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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 9 Kanal Konstantstrom 0-70mA


Autor: Stefan (Gast)
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Hallo,

Ich brauche für ein Projekt 9 Konstantstromquellen (oder modular 3 x 3) 
mit 0-70mA digital einstellbar (Genauigkeit <= 100uA). Das Ganze sollte 
temp. stabilisiert sein. Die Last ist ohmsch mit ca. 130 Ohm.

Bis jetzt ist mir eingefallen:

DAC + OPV + FET
DAC + LDO
oder DAC durch digitalen Widerstand ersetzt.

Fallen jemanden noch andere Möglichkeiten ein? So PWM Teile a TLC5940 
kann ich leider nicht verwenden. Brauche wirklich konstanten Strom mit 
wenig Ripple. Möchte auch recht kostengünstig und kompakt bleiben.

Bin für alle Vorschläge dankbar,
Stefan

: Verschoben durch Admin
Autor: Jens G. (jensig)
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Da es nur 70mA sein sollen, würde ich als ersten Ansatz OPV und 3*npn, 
jeder mit eigenem Shunt-R zur Stromfestlegung, versuchen. Die drei 
Transis sollten idealerweise auf einem Transistorarray sein, wegen der 
Gleichheit, und Wärmekopplung:


                     Last1         Last2        Last3
         |\            |             |            |
Ue ------|+ \                                  /
         |   \      |/            |/          |/
         |    ---+--|        -----|       ----|
         |   /   |  |\      |    |\      |    |\
      ---|- /    |   _\|    |     _\|    |     _\|
     |   |/      |     \    |       \    |       \
     |           |      |   |        |   |        |
     |            ----------+------------         |
     |                  |            |            |
     -------------------+            |            |
                        |            |            |
                       | |          | |          | |
                       | | R_ref1   | |R_ref2    | | R_ref3
                       | |          | |          | |
                        |            |            |
                        |            |            |
                       ---          ---          ---

Ilast_x=Ue/R_ref_x

Einziger größerer Nachteil: Last1 muß immer mit einer Last versehen 
sein, die den eingestellten Strom auch wirklich zieht, damit die anderen 
Ausgänge auch denselben liefern.
Praktisch ein Stromspiegel.

Autor: Stephan (Gast)
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ich mache das mit LM2675 über den Fb Anschluss.
Strommessung über den Shunt an einen Pin eines OPV,der andere Pin wird 
Spannungsgesteuert und ran an den Fb.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Jens G. (jensig) schrieb:

OMG!! Was für ein schlechtes Design!

Denn:
ein anderer gravierender Nachteil: Obige Quelle liefert lediglich auf 
dem Kanal 1 (links) was Korrektes.
auf Kanal 2 und 3 liefert sie definitv nur "Hausnummern", egal ob die T 
auf einem Transistorarray sind oder nicht.

Du brauchst weitere OPV, sonst wird dat nix!

Autor: Jens G. (jensig)
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@ Andrew Taylor

Hausnummern so in etwa liefert das Ding zwar, aber jetzt sehe ich auch, 
daß sogar eine Genauigkeitsanforderung gestellt wurde (Genauigkeit <= 
100uA). Naja - ~0,1% - das schafft natürlich meine Schaltung nicht. 
Hatte mehr Wert auf die Anforderung

>wenig Ripple. Möchte auch recht kostengünstig und kompakt bleiben.

gelegt.
Aber im unteren Prozentbereich ist das schon machbar, wenn man den R_ref 
nicht zu klein macht (bzw. die Spannung darüber)

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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@Jens G. (jensig)

Bei deiner Schaltung muessen alle Transistoren eine Last haben nicht nur 
der erste.  Sonst fliest ein hoher Basisstrom in den beiden anderen 
Transistoren weil der Emitterwiderstand klein und der Transitor nicht 
aufsteuern kann wegen fehlenden Kollektorstrom.

Besser jedem Transistor seinen eigenen OP. Falls die Last auch mal 
wegfallen kann muss noch zwischen OP und Basis ein Widerstand zur 
Strombegrenzung geschaltet werden sonst passiert das gleiche wie oben.

Autor: Stefan (Gast)
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Hallo,

Danke für die Antworten. Ich habe vergessen klar hervor zuheben, dass 
ich alle 9 Kanäle separat einstellen können muss.

Gibt es Vor / Nachteile hier einen BJT oder MOSFET einzusetzen?

Danke

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Stefan schrieb:
> Gibt es Vor / Nachteile hier einen BJT oder MOSFET einzusetzen?

Vorteile BJT:   Kleiner Ausgangspannungshub am OP Ausgang da UBE = 0.7V 
konstant ist.

Nachteil BJT:  Der Strom im Emitterwiderstand teilt sich auf in 
Basisstrom und Kollektorstrom dadurch ist der Kollektorstrom = 
Emitterstrom - Basisstrom und deshalb ein bisschen ungenauer 
(Stromverstaerkung des Transistors) . Es sei denn du nimmst einen 
Darlington oder einen Transistor mit hoher Stromverstaerkung  (C Type)

Vorteil MOSFET:  Gesammter Sourcestrom = Drainstrom

Nachteil MOSFET:  Etwas hoeherer Ausgangspegel am OP noetig (einige Volt 
je nach Type)

Zur Ansteuerung gibt es 10Bit DAC wo 4 .. 8 Mann in einem Boot sitzen.
Schau mal bei Analog Devices , Linear , National nach.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Autor: Jens G. (jensig)
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@Helmut Lenzen (helmi1)

>Bei deiner Schaltung muessen alle Transistoren eine Last haben nicht nur
>der erste.  Sonst fliest ein hoher Basisstrom in den beiden anderen
>Transistoren weil der Emitterwiderstand klein und der Transitor nicht
>aufsteuern kann wegen fehlenden Kollektorstrom.

Hast auch wieder recht - aber Basis-R's sollten dies richten ;-)

@Stefan (Gast)
>Danke für die Antworten. Ich habe vergessen klar hervor zuheben, dass
>ich alle 9 Kanäle separat einstellen können muss.

Ach - und ich gebe mir so viel Mühe, eine vereinfachte Schaltung 
anzubieten.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Jens G. schrieb:
> Hast auch wieder recht - aber Basis-R's sollten dies richten ;-)

Stimmt.
Die mach ich da eigentlich immer rein.

Autor: Stefan (Gast)
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@Jens: sorry, wollte dir keine Informationen vorenthalten und dir 
unnötig Arbeit damit machen.

Die höheren Ausgangspegel am OPV stören mich nicht, werde wohl FETs 
einsetzen. Bin gerade überrascht was für stolze Preise ein 4-Channel 
12bit DAC erreichen kann ;)

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Stefan schrieb:
> Bin gerade überrascht was für stolze Preise ein 4-Channel
> 12bit DAC erreichen kann ;)

Es gibt auch einen Trick mit nur einem das zu machen.
Du brauchst dann nur einen DAC und 9 Sample und Holdstufen.
Du gibst zuerst den Kanalwert aus und dann einen Sampleimpuls und das 
ganze immer reih um. Oder halt 9 PWM Kanaele erzeugen.
Es gibt da immer mehrere Moeglichkeiten.

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