Spannungsregler bis an 0V

[malthy]

Hallo!

Ich suche einen Spannungsregler, den ich bis auf (fast) 0V runterstellen kann. Mir ist klar, dass das mit dem guten alten LM317 geht, wenn ich eine negative Hilfsspannung mit -1.25V zur Verfügung hab. Das ist in meinem Falle aber eher nicht optimal. Gibt es Regler die bis an 0V rankommen? Um mal konkrete Werte zu nennen: von 0.3 bis 3V wäre ausreichend. Oder bleibt nur, sich das ganze diskret mit OpAmp und Transistor aufbauen?

Vielen Dank für die Informationen!

Viele Grüße
Malte

[PICture]

Hallo malthy!

Ich kenne keinen IC-Spannungsregler, der ab 0 V Ausgangsspannung funktioniert. Es bleibt leider nur negative Hilfsspannung bzw. diskreter Aufbau übrig ... :(

MfG

[malthy]

Das habe ich befürchtet... Dank' Dir für die Information!

Malte

[kolisson]

wieviel eingangsspannung ?
eingang als dc oder mit trafo ?
wieviel strom ?

gruss

[malthy]

Hallo!

gewüschte Ausgangsspannung: 0.3 - 3V DC geregelt, per Poti einstellbar

Eingangsspannung: 5V DC, aber da bin ich felxibel. Diese Spannung kommt aber nicht aus einem Trafo, Erzeugung negativer Hilfspannungen fällt also flach...

Ausgangsstrom: max. 50 mA

Gruß
Malte

[Besserwessi]

So schlimm ist der Aufbau mit Ref. - OP und ggf. ein Transistor nicht. 50 mA könnte man auch noch aus 2 OPs so rauskreigen (z.B. OPA2343).

Wenn es ein IC sein soll, sollte der LM723 gehen: da hat man Ref. Spannung, OP und einn transistor in einem Chip. Allerdings braicht man mindestens 10 V am Eingang.

[malthy]

Jo, es wird dann wohl auf die diskrete Variante hinauslaufen. Zwei OPs parallel finde ich aber nicht so elegant, da spendiere ich dann vermutlich doch einen Transistor... =) Vielen Dank fürs Feedback!

Malte

[kolisson]

hallo malthy

meiner meinung nach wäre ein lm723 nicht wirlich was für deine anforderung, aber das hast du ja schon selbst abgelehnt.

du hast ja eigentlich zwei probleme bei deiner spezifikation.
1 eigentlich wäre ein rail to rail opv recht sinvoll und
2. du brauchst ja ne recht kleine referenzspannung.

der ideale opv für dich wäre wohl der LT1635 von Linear (evt. mit ausgangstransistor.
der kann Rail rail und hat ne 200mV referenz an bord. aber...
der ist ja evt nicht mal eben zu bekommen.

ich hab dir daher mal einen schaltungsvorschlag mit standardteilen zusammengeklickt, die du im anhang findest.

gruss klaus


http://farm3.static.flickr.com/2485/3882253613_c2054d1c4c_o.jpg

[malthy]

Hallo!

Vielen Dank für die Mühe! Ja, so ähnlich hätte ich dich Sache auch aufgebaut. Ich habe aber noch ein paar kleine Nachfragen zu Details der Schaltung, die mir nicht klar sind. Die Referenz ist so beschaltet, dass sie 2.5V liefert. Der Spannungsfolger-OpAmp dient als Impedanzwandler, R7 teilt die Referenz dann einfach auf einen beliebigen Wert runter. Was ich nun nicht verstehe ist, warum diese Referenzspannung auf den invertierenden Eingang des OpAmps U2A geht und die Rückkopplung der Ausgangsspannung an dem nichtinvertierenden Eingang liegt. Ich hätte das umgekehrt erwartet, steuert der OpAmp so nicht "in die falsche Richtung" gegen?

Ein anderes Detail ist mir einfach aufgrund meiner elektrotechnischen Unbildung unbekannt. Welche Funktion haben die Dioden an der Basis des Transisitors? Und kannst Du mir noch einen Tipp geben, welche Funktion R1 hat? Ich hätte ihn einfach weggelassen...

Ganz vielen Dank!
Malte

[s.o.]

Wie wäre folgende Idee, unter der Annahme, dass du keine negative Spannung hast:
2,1 Volt Regler + 3*1N4148 als Drop. #
Unter der Annnahme du hast negative Spannungen: Durch einen Spannungsteiler 0V aufbauen und mit OPV verstärken...

[kolisson]

hi malthy,



Die Referenz ist so beschaltet, dass sie 2.5V liefert. Der Spannungsfolger-OpAmp dient als Impedanzwandler, R7 teilt die Referenz dann einfach auf einen beliebigen Wert runter.

das ist vollkommen korrekt.!
den impedanzwandler hab ich mit reingenommen, da im lm358 sowieso 2 ops drin sind.




Was ich nun nicht verstehe ist, warum diese Referenzspannung auf den invertierenden Eingang des OpAmps U2A geht und die Rückkopplung der Ausgangsspannung an dem nichtinvertierenden Eingang liegt. Ich hätte das umgekehrt erwartet, steuert der OpAmp so nicht "in die falsche Richtung" gegen?

da würde ich sagen, dass der erste eindruck täuscht.
bei genauerer betrachtung wirst du jedoch erkennen, dass der transistor, entgegen der üblichen netzteilschaltungen, ein PNP ist und die last am kollektor liegt.
hier haben wir am transistor eine invertierung.
deshalb ist der opv absichtlich "verkehrtherum" eingebaut.
es handelt sich hier also um eine low dropout schaltung.




aufgrund meiner elektrotechnischen Unbildung

oh ja, damit kann ich auch immer gut glänzen, aber ich versuche mich immer zu bessern.





Welche Funktion haben die Dioden an der Basis des Transisitors?

das ist ein workaround wegen der limitationen des lm358.
dieser ist kein rail to rail.
eine seiner eigenschaften kommt uns jedoch gelegen:
er kann am eingang und am ausgang spannung bis 0 Volt verarbeiten.

ungelegen ist bei ihm aber, dass die ausgangsspannung nur bis maximal 2 Volt unterhalb von +UB gehen gann. bei 5 Volt UB ist der ausgang also maximal bei 3Volt.
Mit 3 Volt können wir aber den transistor nicht sperren, da ja an dessen emitter 5 volt liegen. (wir müssen an der basis höher 4,4 sein, damit der transi sperrt. )

durch die zwei dioden können wir aus sicht des op nun nochmal 1,2 bis 1,4 volt von den 4,4 volt abziehen und landen etwa bei 3 volt, was am oberen limit des op ausganges liegt.

der widerstand r1 spielt in diesem zusammenhang dann auch den arbeitswiderstand für die dioden und steuert ja ohne op ansteuerung den transistor zu.
mit dem wert kann man sicherlich varieren.
10k sollten auch ok sein.

diese schaltung ist eigentlich eine abwandlung einer low drop 5 volt regelung, die ich immer anwende ,wenn ich grad nix integriertes zur hand habe. die einzelnen werte hab ich seinerzeit mal durch diverse messungen ermittelt (wegen low drop ist auch die schwingneigung nicht zu verachten).

wichtig für deine anwendung ist auf jeden fall der einsatz eines opv mit PNP-Eingang, wie der LM358, damit du die bereiche gegen 0 volt abdecken kannst.

für meine urstprünglich anwendung als regler für 5 Volt ausganf bei 5,5 volt eingang (also der umgekehrte fall) kommen dann eher OPV mit NPN-Eingang zum einsatz (z.B MC1458) , um den bereich nahe +UB abzudecken.

wenn interesse besteht, kann ich meine standardschaltung zur versorgung von MC´s ja uch noch posten. diese erzeugt halt spannungen im bereich von 3 bis 5 volt, wobei die eingangsspannung nur etwa 0,5 volt höher liegen muss als der ausgang (LDO).

gruss klaus

[malthy]

Hello again!

Ich habe sehr zu danken! Ich frage einfach nochmal weiter, wenn Du keine Lust mehr hast, sag Bescheid. Dass Du einen PNP zur Steuerung verwendest, hab ich glatt verpennt. Jetzt wird mir die Sache schon klarer - auch wenn ich noch nicht ganz im Reinen mit der Schaltung bin, ich arbeite dran :-). Aber erstmal hätte ich noch eine andere Frage: Warum genau sollte man bei den genannten Anforderungen überhaupt einen PNP-Transistor verwenden? Ich hätte die Schlatung enstprechend, aber 08/15-mäßig mit NPN und eben vertauschter Polarität am OpAmp aufgebaut. Ist der Hintergrund "low-drop-Eigenschaften" zu erhalten? Falls ja, ist das denn nötig? Bei 5V Eingang und 3V max. am Ausgang kann man sich doch einiges an Spannungsabfall am Transistor erlauben... Was übersehe ich?

Danke für die Erhellung!

Malte

[kolisson]

hallo malthy,

na klar, du hast naürlich recht.
in disem speziellen falle hast natürlich recht mit dem drop.

aber....
ich hab dir ja nicht ne komplett neue schaltung gezeichnet, sondern mich
an eine erprobte eigene erinnerte, die für dich nützlich sein konnte.

also hab ich meine schaltung nur etwas angepasst.

der zusatzaufwand mit Uref wäre ohnehin der gleiche gewesen.

und davon abgesehen, wenn die schaltung nun mehr kann, als von dir gefordert, schadet dass ja nicht und ist kein grund, sie nicht zu verwenden.

wenn du den teiler R3/R4 so abänderst, dass am teilerausgang bei 4,5V 2,5V rauskommen kannst du halt bis 4,5 regeln.

gtruss
klaus

[malthy]

Ja klar, mir gings auch erstmal nur um's Verständnis! Ich werde mir Deine Variante mal aufbauen.

Vielen Dank!
Malte

[kolisson]

okay..
dann berichte mal, wie es auskommt.
als transi kannst du natürlich auch bc556 nehmen (für deine 50mA)
die 100nF sind sehr wichtig,
die elkos hingegen sinvon den werten nicht sokritisch .. ausser,
der am eingang grösser als der am ausgang.
also am eingang 10uF und am ausgang 2,2 geht auch z.B

nimm halt, was du da hast.

gruss klaus