om de verschillende effecten en grenzen van zo'n ontwerp vast te stellen, en naar aanleiding daarvan een ontwerp te maken dat aan alle kanten een riante marge heeft.

Ik heb wel wat moeite om in deze enorme massa informatie het overzicht te bewaren; wellicht is het handig om het iets wetenschappelijker aan te pakken; bij elk experiment kort opschrijven waarom je het experiment doet (voor welk effect), wat de hypothese is, en wat de resultaten van het experiment waren. Elke keuze in zo'n ontwerp is een compromis, en het helpt, denk ik, wel om vast te leggen wat de afweging was, en waarom je tot een bepaalde keuze bent gekomen.

Zoals het ontwerp er nu staat, is het een beetje een verzameling magische componentwaarden, waarbij het voor mij in ieder geval niet echt duidelijk is hoe je er toe bent gekomen, en wat het effect van een verandering (zoals een andere MOSFET) zou zijn.

En... Dat als iemands "doelen" voor de schakeling iets anders zijn, dat dan duidelijk is wat er wel en wat er niet veranderd kan worden.

Ik wil zelf eigenlijk:
* voedingen testen.
* Accus testen.

Bij het voedingen testen vind jij (blackdog) het interessant om te zien wat ze doen bij een puls belasting. Sure, voor sommige toepassingen is dat interessant om te weten, maar ik ben vooral geinteresseerd in: Wat voor spanning komt er nog uit als je hem met 0.6, 0.8, 1.0 en 1.2 maal de nominale max stroom belast?

Dus ik ben eigenlijk van plan om hem via een DAC op de "DC" ingang een instelling te sturen, een meting te doen, en dan door naar de volgende instelling.

Voor accus geldt weer dat je wat langere tijd een pittige stroom moet kunnen laten lopen. Verder wil je een beetje moduleren om de Ri te kunnen bepalen. Maar ook hier is dat zodanig langzaam dat de boel niet snel hoeft te reageren. Ik weet het nog niet helemaal zeker, maar ik zou me zo voor kunnen stellen dat als je een accu op 1A aan het ontladen bent je met een microseconde pulsje een heel andere impedantie ziet dan bij een pulsje van 1ms of 10ms.... (als je al aan het ontladen bent met 1A, dan kunnen dat pulsjes van "even niet ontladen": Dan is goed voor te stellen dat de accu na 1 microseconde nog niet weer "in rust" is.)

Precies! En in veel gevallen zou ik het niet eens heel belangrijk vinden dat het setpoint perfect gevolgd wordt, zolang ik de stroom en spanning kan meten, kan ik daar de data wel uithalen.

Overigens zou ik voor de toepassing die REW schetst al snel een dergelijke dummyload combineren met een MOSFET met een weerstandje in serie, die je gewoon hard schakelt om de gewenste pulsen op de DC load te moduleren. Op die manier hoeft de closed-loop geregelde dummyload helemaal niet zo snel te zijn, en kun je gemakkelijk steile flanken krijgen.

[Bericht gewijzigd door SparkyGSX op vrijdag 8 augustus 2014 15:56:32 (14%)]

Hi SparkyGSX,

Als eerste je opmerking over het gillen, ik kijk juist waar de grensen liggen, en heb de componenten tot nog toe steeds zo gekozen dat ik juist een goede stabiliteit heb, juist door eerst de grensen op te zoeken.

Dit schema is vele maken beter dan de meeste schema's die je kan vinden op het Internet.
Nog niet alles is getest, zoals de beveiliging aan de ingang en de mute stand.
Wat stabiliteit betreft is het nu uitstekend, ik zij al, dat ik de kantelpunten nog wat had verschoven ten koste van wat bandbreedte ten voordeel van de stabiliteit.

Mijn zege heb je, laat maar zien hoe jij dat doet met foto's en meetgegevens...
Een dergelijk ontwerp zou zich, naar mijn idee, goed moeten lenen voor het opbouwen met soortgelijke maar niet perse identieke componenten, en met andere MOSFETs of meerdere MOSFETs parallel om een ander bereik aan stroom en spanning te halen.

Ik heb wel wat moeite om in deze enorme massa informatie het overzicht te bewaren
Tja, leer er mee te leven, kijk vooral naar het eindproduct, ik heb al regelmatig aangegeven
dat mijn post hier op CO een reis naar het eindproduct is, met alle zijsprongetjes, fouten, enz. die bij het ontwerpen horen.
Ik ben geen boek aan het schrijven en ook geen perfecte bouwbeschrijving van mijn ontwerpen.
Ik geef praktische tips, hoe iets op te bouwen, en ik ga een schakeling niet "slopen" omdat men geen rekening wil houden met "the laws of fysics" of het gebruik van een lekker goedkope MOSFET of ieeekkkkkkk een 2N3055 die men toevallig nog heeft liggen.
Dus meelezers, geen vragen stellen in de trand van: kan er ook een uA741 in als opamp,
ik heb alleen nog een 1-Ohm draadgewonden weerstand voor R14 kan dat ook?
Onder een Ford Mustang zet je ook geen "Dirk van de Broek" banden van 35 Euro...

verzameling magische componentwaarden
Nop, goed gekozen en getest, en ik heb laten zien waar de grensen zijn.

SparkyGSX
Begrijp me niet verkeerd, ik ben blij met je opmerkingen maar ben met een aantal van je opmerkingen het niet eens.
Ik kies altijd voor "kwaliteit" of lees stabiliteit, ik moet mijn schakelingen kunnen vertrouwen.
Dus niet op de grens, ik gebruik een AD811 opamp ook niet als ingangstrap voor een RIAA versterker,,
Hij heeft mooie lage ruis, zeer grote bandbreedte enz, maar daar niet geschikt, gaat vrijwel zeker gillen in een RIAA trapje.
Maar b.v. weer wel geschikt om b.v. als buffer te dienen in de loop om een LT1037 te ontlasten en hiedoor betere specificaties te krijgen.
Alles komt er altijd weer op neer om een goede balans te vinden, tenminste bij de ontwerpen waar ik mee bezig ben.
Ik deel mijn inzichten, soms ook de kromme en wordt dan hier ook gecorrigeerd, no problemo

SparkyGSX, rew,
Geen probleem als dat je toepassing is om alleen een gedefineerde weerstand met een MOSFET te schakelen is, kan je dit er zo extra bij maken.
Verder gaat het mij niet alleen om stijle flanken.
Wat rew omschrijft is weer een speciale toepassing, ik kan me dat voorstellen als je zeg een voeding voor een i7 procesor wilt testen.
Wat al om een zeer speciale testsetup vraagt, stijle flanken grote stromen, grote problemen Wat dacht je van tegen 100-Ampere daar...
Een van Jim Williams laatste artikelen gaat ondermeer over een Dummy Load, zeer breedbandig en grote stromen, leuk leesvoer.
Ik geef niet voor niets aan dat de kabels vanaf de Dummy Load getwist en zo kort mogelijk moeten zijn.
Anders ben je een spoel aan het pulsen met alle gevolgen van dien.

Zoals ik het heb bedacht en zoals jullie kunnen zien, getest, is deze simpele schakeling bedoeld voor het testen van voedingen en accu's.
Nogmaals, niet perfect maar zeer goed en met een beetje zorg, ook goed na te bouwen.

Gegroet,
Blackdog

Tada, nog meer data!

Ik heb de "Mute" functie aangebracht en hieronder wat plaatjes over het gedrag er van.
Refress eerst de pagina even voor een aangepast schema.

De eerste foto geeft aan hoe de schakeling inkomt, na in de mute stand te hebben gestaan.
De groene trace is de spanning direct over de schakelaar.
De gele trace is weer de opamp uitgang.
De blauwe trace geeft de Drainstroom aan gemeten over R14, net als alle andere metingen betreffende de Drainstroom.
Zeer beheerst zie je zowel de opamp uitgang als de drainstroom naar zijn ingestelde waarde lopen, hier weer 5-Ampere.

Deze foto geeft het gedrag aan bij het in de mutestand gaan.
Er is een kleine dender aanwezig op de groene trace, maar die wordt verder goed onderdrukt.
Er is van deze dender niets terug te vinden aan de opamp uitgang of in de Drain stroom.

He uitschakelen gaat een stuk sneller en dat is ook de bedoeling.
Hier nogmaals het uitschakelen maar nu een stukje ingezoomd.
De dender van de schakelaar is goed zichtbaar, maar de opamp uitgang en de MOSFET gaan zeer gecontroleerd in de uitstand.

Opmerkingen welkom

Gegroet,
Blackdog