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Merkwürdige Spannungs-Strom-Kopplung im Labornetzgerät (Schaltungstechnik)

verfasst von Hartwig(R), 24.01.2020, 11:47 Uhr
(editiert von Hartwig am 24.01.2020 um 12:07)

Hallo,
Bei Messungen an einem alten, einfachen analogen Labornetzteil von HP machte ich eine Beobachtung bei Messungen mit geringen Ausgangsströmen unter Stromstabilisierung: Ich stellte unter Kurzschluss 12mA ein, dann legte ich einen Widerstand von 1,5k an den Ausgang und hatte nun aber einen Strom etwas über 13mA! Von einer wenig idealen realen Stromquelle hätte ich mit Lastwidertand statt Kurzschluß eher einen geringeren Strom erwartet.
Der Schaltplan erklärt dies Verhalten, es ist also beabsichtigt:

Die interne Masse für die Regelung ist wie so oft der positive Ausgang des Netzteils. Somit liegt der Meßshunt R1 für den Strom-Fehlerverstärker einseitig auf Bezugspotenzial. Das stromproportionale Signal steht am Knoten R1 und R2 an. R2 bildet zusammen mit R3 einen Spannungsteiler, der mit R3 an der negativen Ausgangsspannung liegt – über Die Reihenschaltung R1, R2 und R3 liegt also die Ausgangsspannung des Netzgerätes. Der Istwert für den Strom durch R1 - also der eigentlich zu messende Ausgangsstrom des Netzgerätes - wird aber vom Knoten R2, R3 und R4 abgenommen und nicht direkt an R1. Somit wirkt ein durch die Ausgangsspannung bedingter Strom durch R2 dem durch den Istwert an R1 bewirkten Strom entgegen, der Fehlerverstärker für den Strom sieht also einen etwas geringeren Istwert, der dann „nur“ kompensiert wird. Das ergibt den höheren Ausgangsstrom. Grob gerechnet entspricht das einem Nebenwiderstand zur Stromquelle von rund 22kOhm. Der so entstehende Stromfehler wird in der Praxis bei größeren Strömen nicht relevant sein. Nur warum wurde das so gemacht???? Was gibt es bei hoher Ausgangsspannung in der Stromregelung zu kompensieren? Da fällt mir nur der Längsregler ein, über dem dann weniger Spannung abfällt (hier zwei parallel geschaltete npn Darlingtons (2N6056) mit einem pnp-Treiber in Kollektorschaltung. Jeder Darlington liegt über 1,2 Ohm am „heissen“ Ende von R1. Bei 1,5A Maximalstrom und Ua(max) verbleiben nach Schaltplan etwa 5V zwischen Lade-C und Ausgang des Netzgerätes, also etwa 3,8V an den Darlingtons - aber ob das der Grund sein kann???
Grüße
Hartwig



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Merkwürdige Spannungs-Strom-Kopplung im Labornetzgerät - Hartwig(R), 24.01.2020, 11:47 (Schaltungstechnik)