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Hallo, ich bin es mal wieder.

Auch wenn meine entworfene Schaltung macht was sie soll, tauchen mehr und mehr Sachen auf die nicht so sein sollten.

Zum Beispiel habe ich heute entdeckt, dass mein OPV-Ausgang nicht auf 0V Spannung runter regelt wenn die Eingangsreferenzspannung 0 ist. Am Ausgang liegen trotzdem noch 6 Volt an. Siehe Bild.

Kann mir jemand sagen was da los bzw falsch ist?


Die Schaltung soll durch den vom NE555 vorgegebenen variablen Takt (0,01HZ-Bereich) die IGBT`s wie Ventile kontinuierlich regeln um so oben angeklemmte Akkuzellen mit konstanten Strömen zu entladen. Wie man sieht gibt es drei gleich aufgebaute Stränge, um zum einen das entladen einer Zelle mit einem hohen Strom und das unabhängige entladen von drei Zellen gleichzeitig bewerkstelligen zu können.

Ich würde nun gern noch eine einfache Unterspannungsschutzschaltung implementieren. Da aber im Leistungsteil der Schaltung Ströme im Bereich von mehreren 10 bis sogar 85 Ampere pro Strang fließen sollte es wohl nur möglich sein diese Funktion im Bereich der OPVs über die Steuerung der IGBT`s zu realisieren. Kann ich einfach in den Rückklopplungszweig einen hochohmigen Widerstand eibringen und das Signal zwischen diesem und dem inv. Eingang des OPV mit einem FET auf Masse ziehen? Den Fet würde ich mit einem Komparator durch schalten.

Im Grunde funktioniert die Schaltung in der Simulation. Ich bin jedoch absoluter Anfänger was Schaltungen entwerfen angeht. Wenn also absolute "no-go`s" vorhanden sind, bitte ich darum mich darauf aufmerksam zu machen. ^^

» Zum Beispiel habe ich heute entdeckt, dass mein OPV-Ausgang nicht auf 0V
» Spannung runter regelt wenn die Eingangsreferenzspannung 0 ist. Am Ausgang
» liegen trotzdem noch 6 Volt an. Siehe Bild.
In der Simulation?
Liegt wohl an den unspezifizierten OPVs.

» Die Schaltung soll durch den vom NE555 vorgegebenen variablen Takt
» (0,01HZ-Bereich) die IGBT`s wie Ventile kontinuierlich regeln
Kontinuierlich Regeln und Rechteckspannung verträgt sich nicht wirklich.
Oder ist das Poti die kontinuierliche Komponente?
Apropos, wo hast du bitteschön diesen Krummen Wert für den 56k2 Widerstand her? Das ist doch absurd, zumal du ein Poti hast. Im übrigen haben die sehr oft nur eine Toleranz von +-10%. Mit dem Nominalwert einen "genauen" Spannungsteiler zu berechnen kannst du dir also sparen.

» Ich würde nun gern noch eine einfache Unterspannungsschutzschaltung
» implementieren.
Dann füge eben einen Komparator ein, der die Spannung überwacht...

» Da aber im Leistungsteil der Schaltung Ströme im Bereich
» von mehreren 10 bis sogar 85 Ampere pro Strang fließen
Dann viel Spaß mit der Verlustleistung. Sollten da wirklich 85A fließen, wirds den IGBTs wohl recht warm.

» Im Grunde funktioniert die Schaltung in der Simulation. Ich bin jedoch
» absoluter Anfänger was Schaltungen entwerfen angeht. Wenn also absolute
» "no-go`s" vorhanden sind, bitte ich darum mich darauf aufmerksam zu machen.
Simulationen sind ja schön und gut. Aber eine Schaltung aufzubauen, bei der im Lastpfad 85A fließen ist schon eine Hausnummer. In den Shuntwiderständen werden dann 115W Verlustleistung umgesetzt. Ohne Kelvin-Messung geht es sowieso nicht, da dir jedes Fitzelchen Leiterbahn/Litze einiges an Spannungsabfall beschert.

OPVs mögen außerdem keine kapazitiven Lasten. In der Praxis wird diese Anordnung (Ausgang OPV direkt auf die Kapazität des Gates) sehr wahrscheinlich Probleme bereiten. Da brauchst du (wie auch bei MOSFETS) entsprechende Treiber, wenn du schnell schalten willst.

OPV ist spezifiert. Steht nicht mit dran aber ist ein LMC6484.


Ok, dann sieh es als Gleichspannung an die ich nach 60 Sekunden wieder abschalte....
Zumal ich generell nicht das Problem verstehe, was da bestehen soll wenn es eine Rechteckspannung höherfrequente Rechtecktspannung wäre?


Komparator wird schlecht. Wenn dann eher ein Schmitt Trigger. Ich könnte zwar MiniRelais verwenden um dann die Betriebsspannungen von den OPV einzeln wegschalten zu können, aber da habe ich gerade keine da. Gibt es noch ne andere Möglichkeit?


0,05Ohm 100W, drei Stück pro Strang bilden den 16,7mÖhmer. Aktive Kühlung des IGBT-Moduls, sowie passive Kühlung der Shunts....

» » Zum Beispiel habe ich heute entdeckt, dass mein OPV-Ausgang nicht auf 0V
» » Spannung runter regelt wenn die Eingangsreferenzspannung 0 ist. Am
» Ausgang
» » liegen trotzdem noch 6 Volt an. Siehe Bild.
» In der Simulation?
» Liegt wohl an den unspezifizierten OPVs.
»
» » Die Schaltung soll durch den vom NE555 vorgegebenen variablen Takt
» » (0,01HZ-Bereich) die IGBT`s wie Ventile kontinuierlich regeln
» Kontinuierlich Regeln und Rechteckspannung verträgt sich nicht wirklich.
» Oder ist das Poti die kontinuierliche Komponente?
» Apropos, wo hast du bitteschön diesen Krummen Wert für den 56k2 Widerstand
» her? Das ist doch absurd, zumal du ein Poti hast. Im übrigen haben die sehr
» oft nur eine Toleranz von +-10%. Mit dem Nominalwert einen "genauen"
» Spannungsteiler zu berechnen kannst du dir also sparen.
»
» » Ich würde nun gern noch eine einfache Unterspannungsschutzschaltung
» » implementieren.
» Dann füge eben einen Komparator ein, der die Spannung überwacht...
»
» » Da aber im Leistungsteil der Schaltung Ströme im Bereich
» » von mehreren 10 bis sogar 85 Ampere pro Strang fließen
» Dann viel Spaß mit der Verlustleistung. Sollten da wirklich 85A fließen,
» wirds den IGBTs wohl recht warm.
»
» » Im Grunde funktioniert die Schaltung in der Simulation. Ich bin jedoch
» » absoluter Anfänger was Schaltungen entwerfen angeht. Wenn also absolute
» » "no-go`s" vorhanden sind, bitte ich darum mich darauf aufmerksam zu
» machen.
» Simulationen sind ja schön und gut. Aber eine Schaltung aufzubauen, bei der
» im Lastpfad 85A fließen ist schon eine Hausnummer. In den Shuntwiderständen
» werden dann 115W Verlustleistung umgesetzt. Ohne Kelvin-Messung geht es
» sowieso nicht, da dir jedes Fitzelchen Leiterbahn/Litze einiges an
» Spannungsabfall beschert.
»
» OPVs mögen außerdem keine kapazitiven Lasten. In der Praxis wird diese
» Anordnung (Ausgang OPV direkt auf die Kapazität des Gates) sehr
» wahrscheinlich Probleme bereiten. Da brauchst du (wie auch bei MOSFETS)
» entsprechende Treiber, wenn du schnell schalten willst.


Irgendwie werde ich beim lesen deiner Antwort den Eindruck nicht los, dass hier jemand schlecht geschlafen hat. ^^


Mir kommt es hier beim Schalten nicht auf die uSekunde an. Das Problem bei Treibern ist, dass sie nur zwei Zustände am Ausgang kennen - 1 oder 0. Dementsprechend werden die IGBT`s geschaltet. So einen konstanten Stromfluss umzusetzen ist in meinen Augen komplizierter.
Die OPV`s steuern einfach in Abhängigkeit zur eingestellten Referenzspannung und zur Spannung über dem Lastwiderstand(-ständen) die Gates aus, und öffnen diese mehr oder weniger, umso unabhängig von der fallenden AkkuSpannung einen konstanten Strom fließen zu lassen. Wie ich dieses selbstständige Nachführen unter Verwendung von Treibern und einem PWM-Signal realisieren könnte, wüsste ich nicht auf Anhieb...

» Simulationen sind ja schön und gut. Aber eine Schaltung aufzubauen, bei der
» im Lastpfad 85A fließen ist schon eine Hausnummer.

Folgende Empfehlung an den TE Feg:

Simulieren und Experimentieren,
ein Vorwort von Jochen Zilg
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/vorwort.htm

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

» Hallo, ich bin es mal wieder.
»
» Auch wenn meine entworfene Schaltung macht was sie soll, tauchen mehr und
» mehr Sachen auf die nicht so sein sollten.
»
» Zum Beispiel habe ich heute entdeckt, dass mein OPV-Ausgang nicht auf 0V
» Spannung runter regelt wenn die Eingangsreferenzspannung 0 ist. Am Ausgang
» liegen trotzdem noch 6 Volt an. Siehe Bild.
»
» Kann mir jemand sagen was da los bzw falsch ist?
»
»
» Die Schaltung soll durch den vom NE555 vorgegebenen variablen Takt
» (0,01HZ-Bereich) die IGBT`s wie Ventile kontinuierlich regeln um so oben
» angeklemmte Akkuzellen mit konstanten Strömen zu entladen. Wie man sieht
» gibt es drei gleich aufgebaute Stränge, um zum einen das entladen einer
» Zelle mit einem hohen Strom und das unabhängige entladen von drei Zellen
» gleichzeitig bewerkstelligen zu können.
»
» Ich würde nun gern noch eine einfache Unterspannungsschutzschaltung
» implementieren. Da aber im Leistungsteil der Schaltung Ströme im Bereich
» von mehreren 10 bis sogar 85 Ampere pro Strang fließen sollte es wohl nur
» möglich sein diese Funktion im Bereich der OPVs über die Steuerung der
» IGBT`s zu realisieren. Kann ich einfach in den Rückklopplungszweig einen
» hochohmigen Widerstand eibringen und das Signal zwischen diesem und dem
» inv. Eingang des OPV mit einem FET auf Masse ziehen? Den Fet würde ich mit
» einem Komparator durch schalten.
»
» Im Grunde funktioniert die Schaltung in der Simulation. Ich bin jedoch
» absoluter Anfänger was Schaltungen entwerfen angeht. Wenn also absolute
» "no-go`s" vorhanden sind, bitte ich darum mich darauf aufmerksam zu machen.
» ^^
»
»

die OPV werden in deiner Schaltung mit einer (EINER) Gleichspannung betrieben
Deine Schaltung hat als Bezugspunkt die negative Betriebsspannung,
die auch gleichzeitig die negative Versorgungsspannung der OPV sind.
Die Eingangsspannungen liegen fast auf dem Niveau der Negativspannung der OPV.
Da arbeitet kein OPV vernünftig.
Ein Doppelnetzteil zur Versorgung der OPV ist erforderlich.
Das ist erstmal das Problem, das mir aufgefallen ist.
Ob die Schaltung grundsätzlich funktioniert habe ich "noch" nicht durchdacht.
Wieviel Strom fließt über die 16 mOhm Widerstände ?

» die OPV werden in deiner Schaltung mit einer (EINER) Gleichspannung
» betrieben
» Deine Schaltung hat als Bezugspunkt die negative Betiebsspannung,
» die auch gleichzeitig die negative Versorgungsspannung der OPV sind.
» Die Eingangsspannungen liegen fast auf dem Niveau der Negativspannung der
» OPV.
» Da arbeitet kein OPV vernünftig.
» Ein Doppelnetzteil zur Versorgung der OPV ist erforderlich.
» Das ist erstmal das Problem, das mir aufgefallen ist.
» Ob die Schaltung grundsätzlich funktioniert habe ich "noch" nicht
» durchdacht.
» Wieviel Strom fließt über die 16 mOhm Widerstände ?

Benötige ich eine negative Versorgungsspannung nicht nur wenn ich auch am Ausgang eine negative Spannung erzeugen will?

Der Strom durch die Shunts ist abhängig von der eingestellten Referenzspannung, kann aber pro Strang kurzzeitig 85A und dauerhaft 50A betragen.

» » die OPV werden in deiner Schaltung mit einer (EINER) Gleichspannung
» » betrieben
» » Deine Schaltung hat als Bezugspunkt die negative Betiebsspannung,
» » die auch gleichzeitig die negative Versorgungsspannung der OPV sind.
» » Die Eingangsspannungen liegen fast auf dem Niveau der Negativspannung
» der
» » OPV.
» » Da arbeitet kein OPV vernünftig.
» » Ein Doppelnetzteil zur Versorgung der OPV ist erforderlich.
» » Das ist erstmal das Problem, das mir aufgefallen ist.
» » Ob die Schaltung grundsätzlich funktioniert habe ich "noch" nicht
» » durchdacht.
» » Wieviel Strom fließt über die 16 mOhm Widerstände ?
»
» Benötige ich eine negative Versorgungsspannung nicht nur wenn ich auch am
» Ausgang eine negative Spannung erzeugen will?
»
» Der Strom durch die Shunts ist abhängig von der eingestellten
» Referenzspannung, kann aber pro Strang kurzzeitig 85A und dauerhaft 50A
» betragen.

Wenn ein OPV mit einer Spannung von 12 V betrieben wird, dann sollte
Eingangsspannung zwischen 2 und 10 V sein.
Das sind dann 2 V Abstand zur Betriebsspannung.

Bei deiner Schaltung kann die Eingangsspannung 0 V annehmen.
Dann wäre ein Doppelnetzteil vom mindestens -2 V , 0V , 12 V erforderlich.
Diese -2 V gewährleisten, dass der OPV funktionieren kann.
Empfehlenswert ist dann aber gleich ein Doppelspannungsnetzteil 15V, 0V, -15 V
Das funktioniert dann auch mit den OPV
Je größer die Betriebsspannung, um so sicherer die Funktion.

---
Anknüpfend an Kendimans Erklärung:

Da die OPAMPs CMOS Typen sind (weil wenig I), kannst eine Single_Versorgung
und einen DCDC_Inverter zB ICL7660, +5v auf -5 ,,
also passenden! Charge Pump_Konverter für deine negative OPAMP_Versorgung verwenden.

Was anderes:
die Treiberleistung der gewählten OPAMPs gehen
sich diese für die IGBTs aus?
Habs jetzt nicht nachgewassert.

Grüße
Gerald
---

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

» » Simulationen sind ja schön und gut. Aber eine Schaltung aufzubauen, bei
» der
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» Folgende Empfehlung an den TE Feg:
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» Simulieren und Experimentieren,
» ein Vorwort von Jochen Zilg
» http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/vorwort.htm

--
Fein! Toll! völlig richtig!! - die Wirklichkeit schnappt immer zu.

""Wer zahlt's ???!!!!!! Leider habe ich nicht das Geld für
physikalische Experimente "" schrie der Chef / die Chefs!;;
und!!! der Chef, die Chefs so einer, die, immer über die Schulter
schaute, schauten, klopfte, klopften, mir eine Feste auf die Rübe.
""WAS denn!! bist scho wieda mit Spielen beschäftigt?! Du sollst arbeiten, net spielen!!!""
"Wir hab'n ka Zeit, heute musst noch an Kaffee zur Frühstückspause kaufen,!"
Dann gehst ins Lager die Fenster anstreichen, die Paletten ins Eck rüber stellen,,,
dann machst no' schnell den Kunden fertig...!"
Oarbeit'n!! Meine Herrn net mit den Klumpat Komputer spüln!" Gemma! Zahhts aun!.

Tja, SO habe ich die 35 Jahre (40) verbracht!

-- ähm, war das jetzt a Simulation?!"??
NEIN! Die Wirklichkeit, meine echten Erlebnisse!!

Gerald
---

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

» » Simulieren und Experimentieren,
» » ein Vorwort von Jochen Zilg
» » http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/vorwort.htm
»
» --
» Fein! Toll! völlig richtig!! - die Wirklichkeit schnappt immer zu.
»
» ""Wer zahlt's ???!!!!!! Leider habe ich nicht das Geld für
» physikalische Experimente "" schrie der Chef / die Chefs!;;
» und!!! der Chef, die Chefs so einer, die, immer über die Schulter
» schaute, schauten, klopfte, klopften, mir eine Feste auf die Rübe.
» ""WAS denn!! bist scho wieda mit Spielen beschäftigt?! Du sollst arbeiten,
» net spielen!!!""
» "Wir hab'n ka Zeit, heute musst noch an Kaffee zur Frühstückspause
» kaufen,!"
» Dann gehst ins Lager die Fenster anstreichen, die Paletten ins Eck rüber
» stellen,,,
» dann machst no' schnell den Kunden fertig...!"
» Oarbeit'n!! Meine Herrn net mit den Klumpat Komputer spüln!" Gemma! Zahhts
» aun!.
»
» Tja, SO habe ich die 35 Jahre (40) verbracht!
»
» -- ähm, war das jetzt a Simulation?!"??
» NEIN! Die Wirklichkeit, meine echten Erlebnisse!!
»
» Gerald
» ---

Meine Güte, das ist aber schrecklich.
Du tust mir echt leid.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

» » Zum Beispiel habe ich heute entdeckt, dass mein OPV-Ausgang nicht auf 0V
» » Spannung runter regelt wenn die Eingangsreferenzspannung 0 ist. Am
» Ausgang
» » liegen trotzdem noch 6 Volt an. Siehe Bild.
» »
» »
»
» die OPV werden in deiner Schaltung mit einer (EINER) Gleichspannung
» betrieben
» Deine Schaltung hat als Bezugspunkt die negative Betiebsspannung,
» die auch gleichzeitig die negative Versorgungsspannung der OPV sind.
» Die Eingangsspannungen liegen fast auf dem Niveau der Negativspannung der
» OPV.
» Da arbeitet kein OPV vernünftig.
» Ein Doppelnetzteil zur Versorgung der OPV ist erforderlich.
» Das ist erstmal das Problem, das mir aufgefallen ist.

Ja,. Aber 6V am Ausgang ist auch unter diesen Gesichtspunkten zu viel.
Hier spielt die Offsetspannung noch eine Rolle. Wenn er den Akku abklemmt, hat der OPV über das isolierende Gate keine Gegenkopplung! Die Ausgangspannung nimmt irgendeinen Wert an. Abhängig von seiner Offsetspannung.

» Wieviel Strom fließt über die 16 mOhm Widerstände ?

In diesem Niedrigstohm-Bereich sehe ich dann vor allem Probleme in Bezug auf die Leiterbahnauslegungen, falls man bei den allfällig sehr grossen Strömen überhaupt noch vernünftig Leiterplatten verwenden kann in einem kritischen Teilbereich…

Dabei hilft das Simulieren unheimlich viel…
Guet Nacht am Sächsi! (CH-Gestöhn bei etwas Unglaublichem) *vögel_krieg_und_voliere_anschaff*

Geeeeeeerald! Jaaa Dich ruf ich. Es fehlt hier ein Smily für *vögel_krieg_und_voliere_anschaff*.

--
Gruss
Thomas

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Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

Auf die Leiterplatte soll letzlich nur der Steuer- und Regelteil der Schaltung. Die Verbindung der IGBT`s mit den Shunts um der Zelle werden auserhalb der Leiterplatte realisiert.

» » » Zum Beispiel habe ich heute entdeckt, dass mein OPV-Ausgang nicht auf
» 0V
» » » Spannung runter regelt wenn die Eingangsreferenzspannung 0 ist. Am
» » Ausgang
» » » liegen trotzdem noch 6 Volt an. Siehe Bild.
» » »
» » »
» »
» » die OPV werden in deiner Schaltung mit einer (EINER) Gleichspannung
» » betrieben
» » Deine Schaltung hat als Bezugspunkt die negative Betiebsspannung,
» » die auch gleichzeitig die negative Versorgungsspannung der OPV sind.
» » Die Eingangsspannungen liegen fast auf dem Niveau der Negativspannung
» der
» » OPV.
» » Da arbeitet kein OPV vernünftig.
» » Ein Doppelnetzteil zur Versorgung der OPV ist erforderlich.
» » Das ist erstmal das Problem, das mir aufgefallen ist.
»
» Ja,. Aber 6V am Ausgang ist auch unter diesen Gesichtspunkten zu viel.
» Hier spielt die Offsetspannung noch eine Rolle. Wenn er den Akku abklemmt,
» hat der OPV über das isolierende Gate keine Gegenkopplung! Die
» Ausgangspannung nimmt irgendeinen Wert an. Abhängig von seiner
» Offsetspannung.


Also der OPV hat eine typische Vos von 110uV.
Ich glaub ich verstehe was du meinst. Wenn das Eingangsignal auf 0 Volt geht regelt er das Gate solange zu, bis "keine" Spannung mehr über den Shunt abfällt. Wenn der IGBT nun bei nur noch 6 Volt Gatespannung geschlossen ist und keinen Strom mehr durchlässt ist die Spannung über dem Shunt und somit am inv. Eingang 0. Der Ausgang bleibt dann bei 6V stehen. Meintest du das so?

» ---
» Anknüpfend an Kendimans Erklärung:
»
» Da die OPAMPs CMOS Typen sind (weil wenig I), kannst eine Single_Versorgung
»
» und einen DCDC_Inverter zB ICL7660, +5v auf -5 ,,
» also passenden! Charge Pump_Konverter für deine negative OPAMP_Versorgung
» verwenden.
»
» Was anderes:
» die Treiberleistung der gewählten OPAMPs gehen
» sich diese für die IGBTs aus?
» Habs jetzt nicht nachgewassert.
»
» Grüße
» Gerald
» ---


Das Gate des IGBT hat eine Kapazität von 47nF.
Der OPV, ein LMC6484, kann am Ausgang 30mA bei Kurzschluss und 15V Vcc.
Die Schaltfrequenz ist auch sehr sehr sehr niedrig. Ich denke das sollte also kein Problem sein oder?