Discussion in 'Opencharge' started by MalteS, Mar 16, 2008.

  1. MalteS

    MalteS Member

    Hallo,

    bei meinem Gerät war/bin ich ja nicht in der Lage kleine Ströme (<100mA) einzustellen. Ich habe mich eben auf die Fehlersuche begeben und den TLC272 als Ursache ausgemacht (glaube ich jedenfalls)
    An IC4b liegen an + ca. 1mV an - ca. 0.5mV damit der Ausgang bei 0V liegt. Offenbar ist bei diesem Opamp der Voffset 0.5mV. Der IC4a hat einen Eingang + von 1mV, - liegt bei 0V (von IC4b)
    Offenbar sind 0.5 - 1mV typische Offsetspannungen für den IC. Da der Eingang von IC4b max. 0.1V erreicht (10A) liegt hier bei einem 1mV Offset
    im Bereich von 100mA. Den Offset muss natürlich erst überwunden werden damit der Opamp zu regeln beginnen kann. Lt. Datenblatt können durchaus Offsetspannungen von 10mV (damit 1A) auftreten, mein Exemplar scheint also nicht besonders extrem.

    Hab ich da einen Denkfehler? Ist das auch schon mal jemand aufgefallen?

    Gruß
    Malte
  2. Space

    Space New Member

    Hallo Malte,
    mir ist nicht ganz klar, was du für ein Problem hast. Was meinst du eigentlich konkret damit? 0mA kannst du auch einstellen und regelt sich auch ein?
    Ich denke du hast die Schaltung, und somit die Schaltung für die Versorgungsspannung des TLC272 von mir übernommne. Der TLC wird mit +5V und ~ -4V versorgt. Alle Spannungsangaben am OpAmp beziehen sich somit auf -4V als Nullpunkt. Bei -3,999V am Eingang währe ein Offset von 1mV bereits überwunden. Von den 0V Masse weiss der TLC, ausser durch seine äussere Beschaltung, theoretisch nichts.

    Aus meiner Erfahrung heraus vermute ich eine Unlinearität in der Schaltung, welche durch ein anderes Bauteil hervorgerufen wird. Verdächtig ist z.B. der zu hohe Leckstrom einer Diode.
  3. MalteS

    MalteS Member

    Hi Thomas,

    bei meinem Lader fliessen, auch bei OCR1A = 0 noch knappe 100mA.
    Ich versuche es noch einmal. Die Offsetspannung des Opamps bewirkt das dieser keine Eingangsverstärkung vornimmt wenn VIN+ +1mV = VIN- ist.

    Für 0mA Ausgangstrom muss VIN- = -1mV sein. Über die Verstärkerschaltung von IC4B wird dies auf ~ -24mV am Ausgang von IC4B Verstärkt. Diese Spannung liegt dann auch am VIN- von IC4A an. Da der VIN+ direkt vom OCR1A gesteuert wird und minimal 0V erreichen kann regelt IC4A den Ausgang (sprich Ausgangsstrom) hoch bis der Offset an seinem Eingang kompensiert ist. Ergebniss s.o.

    So zumindest mein Verständniss. Das ganze ist kein Problem wenn der Offset andersherum ist (also VIN+ -1mV = VIN-). Dann muss nur der OCR1A etwas höher geregelt werden.

    Hoffe ich habe mich nun etwas klarer ausgedrückt.
    Malte
  4. Space

    Space New Member

    Die Erkenntnis von Lukas beim Fast PWM Mode kennst du? Kannst du sonst mal testweise den PWM1A nicht als fast PWM initialisieren oder gar den OpAmp Eingangspin auf Masse legen?

    Nach meinem Verständnis ist der Offsetwert des OpAmps egal, wenn ich den OpAmp nicht am Nullpunkt betreibe. Ich versuche es mal bildlich zu umschreiben:

    Bei einem Offset des OpAmp von 1mV am Ausgang heisst das auch, das 1mV über den Rückkopplungswiderstand an den den neagativen Eingang rückgekoppeelt wird. Was dann wieder zur Folge hat, das die Ausgangsspannung sinkt und sich equivalent dem eingestellten Verstärungsfaktoren durch die Widerstände einstellt.
  5. MalteS

    MalteS Member

    Ja kenne ich und ist bereits ueberprueft. Ist bei mir nicht der Fall
    Ich glaube der Offset ist definiert als die Differenz der Eingangspannungen die den Ausgang nicht aendern.

    Bei 1V offset und voller Rueckkopplung d.h. VIN- liegt auf Vout waere z.B. Vin 2v und Vout = Vin- = 1v

    Sorry umlaute gehn grade nicht...
  6. Space

    Space New Member

  7. MalteS

    MalteS Member

    Hi Thomas,

    sorry das ich so beratungsresistent bin :)

    Der Opamp ist ein Differenzverstärker. Er verstärkt die Differenz zwischen VIN+ und VIN-. Der Inputoffset beschreibt die Offsetspannung zwischen VIN+ und VIN- die angelegt werden muss um den Ausgang aus der Ruhelage zu lenken.

    Wenn ich dich richtig verstehe verweist du (zu recht) darauf das ein Single Supply Opamp keine Ruhelage hat, bzw. diese bei GND (bzw. -4V) zu finden ist. Das stimmt auch (nach meinem Verständniss) für den Fall ohne Rückkopplung. In Rückkopplungsfall entspricht die Ruhelage dem Eingangssignal an VIN+. Allerdings eben abzüglich der Offsetspannung.

    Gruß
    Malte
  8. Space

    Space New Member

    Ein Blick ins Datenblatt und in Google zeigt mir das dieses für mich wohl gilt. :p

    Der Input Offset ist als jene Spannung definiert, welche zwischen dem + und - Eingang anliegen muss damit wirklich 0V am Ausgang erscheinen.
    Das ist also ein Indikator für die Unsymetrie der beiden OpAmp Eingänge. Diese Spannung kann positiv oder aber negativ sein und wird am Ausgang eq. dem V Faktor verstärkt erscheinen.

    Laut Datenblatt des TLC werden die meisten TLC mit einem positiven Input Offset ausgeliefert (ich habe jetz nicht genau gerechnet, das Verhältnis lieg bei knapp 2/3 zu 1/3). Dein Exemplar liegt in der Charge mit negativen Offset, so dass eben am Ausgang schon was anliegt auch wenn die Differenz an den Eingängen das noch nicht hergeben sollte.

    Lösungsansätze währen in meinen Augen

    ...selektieren des TLC nach positivem oder negativem Input Offset

    ...ausgleich des Offset durch eine externe Beschaltung. Hierbei muss der Massepunkt des Wiederstandes am - Eingang um den Betrag der Offsetspannung höher, als die eigentliche Masse gelegt werden ( +5V <-> 300KOhm <-> Poti 100Ohm <-> Masse)
  9. MalteS

    MalteS Member

    ja in diese Richtung habe ich auch gedacht. Was auch geht wäre

    - TLC277 verwenden (Typ mit kleinerem Offset)
    - R20 und R21 vergrößern und verstärkung um IC4B anpassen
    (allerdings nur bei 10A Variante - bei 15A wird das bei 5W schon sehr eng.)

    Ich denke die TLC277 Variante ist am einfachsten zu realisieren. Damit wird das Problem von 100mA in den 20mA Bereich gedrückt (für typische Werte). Wenn man dann noch den R20 und R21 verdoppelt liegt man bei 10mA.
  10. lsimma

    lsimma New Member

    Hallo Malte,

    kannst bitte mit einem Oszi am IC Eingang und Ausgang jeweils das Rauschen ermitteln ?

    Ich hab bei meinem Ladegerät da bei kleinen Strömen recht hohe Störimpulse+Rauschen - die Impulse konnte ich auf die mehrfache Schalttätigkeit der FETs während eines Ausschaltzyklus zurückführen.

    Danke,
    Lukas
  11. MalteS

    MalteS Member

    Hi Lukas,

    Ja, wenn du mir sagst welcher IC Eingang (vermute IC4A) und bei welchem Betriebszustand. (Step-up an oder aus, Ladestrom bzw. OCR1A einstellung)

    Gruß
    Malte
  12. MalteS

    MalteS Member

    Hi,

    so der TLC277 ist drin. Offenbar hat mein Exemplar auch einen positiven Offset so das ich jetzt recht schön den Erfolg dieser Aktion sehe. Der minimale Strom ist auf 33mA gesunken und damit in Bereichen mit denen ich leben kann.

    Was mir jetzt nicht gefällt ist die Tatsache das die ADC Messung des Stroms recht ungenau arbeitet. In meinem Lader ist ja T10 entfernt. Der Strom wird durch den Atmel direkt gegen GND mit 10bit (eher mehr durch oversampling) gemessen. Dabei habe ich recht seltsame Linearitätsfehler. So stimmt der Strom z.B. bei 100mA, bei 420mA werden im Gerät 350mA gemessen und bei 1A stimmt das Ergebnis wieder. (Fehler von <20mA halte ich für vertretbar da ist man langsam in der ADC auflösung). Muss morgen mal die Spannung am Ausgang von IC4b messen und sehen ob ich diesen Effekt dann dort finde.

    So kommt man vom Hölzchen aufs Stöckchen...

    Malte

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