DCG und Einschalt-Peak

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DCG und Einschalt-Peak

Beitrag von psclab38 » 23.01.2010, 20:18

Hallo Forum,

wie im anderen Thread schon erwähnt, sehe ich bei meinen zwei DCGs beim Einschalten einen Peak, der fast ca. 18-20V erreicht und für ca. 300µs am Ausgang ansteht. Dieses Phänomen ist unabhängig von der eingestellten Ausgangsspannung, vielmehr tritt er auf wenn der Controller Q3 und damit die Ausgangsstufe einschaltet. Zu diesem Zeitpunkt ist der Spannungssollwert am Spannungsvergleicher U6: 0.00V. Eine weitere Bestätigung, unabhängig und mit Standard-Hardware/Pascal-FW haben wir schon.

Ich zeige hier nochmal die Bilder, wie das bei mir aussieht:
PeakDetail.JPG
DCG Peak Detail
PeakDetail.JPG (25.16 KiB) 7359 mal betrachtet
Bei diesem Bild ist der gelbe Kanal 1 die Ausgangsspannung und der blaue Kanal 2 die Spannung an der Basis von Q3. Wenn man den Zeitpunkt des Einschaltens des Q3 verschiebt, dann wandert der Effekt mit, soviel ist sicher.

Auf der Suche nach den Zusammenhängen habe ich heute nachmittag meinem DCG mal ein EKG angeklemmt und wollte ein paar Kurven aufnehmen. Selbstverständlich das alles ohne die Schaltung beim Anklemmen stromlos zu machen, wobei ich mir erst mal mit der Hakenklemme einen Kurzschluß an der Basis von Q5 und damit einen Totalausfall von LED3 eingehandelt hatte. :cry: Danach ging erst mal gar nichts, permanent 15V am Ausgang. Keine Ahnung, aber nach Austausch der LED3 war alles wieder beim Alten. Und der Peak war auch noch da. :?

Was geht beim Einschalten von Q3 ab:
a) LED3 leuchtet auf
b) Q6 "aktiviert" R39, der fungiert über die Dioden D1+LED2, WiderstandR32, Transistor Q4 als "Arbeitswiderstand" für den Spannungsvergleicher U6
c) Dieser Arbeitspunkt liegt an Basis Q6 und liefert damit die Steuerung für den Ausgangstransistor.

Damit ist klar, daß ohne Beteilung der Regelung erst mal der Ausgangstransistor aufgemacht wird. Die Spannung am Ausgang steigt, und diese Information kommt über den vieldiskutierten U5a/b am Solleingang von U4 wieder an. Erst jetzt kann U4 gegenhalten und geht erst mal in die negative Sättigung, bis sich die Stellstrecke wieder eingekriegt hat.

Im Bild: erst mal ein Überblick:
PeakUeberblick.JPG
Überblick von oben nach unten
(3) violett: Spannung an BasisQ6
(1) gelb: Spannung am Ausgang
(4) grün: Spannung an Pin1 U5
(Istspannung)
(Ext) Pfeil oben: Triggerzeitpunkt Einschalten Q3
(2) blau: Regelspannung Ausgang U6
PeakUeberblick.JPG (29.16 KiB) 7354 mal betrachtet
PeakUeberblick3.JPG
ein wenig höher auf gelöst, das sieht man die zeitliche Abfolge.
PeakUeberblick3.JPG (27.06 KiB) 7356 mal betrachtet
Bis sich die Regelung wieder fängt, dauert das natürlich seine Zeit. Irgendwie ist es unfair, dem U6 die Charakteristik der Regelstrecke zu verbiegen und zu erwarten, daß das keine Auswirkungen hat.
Entweder schaffen wir das auf direktem Wege oder wir schalten irgendwie "langsam genug" ein, um den Peak wegzubekommen. :roll:

Viele Grüße
Paul

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Re: DCG und Einschalt-Peak

Beitrag von Roddot » 23.01.2010, 22:50

Wie sieht es mit einem originalen DCP aus?
Die ungeregelte DC ist beim einschalten noch nicht da (über D2) also kommt die U über D3, möglicherweise reicht die Relais Verzögerung aus um zu eruieren ob es sich um den berüchtigten (Audio) einschalt- "Furz" handelt.

Die LED müsste die eigentliche Quelle für die "Current Source" sein und den Q5 "vorzuspannen" und Q6 dann in der Folge "Aufzureißen" wenn die richtige DC dann plötzlich mehr oder weniger schnell einsetzt. Grüne LED so um 2.2V, B negativer als E. Ändert sich was am "Spike" wenn die "Vorspannung" geändert wird?
Möglicherweise hat der Q6 Typ Einfluss "Verstärkung" kann bei Darlington zu Darlington recht unterschiedlich sein und der muss richtig was treiben. (wenn ich mein Gekritzel richtig deute habe ich letztendlich BD681's 100V/6A genommen) aber meine DCG/P's sind ja ohnehin nicht "Serienmäßig" in dieser Fehler finden Angelegenheit ein leider.
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Re: DCG und Einschalt-Peak

Beitrag von psclab38 » 23.01.2010, 23:49

Roddot hat geschrieben:Wie sieht es mit einem originalen DCP aus?
Die ungeregelte DC ist beim einschalten noch nicht da (über D2) also kommt die U über D3, möglicherweise reicht die Relais Verzögerung aus um zu eruieren ob es sich um den berüchtigten (Audio) einschalt- "Furz" handelt.
DCP hab ich nicht. Aber gewo hat das gleiche Problem messen können und nach seiner Beschreibung ist bei ihm eine DCP dran.
Roddot hat geschrieben:Die LED müsste die eigentliche Quelle für die "Current Source" sein und den Q5 "vorzuspannen" und Q6 dann in der Folge "Aufzureißen" wenn die richtige DC dann plötzlich mehr oder weniger schnell einsetzt.
Ich verstehe nicht, was Du meinst. Im abgeschalteten Zustand fließt quasi kein Strom über die Basis von Q5. Die Spannung über LED3 ist dann Null.
Roddot hat geschrieben:Grüne LED so um 2.2V, B negativer als E. Ändert sich was am "Spike" wenn die "Vorspannung" geändert wird?
Ich denke, die Verstärkung ist da komplett untergeordnet. Die Änderung des Signals an Basis Q6 wäre wohl auch mit "A-Typen zu schnell.

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Re: DCG und Einschalt-Peak

Beitrag von Roddot » 24.01.2010, 00:08

CM "enabled" alles mit dem µP als auch noch zusätzlich FW-ler der du bist, kannst du sicherlich nachgucken ob CM eine Verzögerung einprogrammiert hat. (so macht man das gerne im Audiobereich).
An Q5 steht schon alles was benötigt wird außer eine richtige Masse. Eigentlich ist der Statisch schon "offen".

Hast du R30 als Brücke und R27 12K? Bei 10v sollte da 1mA durch.
Bei den ganzen Modifikationen .... darf man doch mal fragen! oder?
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Re: DCG und Einschalt-Peak

Beitrag von psclab38 » 24.01.2010, 00:41

Roddot hat geschrieben:CM "enabled" alles mit dem µP als auch noch zusätzlich FW-ler der du bist, kannst du sicherlich nachgucken ob CM eine Verzögerung einprogrammiert hat. (so macht man das gerne im Audiobereich).
Ich hab die Pascal-FW nicht im Kopf und auch schon lange nicht mehr in Betrieb. Bei den vielen Optionen, speziell bei der Hardware, hab ich nicht wirklich alles parat.

EDIT: Nach einem Blick in den Pascal-Code (die C-Variante macht das übrigens genauso): ja, die Relais des DCP werden erst nach Outputenable eingeschaltet. Nur verhindert das nicht, daß immerhin ein Peak von 9V auf den Ausgang gelangt, gespeist von den +15V, aus dem DCG. Das kann man einfach überprüfen, indem man das DCG mit abgezogenem Power-Stecker einschaltet (für die "nur-DCG"-Variante)
Roddot hat geschrieben:An Q5 steht schon alles was benötigt wird außer eine richtige Masse. Eigentlich ist der Statisch schon "offen".
Ja, der ist im ausgeschalteten Zustand offen. Und Masse sollte der besser nicht direkt kriegen. Sonst knallt die LED2 durch, wie mir heute passiert.
Roddot hat geschrieben:Hast du R30 als Brücke und R27 12K? Bei 10v sollte da 1mA durch.
Bei den ganzen Modifikationen .... darf man doch mal fragen! oder?
DIE Frage kann ich Dir beantworten: Exakt so, wie Du geschrieben hast. Analog zur Bugfixschaltung DCG2.6 vom 22.2.2008
Klar darfst Du fragen, aber die Frage nach der "Vorspannung" hab ich wirklich nicht verstanden.

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Re: DCG und Einschalt-Peak

Beitrag von Roddot » 24.01.2010, 12:52

psclab38 hat geschrieben:... aber die Frage nach der "Vorspannung" hab ich wirklich nicht verstanden.
Dann nochmal ein Versuch.
Wenn die >15V<=24 Volt U ungeregelt noch nicht über D2 "eingespeist" werden, wird die "Ansteuerung" des Q6 durch die 15 Volt stab. kommend über D3 ermöglicht.
Wenn die Schaltung nun noch eine Masse bekommt. (über R35, µP meint er könne nun die Regelung freigeben)
Müsste für einen Moment die Schaltung versuchen Q6 und damit auch Q12 anzusteuern. Vorspannen (parasitäre Effekte bereits überwunden, "Regelung" kann sofort stattfinden da müsste dann auch "zeitgleich/zeitnah" die U ungeregelt einsetzen.)
LED3 könnte kurz leuchten, bis der µP merkt das kein "Istwert" zurückkommt und doch wieder abschaltet.
Die benötigten Zeitkonstanten für DCG versorgt durch Trafo und Schaltnetzteil und die Zeitkonstanten für DCG/DCP mit Trafo und Schaltnetzteil könnten unterschiedlich sein.


Nur eine aus dem Audiobereich entlehnte Idee.
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Re: DCG und Einschalt-Peak

Beitrag von ompf » 24.01.2010, 13:14

psclab38 hat geschrieben:Entweder schaffen wir das auf direktem Wege oder wir schalten irgendwie "langsam genug" ein, um den Peak wegzubekommen.
Nachmessen kann ich's nicht, da ich kein DCG aufgebaut habe. Ich sehe aber zwei Ansätze:

a) dafür sorgen, daß die Quelle für den Basisstrom von Q6 "langsamer" zugeschaltet wird. D.h. ein Kondensator parallel zu R37, damit die Spannung an der LED langsamer ansteigt.

b) mit geschlossener Regelschleife anfahren. D.h. erst Q3 einschalten, dann Sollwert hochfahren. So ist's bei meinem NGSM umgesetzt.

Der Regler greift ja relativ fix, das ist die Zeitkonstante, mit der der Peak abfällt.


Gruß
Patrick

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Re: DCG und Einschalt-Peak

Beitrag von psclab38 » 24.01.2010, 13:19

Roddot hat geschrieben:Wenn die >15V<=24 Volt U ungeregelt noch nicht über D2 "eingespeist" werden, wird die "Ansteuerung" des Q6 durch die 15 Volt stab. kommend über D3 ermöglicht.
korrekt.
Roddot hat geschrieben:Wenn die Schaltung nun noch eine Masse bekommt. (über R35, µP meint er könne nun die Regelung freigeben)
Müsste für einen Moment die Schaltung versuchen Q6 und damit auch Q12 anzusteuern.
Bereits damit entsteht am Ausgang ein Peak von 9V (ohne Versorgung durch DCG/Schaltnetzteil) bzw. 20V bei permanent angeschlossenem Schaltnetzteil (DCG ohne DCP)
Roddot hat geschrieben:Vorspannen (parasitäre Effekte bereits überwunden, "Regelung" kann sofort stattfinden da müsste dann auch "zeitgleich/zeitnah" die U ungeregelt einsetzen.)
Versteh ich immer noch nicht.
Roddot hat geschrieben:LED3 könnte kurz leuchten, bis der µP merkt das kein "Istwert" zurückkommt und doch wieder abschaltet.
Da isses schon zu spät. Wie oben gesagt, der Peak kommt unmittelbar auf den Ausgang. Erst wenn der Istwert am Spannungsvergleicher U6 ankommt, kann der gegenhalten.
Roddot hat geschrieben:Die benötigten Zeitkonstanten für DCG versorgt durch Trafo und Schaltnetzteil und die Zeitkonstanten für DCG/DCP mit Trafo und Schaltnetzteil könnten unterschiedlich sein.
Nur eine aus dem Audiobereich entlehnte Idee.
Das ist schon richtig, nur gibt's das hier nicht, zumindest scheinbar nicht an der richtigen Stelle. Die Output-Enable-Schaltung verhindert zwar eine Ausgabe von Spannungen, während der U5+U6 nach Anlegen der Betriebsspannung einschwingt, produziert aber selber einen Peak beim Einschalten. Zumindest sehe ich das hier und ich vermute, daß ich da nicht allein bin. Was die genaue Ursache ist, das sollten wir rauskriegen. Ich beanspruche für mich nicht, daß ich den vollen Durchblick habe; definitiv nicht.

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Re: DCG und Einschalt-Peak

Beitrag von psclab38 » 24.01.2010, 13:24

Hi Patrick,
ompf hat geschrieben: a) dafür sorgen, daß die Quelle für den Basisstrom von Q6 "langsamer" zugeschaltet wird. D.h. ein Kondensator parallel zu R37, damit die Spannung an der LED langsamer ansteigt.
Das ist ein Vorschlag. einen Versuch hab ich schon gemacht mit einem Kondensator parallel zu B-E von Q3, das hat schon Linderung gebracht; war aber nicht ideal.
ompf hat geschrieben:b) mit geschlossener Regelschleife anfahren. D.h. erst Q3 einschalten, dann Sollwert hochfahren. So ist's bei meinem NGSM umgesetzt.

Der Regler greift ja relativ fix, das ist die Zeitkonstante, mit der der Peak abfällt.
Der Sollwert ist beim Einschalten von Q3 auf Null. Erst viel später wird dann der Sollwert zugeschaltet, siehe Bilder. Das >Schalten< des Q3+Q5 ist m.E. das Problem.

Viele Grüße
Paul

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Re: DCG und Einschalt-Peak

Beitrag von Roddot » 24.01.2010, 13:39

Möglicherweise konnte man in die FW bei "kaltstart" auch eine angepasste Soll/ist-spannung für eine ms schummeln.
Je nach Ausstattung.
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Re: DCG und Einschalt-Peak

Beitrag von psclab38 » 24.01.2010, 14:10

Roddot hat geschrieben:Möglicherweise konnte man in die FW bei "kaltstart" auch eine angepasste Soll/ist-spannung für eine ms schummeln.
Je nach Ausstattung.
Schummeln geht da nicht. Der Effekt ist unabhängig von der Sollspannung. Die ist per Default im kritischen Moment sowieso schon Null. Weniger geht nicht.

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Re: DCG und Einschalt-Peak

Beitrag von Roddot » 24.01.2010, 15:02

9V anstatt 20V ist ja schon mal ein Anfang.

Lässt sich Q3 "pulsen" während des Kaltstarts?
Ist die LED im betrieb nicht niederohmiger als R37? Andere LED?
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Re: DCG und Einschalt-Peak

Beitrag von psclab38 » 24.01.2010, 15:28

Roddot hat geschrieben:9V anstatt 20V ist ja schon mal ein Anfang.

Lässt sich Q3 "pulsen" während des Kaltstarts?
Ist die LED im betrieb nicht niederohmiger als R37? Andere LED?
Der Einschaltvorgang ist viel zu schnell. Da bringt Pulsen nix.
ompf hat geschrieben:a) dafür sorgen, daß die Quelle für den Basisstrom von Q6 "langsamer" zugeschaltet wird. D.h. ein Kondensator parallel zu R37, damit die Spannung an der LED langsamer ansteigt.
Ich hab grade eine Kombination gefunden, die schon mal einen guten Eindruck macht:
Parallel zu R37 einen 4.7µF Elko. Der allein bringt den Peak runter bis auf 2.5V. Bei der Spannung kann schon mal fast nix mehr kaputt gehen.

Beim Experimentieren ist mir dannn aufgefallen, daß es einen Zeitpunkt für's Einschalten von Q3 gibt, der gar keinen Spike mehr produziert. Ich hab dann rumprobiert und dabei bin ich drauf gekommen, daß man den Sollwert für den STROM im Einschaltaugenblick auch auf NULL stellen könnte; also insofern doch geschummelt :wink: . Das war dann der Durchbruch:

1 - Kondi parallel zu R37
2 - Sollwerte für Spannung und Strom auf NULL
3 - Kurz warten
4 - Q3 einschalten (Q5 wird weich eingeschaltet), U6 kann gegenhalten und die Sache stabilisiert sich
5 - Stromsollwert hochdrehen, da kann dann nichts mehr passieren.

Dann habe ich mit den Werten des zusätzlichen Kondensators experimentiert. Also unter 0.1µF reicht nicht, bei 0.22µF ist der Peak unter ein Volt. Ich denke, so 1µF dürfte ganz brauchbar sein (hab ich nur grade nicht zur Hand). Die Softwareänderung alleine hilft nicht vollständig, nur eine kleine Reduktion.

Sieht irgendwie nach kombiniertem Bugfix Software+Hardware aus. Aber immerhin brauchen wird keine zusätzliche Platine. 8)

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Re: DCG und Einschalt-Peak

Beitrag von Roddot » 24.01.2010, 15:34

Na also super Lösung!

Nochmal aus Interesse bei U kommend über D3 (15V)
Was steht über der grünen LED (2,xV)?
Würde rot (1,2-1,6V) was bringen? Basisvorspannung sollte dann geringer sein.

Eine neu Platine brauchen wir schon lange aber nur eine NEUE eben! :)

Und mit 24V/34V?
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Re: DCG und Einschalt-Peak

Beitrag von psclab38 » 24.01.2010, 15:53

Roddot hat geschrieben:Nochmal aus Interesse bei U kommend über D3 (15V)
Was steht über der grünen LED (2,xV)?
Würde rot (1,2-1,6V) was bringen? Basisvorspannung sollte dann geringer sein.
Das Problem ist dynamischer Natur, daher der Kondensator. Dabei ist die "Brennspannung" der LED2 untergeordnet.
Roddot hat geschrieben:Eine neu Platine brauchen wir schon lange aber nur eine NEUE eben! :)
Ach was, das würde den ganzen Charakter des Projekts verderben. 8)
Roddot hat geschrieben:Und mit 24V/34V?
Ich hab meine Änderung mit permanent 25V am Eingang getestet. Ich hab ja keine Relais.

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