Strombegrenzer funktioniert nicht so wie er soll?

Ich habe eine Spannungsregelschaltung mit Operationsverstärker und Rückkopplungswiderständen erstellt. Jetzt versuche ich, der Schaltung einen Strombegrenzer hinzuzufügen. habe gelesen, wie man dies mit zwei Transistoren und einem Widerstand erstellt. Bisher weiß ich, dass ich, wenn der Strom auf 10 mA begrenzt werden soll und die Basis-Emitter-Sättigungsspannung des Transistors 0,65 V beträgt, einen Wert für den Widerstand mit 0,65 / 0,01 = 65 Ω wähle.

Zunächst scheint dies zu funktionieren, aber wenn ich den Lastwiderstand verringere und mehr Strom fließen lasse, wird der Strom nicht begrenzt. Ich habe mich eingelesen und die Schritte zum Erstellen dieser Schaltung befolgt, daher bin ich jetzt verwirrt, warum dies nicht so funktioniert, wie es sollte.

Wenn mir jemand einen Grund nennen kann, warum dies nicht funktioniert, wäre das großartig!

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In Bezug auf die angeschlossene Basis habe ich die Schaltung zurückgesetzt und die folgenden Ergebnisse erzielt.

Basisstrom 4,34 mA Laststrom 10,8 mA

Ich fange an zu verstehen, dass es eine Faustregel ist, dass die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers ein Volt höher sein muss als der Ausgang der Last, ist das richtig? und warum ?

Ich hatte auch Probleme beim Verringern der Verstärkung, obwohl die Rückkopplungswiderstände so eingestellt sind, dass sie dem Operationsverstärker eine Verstärkung von 1,5 geben. Ich erhalte immer noch eine Ausgangsspannung von 11 V am Operationsverstärker. Gibt es etwas, das mir fehlt?

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Zur Verdeutlichung habe ich ein Diagramm des Stromflusses hinzugefügt, der unabhängig von der Strombegrenzungsschaltung ständig ansteigt. Ich hoffe, dass dies der Fall sein wird, wenn ich zulassen kann, dass die Verstärkung mit ((1/2) + 1 eine Ausgabe von 7,6 ergibt Ermöglichen Sie den Transistoren mehr Spannung, damit sie den Strom stetig leiten können.

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Wenn ich herausfinde, warum die Verstärkung fest zu sein scheint, kann ich sie weiter verringern, und hoffentlich funktioniert die Schaltung so, wie sie sollte. Wenn jemand weiß, wie man das löst, lassen Sie es mich bitte wissen

Können Sie Ihre Schaltung für uns zeichnen? Wenn Sie etwas falsch machen, ist es schwer zu sagen, ohne die Schaltung tatsächlich zu sehen.
"Gewinn" ist nicht dein Problem. Versuchen Sie, Ihren Basiswiderstand auf 100 Ohm zu reduzieren. Bei diesen niedrigen Lastwiderständen versucht der Operationsverstärker, Q1 stärker anzusteuern, und zwar durch Erhöhen seiner Ausgangsspannung. Der Grund, warum Ihre Strombegrenzung nicht so gut funktioniert, ist, dass der 741 eine ziemlich hohe Ausgangsstromkapazität hat. Am Limit versucht Q2, Strom von der Basis von Q1 abzuleiten, aber selbst wenn dies funktioniert, fließt der umgeleitete Strom immer noch durch die Last. Versuchen Sie es mit einem Q1 mit höherem Strom und einem viel niedrigeren R6 - wie 1 Ohm. Auf diese Weise ist der von Q2 umgeleitete Basistreiberstrom im Vergleich zur Last am Limit viel geringer.

Antworten (2)

Das Bild unten ist Ihre Schaltung mit umgedrehtem Basisklemmtransistor Q2, sodass es nicht wie eine "Twister" -Sitzung aussieht :-).

Die Schaltung sollte "gut genug" funktionieren, WENN Sie die richtigen Verbindungen haben und wenn der Q2-Kollektor tatsächlich mit der Q1-Basis verbunden ist - es gibt einige Zweifel aus dem mitgelieferten Diagramm, ob diese Verbindung besteht (siehe Schaltung am Ende).

ABER die CC-Schaltung und die CV-Schaltung bekämpfen sich gegenseitig. Da der Q1-Strom durch Q2 begrenzt wird, fällt der Vout ab und der Operationsverstärker treibt Q1 stärker an, um mehr Spannung und Strom bereitzustellen, sodass Q2 ansteigt .... . Dies ist wahrscheinlich ein Rennen auf Leben und Tod. Vielleicht nicht.

Wenn Sie den Block Q1 Q2 "stromaufwärts" verschieben und ein neues Q3 bereitstellen, das vom Operationsverstärker wie Q1 angesteuert wird, trennt dies die beiden Funktionen. Letztendlich können Sie immer nur CC oder CV dominieren, also muss man "verlieren", aber in der Simulation kann Ihnen dies eine bessere Ermittlungskontrolle geben. Sie sagen nicht, was "wenn ich den Widerstand verringere" in Ohm bedeutet oder welchen Strom Sie dann sehen oder ob dies Ziegel und Silizium oder eine Simulation waren (vermutlich letzteres).

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Ihr Problem ist, dass Sie einen 741 verwenden. Da Ihre Ausgangsspannung voraussichtlich 10,2 Volt beträgt, muss der Operationsverstärker etwa ein Volt mehr oder 11,2 Volt ansteuern. Dies liegt völlig außerhalb der Spezifikationen für einen 741, der kaum für den Betrieb bei so niedrigen Versorgungsspannungen spezifiziert ist. Beachten Sie, dass das Datenblatt einen garantierten Ausgangshub für +/- 15 Volt von nur +/- 10 anzeigt (obwohl +/- 13 typisch ist). Das Beste, was Sie für diese Anwendung erwarten können, ist also eine Ausgangsspannung von etwa 8-10 Volt. Tatsächlich ist zum Auslösen der Strombegrenzung ein Operationsverstärkerausgang von mindestens 11,5 Volt erforderlich (10,2 plus zwei Diodenabfälle von jeweils 0,65 Volt). Die Verwendung eines Rail-to-Rail-Operationsverstärkers gibt Ihnen zumindest eine Chance auf Betrieb.

Um die Schaltung im "richtigen" Betrieb zu sehen, erhöhen Sie R2 auf 2k. Dies liefert einen Nennausgang von 7,6 Volt, und Sie können zumindest mit der Änderung des Lastwiderstands experimentieren, um zu sehen, was passiert, wenn die Strombegrenzung auftritt.

Und für das, was es wert ist, ist dies tatsächlich ein häufiges Problem bei Linearreglern - es wird "Dropout-Spannung" genannt. Regler, die dies tolerieren können, werden LDOs oder "Low-Drop-Out"-Regler genannt.

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