Dummyload

2nF * 47 Ohm = 100ns. De tijdconstante valt wel mee. En ligt in dezelfde orde van dat je opamp toch niet sneller kan reageren.

Van waar haal jij die 2nF?

@blackdog

Daar ik niet verwachte dat ik met frequenties te maken zou hebben die ver boven de 1Mhz zouden uitkomen, heb ik voor de volgende bouwwijze gekozen.

Moet dit niet kHz zijn?

[Bericht gewijzigd door bramvr op zondag 3 augustus 2014 12:31:34 (37%)]

2nF komt van de gate van de fet.

Edit:
"Doe je het niet dynamisch, dan is het voorstel van rbeckers goed, neem wat powerweerstanden op en koelblok "
2x 2 stuks 50Ω 50W parallel

[Bericht gewijzigd door rbeckers op zondag 3 augustus 2014 14:12:07 (39%)]

Hi Heren,

Aan de hand van wat opmerkingen van jullie nog het een en ander uitgezocht en aangepast.

rew
De SiHG22N50D is mijn inziens duidelijk gunstiger in deze schakeling.
De rede heb je zelf al aangegeven en de prijs is rond de 2,40€ ex BTW.
Vooral de iets grotere stijlheid die samen gaat met een grotere drainstroom bij lage Drain/Source spanningen,
en de lagere Gate capaciteiten zijn dus gunstiger voor deze schakeling.

Nog even iets over de manier van meten, ik ga er van uit dat deze schakeling gebruikt wordt voor het testen van voedingen en zeg accu pakketen.
Zo gauw je in de Drain een belasting hangt van een wat hogere impedantie, krijg je direct te maken met meer terugwerking van de Drain naar de Gate.
Ondanks dat dit een stroombron is, is hij niet zo geschikt als universele stroombron.

Verwacht geen stabiliteit/snelheid zoals door mij aangegeven op de foto's, als je b.v. 4-Ohm weerstand (impedantie) in de drain hebt hangen.
Hoe hoger de AC spanning op de drain aanwezig, des te groter is de terugkoppeling.
Dan zijn de hier aangegeven opamps alleen weer niet voldoende, dan heb je om dit voor een deel weer te compenseren een buffer achter de opamp nodig zoals de OPA634 en een kleine verlaging van de gate weerstand.
Voor de gateweerstand heb ik 47-Ohm gekozen, die kan nog een beetje omlaag als je meer stuurstroom voor handen zou hebben, zoals met de BUF634.
De 47-Ohm heb ik hier proefondervindelijk bepaald met verschillende opamps.

Ook heb ik nog even gekeken naar dual opamps en kwam op een opamp van Analog, maar dat gaat rew niet leuk vinden *grin*
De dual versie heeft het type nummer AD8620, en is bij verschillende leveranciers op voorraad.

Een de de pijn van de aanschafprijs een beetje wil verzacht, is de volgende, ook van Alnalog, de AD712,
dit is een dual Fet opamp met ook een redelijke balans tussen eigenschappen en prijs, verder is hij ook verkrijgbaar in de sioc behuizing.
De mij geliefkoosde ADA4077-2 kan denk ik ook gebruikt worden, maar ik heb het niet getest.
De maximale stroom dat deze opamp kan leveren is bijna de helft van de NE5534.

Wat ik al eerder aangaf, ga uit van 5-Ampere per Fet en wil je met meer stroom testen, zet dan voor iedere 5-Ampere er een extra trapje in.
In mijn schema zijn twee trimpots opgenomen, die per trapje de Gain en de Offset compenseren.
Dan ben je ook de verschillen in de 0,1-Ohm Source weerstanden kwijt.
De weerstandswaarden heb ik aangepast voor het gebruik met de NE5534A.
Beide ingangen zien nu voor DC ongeveer 1K aan weerstand, dit is om de bias fouten minimaal te maken.
C5 is nu iets groter geworden, 330pF omdat de weerstand omlaag gegaan is in waarde.

Het aangepaste schema, P1 trimt de Gain zodat b.v. de 5V PWM uit je processor, 5-Ampere geeft als drainstroom.
P2 is de Offset potmeter, en hiermee kan je er voro zorgen dat bij zeg 50mA drainstroom instelling de ook 50mA is.
Deze twee potmeters beinvloeden elkaar een beetje.
Wat de modulatieingang betreft, ik heb hier gekozen voor AC koppeling d.m.v 22uF en 8K2.
Dat mag van mij ook DC koppeling zijn, geheel naar eigen inzicht

Bramvr
Ik test niet alleen voor jou en rew, maar ook voor mij zelf, ik wil altijd meer inzicht hebben

De Mhz is geen vergissing, bij de omschrijving van de foto's zie je dat ik getest heb met 100Khz blok.
Voor een redelijke blokweergave, zal je een bandbreedte moeten hebben van minimaal 10x de grond frequentie.

Bramvr, het beste is om je aan de waarden zoals ik het je voorstel in het schema te houden.
Wil je meer stroom dan de 5-Ampere, b.v. 20-Ampere, gebruik dan 4 Fets, dan het liefts het type dat rew voorstelde.

Mijn advies betreffende meerdere vermogenstrapjes is niet nieuw of van mij, alle professionals doen het op die manier...
Als je b.v. een 20-Ampere continu versie bouwd, zou ik nog zo'n trapje er in zetten maar dan met een 1-Ohm Source weerstand.
Deze dan voor de kleinere stromen, dan heb je een universeel apparaat

Nog even wat plaatje betreffende de bandbreedte bij gebruik van sinusvormige signalen.
Deze metingen zijn gedaan met de DELTA op 10V en eeen gemiddelde stroom van 5-Ampere.
We starten bij 1Khz en de 300mV RMS van de blauwe trace is dus de referentie "0" dB.
Geel is weer de uitgang van de opamp en magenta de DC spanning op de Drain met daarop de AC component t.g.v. de Ri en L van de bedrading naar de DELTA voeding.

10Khz sinus, nog steeds plank recht.

50Khz sinus, er is een lichte daling te zien in de blauwe trace,
ook een schakelfrequentie van de DELTA voeding ga je zien in de Magenta trace.

We zijn nu aangekomen bij 85Khz en we hebben het -1dB punt bereikt.

Als laatste het "-3dB" punt, alleen dat klopt niet helemaal, door de asymetrische golfvorm.
Dit komt omdat de Fet niet zo makkelijk uitschakeld in de hogere frequenties.
Door de "L" van de bedrading wordt nu ook de AC component op de drain steeds groter.

Voor een indruk, veel HP/Agilent Dummy Loads, hebben een -3dB punt tussen de 20 en 30Khz.
Met een goede opbouw, kan je het makkelijk beter doen dan bovenstaande fabrikant.
Dus je bouwd een 4 Fet Dummy Load en dan kan je in de korte pieken (als je bedrading goed is) zeker 50 a 60-Ampere pulsen.
Mooi voor het testen van de Ri van accu's.

rew en Bramvr mogen het verder nu zelf doen

Gegroet,
Blackdog

Op 3 augustus 2014 12:05:11 schreef bramvr:
Van waar haal jij die 2nF?

Zoals Rbeckers al zegt: jep van de gate van de fet. In het datasheet staat iets van 2400 pF. In het andere datasheet 1900. Natte vinger getal: 1nF, deze iets heftigere fets dus het dubbele, hele heftige fets (IRF3006 of zo) het tienvoudige, kleine fetjes misschien minder. ... Jep. 2N7002 heeft slechts 20/50 pF (typ/max).

@blackdog
Moet dit niet kHz zijn?

Ik denk het niet. Met enige zorg, en daar ging het blackdog om, te laten zien wat voor zorg hij neemt, is dit prima tot in de MHz range....

Oh. Toch nog even een vraagje:

Verwacht geen stabiliteit/snelheid zoals door mij aangegeven op de foto's, als je b.v. 4-Ohm weerstand (impedantie) in de drain hebt hangen.

Waarom zou het minder stabiel worden als er weerstand in de drain van de FET hebt? Ik zou verwachten dat het juist stabieler wordt naarmate je te testen spanningsbron minder ideaal wordt (dus meer serie-weerstand).

Als je een FET hard wilt schakelen, kom je op een gegeven moment bij het "miller plateau". Dan begint de drain in spanning te zakken, en de parasitaire condensator tussen drain en gate moet je gaan ontladen om de gate verder in spanning te doen toenemen. In het onderhavige geval zitten we de heel tijd in het miller plateau. Maar bij een ideale spanningsbron is deze condensator op een vrijwel constante waarde geladen, dus niet van belang. Maar als er wel een merkbare weerstand in de drain zit, zal een toename van de stroom de gate terugduwen omdat de drainspanning afneemt. Toch?

[Bericht gewijzigd door rew op zondag 3 augustus 2014 16:58:16 (44%)]

Ik ga nog eens wat componenten bestellen en dan ga ik weer eens opnieuw beginnen

Ik snap niet zo goed hoe wat jullie juist bedoelen met dB. Ik dacht dat het -3dB punt voor een fase verschuiving van 45° zorgde maar ik denk dat ik mis zit. Kan iemand dit begrip even verduidelijken voor mij? En hoe meten jullie dit?

Edit:

Mijn advies betreffende meerdere vermogenstrapjes is niet nieuw of van mij, alle professionals doen het op die manier...
Als je b.v. een 20-Ampere continu versie bouwd, zou ik nog zo'n trapje er in zetten maar dan met een 1-Ohm Source weerstand.
Deze dan voor de kleinere stromen, dan heb je een universeel apparaat

Je adviseerde om max 5A per trap te nemen. Is het dan niet goed als ik alle shunts van 1 Ohm neem om een beter bereik te bekomen?

5² * 1 = 25Watt

En dan zo'n weerstand te nemen? Of is dit geheel een slecht idee?

[Bericht gewijzigd door bramvr op zondag 3 augustus 2014 15:44:20 (51%)]

Hi Bramvr,

Ik leg aan het begin van de foto's wat betreft de frequentie respons uit, wat het standaard signaal is dat is dus de blauwe lijn bij 1Khz 300mV RMS. het "0" dB punt.
Het -1dB punt bereik je als het signaal 11% gezakt is, bij het -3dB punt is je signaal 30% gezakt.

Dit kan je dus zien op de foto's die ik hier plaatste bij de 85 Khz foto is de blauwe trace 267mV, dat is net even minder dan 1dB.
Ik had hem mooi op -1 staan maar het varieer een beetje.
Dit is verder niet erg, het gaat om de indruk.

Bij de 200Khz foto kan je zien dat de RMS waarde van de blauwe trce 220mV is, 210mV zou -3dB zijn, een kleine afwijking maar is ook nu weer niet intressant.

Ik meet alle signalen NA de opamp, er is dus ook geen referentie zichtbaar van de 45° waar jij aan refereert.

Gegroet,
blackdog

PS,
Die 1-ohm weerstand is een slecht idee...
5-Ampere bij 1-ohm is 5V verlies, samen met de nodige stuurspanning en de minimale Drain/Source spanning kom je dan niet lager dan 7V die je kan testen, "bad move"

Ik meet alle signalen NA de opamp, er is dus ook geen referentie zichtbaar van de 45° waar jij aan refereert.

Ik dacht dat ik daar is van gehoord had maar dat zal ik verkeerde gedacht/gehoord hebben

Dus dB geeft gewoon aan hoeveel het signaal versterkt of verzwakt is?

5-Ampere bij 1-ohm is 5V verlies, samen met de nodige stuurspanning en de minimale Drain/Source spanning kom je dan niet lager dan 7V die je kan testen, "bad move"

Das juist niet aan gedacht

[Bericht gewijzigd door bramvr op zondag 3 augustus 2014 15:59:48 (27%)]

Hi Bramvr,

Dit weerstandtype is verder goed bruikbaar wat je voorsteld, maar dan in de 0,1-Ohm waarde.
Dan zit je ook optimaal, wat de gevoeligheid voor de temperatuur variaties betreft. 100ppm/C

Gegroet,
blackdog

Ik heb nog enkele vragen waar ik geen antwoordt op vind.

- Wat ik nu net op merk is dat jij je opamp ook negatief voed. Waarom is dit nodig?

- Wat mag het maximale dB punt zijn?

- Wat zijn de gevolgen van ringing?

Ps: Zo'n soort weerstand maar dan 0,1 Ohm is er niet bij farnell of wel is deze zeer duur omdat het VS voorraad is. Zoek actie farnell

dB is een maat voor een verhouding, waarbij het soms/vaak onhandig is omdat je zoveel nullen moet tellen. Zie jij in 1 oogopslag het verschil tussen 100000 en 1000000? Bij dB is iedere 10 meer of minder een factor tien in vermogen (mits ohms belast). Het is een logarithmische schaal, dus veel mensen weten dan uit hun hoofd dat 3dB een factor zoveel betekent. Die 100000 is dan 80dB en de 1000000 wordt 100dB Makkelijker uit mekaar te houden dan nullen tellen. En jij weet iets over een faseverschuiving uit je hoofd. Ook handig om te weten. Ik dacht dat 3db meer was dan de 11% die Blackdog noemt, maar ik wil nu eten en filmpje kijken. [update (volgende ochtend): ik dacht altijd dat er 70% overbleef bij -3dB... =30% er van af = precies wat blackdog zegt.... Beter lezen. ]

Dat je die weerstand niet in 0.1 ohm kan krijgen bij Farnell geloof ik niet. Ik heb er 1 in m'n winkelwagen. (moet nog op "betalen" clicken... Hmm. maar eens doen.). 2328296 en halve waarde: 2328295

[Bericht gewijzigd door rew op maandag 4 augustus 2014 06:45:38 (14%)]

Zie jij in 1 oogopslag het verschil tussen 100000 en 1000000?

Dat zie ik direct

Ik dacht dat 3db meer was dan de 11% die Blackdog noemt

1dB is 11% en 3dB is 30%

Dat je die weerstand niet in 0.1 ohm kan krijgen bij Farnell geloof ik niet. Ik heb er 1 in m'n winkelwagen. (moet nog op "betalen" clicken... Hmm. maar eens doen.). 2328296 en halve waarde: 2328295

Dat is raar ik vond hem niet maar inderdaad dat zijn er

[Bericht gewijzigd door bramvr op zondag 3 augustus 2014 20:58:25 (40%)]

Op 3 augustus 2014 19:59:36 schreef bramvr:
- Wat ik nu net op merk is dat jij je opamp ook negatief voed. Waarom is dit nodig?

Zie datasheet.

Hi Heren,

Je hebt misschien geen negatieve voeding nodig, maar denk dat het met de NE5534A wat aan de krappe kant is.
Dit heeft betrekking op de uitgangs en de ingangs commonmode.
Ik heb wat andere opamps besteld, die iets sneller zijn en geschikt voor enkele voeding.
Deze komen morgen binnen, net als de Fet's die rew voorstelde.
Daar ga ik dan een test mee doen en laat dan hier de uitkomsten weten.

Gegroet,
Blackdog

Voor de uitgang zal het niet nodig zijn, aangezien de Vgs(th) van de MOSFET je toch al een offset geeft; je hebt al een paar volt nodig op de gate voordat het ding iets begint te doen.

Wat betreft de common-mode op de ingangen is het natuurlijk een ander verhaal; als je vanaf 0A wilt kunnen regelen, moet de opamp overweg kunnen met spanningen nagenoeg gelijk aan 0V op zijn ingangen. Sterker nog, gezien de aanwezigheid van feedback condensator (C5 in het schema van Blackdog) zou de inverterende ingang kortstondig onder de 0V kunnen komen, bijvoorbeeld als het setpoint erg laag is (maar wel meer dan 0A), en de DUT geen stroom kan leveren. Zodra je de DUT inschakelt, gaat er een te grote stroom lopen, waardoor de opamp gaan compenseren, en zijn uitgang omlaag brengt, waardoor de inverterende ingang negatief wordt. Wat het effect daarvan precies zal zijn durft ik niet direct te zeggen, maar een dergelijke verzadiging kan nooit goed zijn voor de regelkring.

De slechtste "common mode" input spec zei iets van -0.1V (t.o.v. VCC-).

De reden dat daar niet "-0.4V" staat is dat de specs mbt offset en zo wel niet gehaald zullen worden.

Hi Heren,

De onderdelen zijn binnen en de eerste test is gedaan met de rew Fet en de volgende opamp: OPA727.
Was alleen in een erg kleine behuizing op voorraad en ik ben geen Havik wat oogcapaciteit betreft...

Misschien kan het met deze opamp gevoed worden uit een enkele 12V voeding omdat de commonmode erg goed is van deze opamp.
voor nu test ik met een 1,5V negatief en 10V positief voeding.

Door de betere Fet en de hogere slew rate van de opamp is de bandbreedte nog wat hoger.
Een tweede voordeel van deze opamp is de offset en bias specificaties.
Er is geen offset potmeter nodig.

Later vandaag meer hierover.

Gegroet,
Blackdog.

Blackdog, vind je het erg om te proberen mij uit te leggen waarom jij denkt dat een weerstand in de drain de boel onstabieler maakt? Ik heb tot nu toe in een poging het niet extreem gevoelig voor onstabiliteiten te maken, me geen zorgen over drain-weerstanden gemaakt.... Volgens jou dus precies verkeerdom...

Ha die rew,

Met de meetopstelling die ik nu heb en de bijbehorende compensatie,
blijft de schakeling stabiel onder de volgende voorwaarden.
De Dummy load direct op de DELTA voeding en bij 2, 4 en 8 Ohm van mijn HeatKit inductiearme "Audio Load" in serie tussen de DELTA en de hier getesten schakeling.

De schakeling wordt steeds beter
Over de OPA727 kan ik tot nog toe alleen maar enthousiast zijn...

Het testen zonder negatieve voeding heb ik nog niet gedaan.
Moet nu eerst even wat geld verdienen

Gegroet,
Blackdog

Ik heb nu ook onderdelen besteld en binnen gekregen. Ik heb de opamp NE5534A en de fet die rew heeft voorgesteld. Ook heb ik andere shunts besteld. Nu is mijn verlof gedaan en dus zal er door mij iets minder activiteit hier zijn. Zaterdag avond heb ik meestal tijd en zal er dan getest worden.

Op 5 augustus 2014 14:54:07 schreef blackdog:
De Dummy load direct op de DELTA voeding en bij 2, 4 en 8 Ohm van mijn HeatKit inductiearme "Audio Load" in serie tussen de DELTA en de hier getesten schakeling.

Dat ie stabiel is vind ik niet zo interessant, wat ik wil weten is waarom jij denkt dat ie minder stabiel zou zijn met een weerstand er tussen.

Hi rew,

Niet intressant dat hij stabiel is?
Het grote probleem bij al dit soort schakelingen is juist de stabiliteit.
Als je fora afstruind kom je snel dat soort deze problemen tegen.
Ook bij de wat duurdere types die je kan kopen.

Maar goed, door de goede Fet's en schakelingopbouw, dat het met de Drain weerstanden hier goed gaat.

Ik plaats misschien morgen een aangepast schema, hoe ik het gedaan heb.
Als eerste de gate weerstand nog wat verlaagt en dus de andere opamp er in.
Voor jouw info, ik krijg er 12 Watt vermogen uit bij 1 Khz 0,1% vervorming
Bij iets minder vermogen ~10 wat 0,04%

De stabiliteit geld vooral bij slechtere Fets gebruikt in deze toepassingen samen de "standaard" opamps.
De terugkoppeling bij een groter AC component op de Drain en de faseverschuiving wordt dan te veel van het goede.

Dit heb ik zelf hier ook gehad met testen, die ik gedaan heb aan het begin van dit topic.
Ik heb niet alles hier geplaats.

Ik zal hier laten zien, hoe je het maximale uit deze schakeling kan krijgen.
Zoals een filter aan de modulatie ingang, die er voor zorgt dat als je een blok aanbied de hoge frequenties van de flanken niet in de opamp komen.
Dan hoeft hij deze ook niet proberen om te zetten in stroomvariatie
Dus de bandbreedte een beetje beperken buiten het regelcircuit.

Zo nu wat anders doen...

Gegroet,
Blackdog

Op 5 augustus 2014 19:48:14 schreef blackdog:...Dus de bandbreedte een beetje beperken buiten het regelcircuit...

Zeer verstandig!

Ik communiceer mijn vraag kennelijk nog steeds niet goed... Je leest over de nadruk heen die ik er in probeer te zetten.

Natuurlijk is het heel belangrijk dat ie stabiel is. Maar ik wil begrijpen waarom wel / waarom niet.

Dat ie bij jou stabiel --==** is **==-- vind ik veel minder interessant dan jou redenering van waarom jij --== denkt ==-- dat ie met weerstand minder stabiel zou zijn.

Want ik dacht het omgekeerde. Dan is er in mijn hoofd nog een bitje geflipt en moet ik door jou overtuigd worden dat het met drain-weerstand minder stabiel zou worden.

Heel eventueel kan je zeggen: "verdomd, je hebt gelijk, bij nader inzien is met (extra)drain-weerstand minder kritisch om stabiel te krijgen", maar dat verwacht ik niet....

Ha die rew,

Ik krijg een beetje de indruk dat je een punt ergens van wilt maken...

Dus voor de duidelijkheid, met de Fets (van Bramvr, rew) heb ik geen enkel probleem ondervonden, wat betreft de terug werking vanuit de drain en en gate capaciteiten, dat is zeker beter dan ik verwachte.
Als je naar mijn scoopfoto's kijkt, zie je dat de spanning op de uitgang van de opamp redelijk goed overeenkomt met de spanning over de source weerstand.
Dat geeft al aan dat het met deze Fet's en vooral met die jij rew voorstelde, het heel mooi regeld.
Alleen in de extreme standen, tegen het clippen en bij hogere frequenties zie je verschillen optreden,
dir omdat de opamp dan hard moet werken om het niet lineaire gedrag van de Fet te compenseren.

Ja, het is met deze Fet's veel beter dan met de "dikke" types waar ik eerst mee teste, dit samen met de standaard opamps.
Deze Fets zijn een goede aanwinst, en ik ga ook wat testen doen met deze Fet's in lineaire voedingen.

Gegroet,
Blackdog.

We "praten" langs mekaar, kennelijk...

Jij schreef ooit:

Verwacht geen stabiliteit/snelheid zoals door mij aangegeven op de foto's, als je b.v. 4-Ohm weerstand (impedantie) in de drain hebt hangen.

Waaruit ik begrijp dat jij verwacht (*) dat de boel instabiel kan worden van een "weerstand in de drain". Dat verwacht ik juist niet, dus: Wat is er mis met mijn redenering?

(*) Maar als jij dat juist niet verwacht, verklaart dat natuurlijk in 1x dat het voor mij lastig blijkt om duidelijk te maken wat ik bedoel.....