Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Gibt es 2-Pol Konstantstromquelle?


von Operator S. (smkr)


Lesenswert?

Ich bin vermehrt auf fälle gestossen, wo ich eine Konstanstromquelle 
einsetzen möchte.
Von der Anwendung her würde es sich eher um einen Strombegrenzer 
handeln, als um eine Konstanstromquelle, die Funktion bleibt ja aber die 
gleiche.

Ausgangslage ist z.B. einen Strombegrenzer beim Spannungseingang eines 
Prints. In der Regel soll dieser möglichst Niederohmig sein, im 
Kurzschlussfall aber den Strom auf z.B. 200mA begrenzen.

Im anderen Fall ist es ein Optokoppler, der von aussen mit 5V, 12V oder 
24V getrieben werden kann. Hier würde sich ein Bauteil anbieten, dass 
mir den Strom auf 2mA begrenzt. Wenn ich mit Vorwiderständen arbeite, 
dann fliesst eine sehr hohe Bandbreite an Strom durch die LEDs.

In beiden Fällen ist die Genauigkeit nebensächlich, womit auch die 
meisten KSQ Schaltungen overkill wären. Diskret mit Transistoren 
aufbauen verbraucht meist zu viel Platz auf der Platine.

Daher dann die Überlegung, ob es das nicht als 2-Pol Bauteil gibt, z.B. 
als Serie mit unterschiedlich hohen Strömen. Kennt da jemand was?

von Εrnst B. (ernst)


Lesenswert?

https://de.wikipedia.org/wiki/Stromregeldiode

z.B.
https://www.diodes.com/part/view/AL5809/
>> 15mA, 20mA, 30mA, 40mA, 50mA, 60mA, 90mA, 120mA, and 150mA constant
>> current options and other options available by request.

Wobei du dir den "request" als Bastel-Kleinverbraucher auch sparen 
kannst...

: Bearbeitet durch User
von Operator S. (smkr)


Lesenswert?

Oh Stromregeldioden scheint das richtige Stichwort zu sein!

Bei Mouser gibt es z.B. die hier, welche sich für die 
Optokopplervariante eigenen könnte: 
https://www.mouser.ch/ProductDetail/Semitec/S-202T?qs=wgO0AD0o1vtit2%2F0lYGcqA%3D%3D

Preislich muss man etwas aufpassen und die Ströme scheinen nicht zu hoch 
zu gehen. Aber bei wenig Platz durchaus interessant. Vielen Dank für den 
Tipp!

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Operator S. schrieb:
> Daher dann die Überlegung, ob es das nicht als 2-Pol Bauteil gibt, z.B.
> als Serie mit unterschiedlich hohen Strömen. Kennt da jemand was?
Nicht für diese Anforderung:
> In der Regel soll dieser möglichst Niederohmig sein
Denn "möglichst niederohmig" bedeutet 0,001 oder noch weniger Ohm.

Aber eigentlich meinst du "sollte möglichst keinen Spannungsabfall 
haben".

Das läuft zwar irgendwie aufs Gleiche raus, zeigt aber, dass du ein 
solches Bauteil nicht finden wirst, denn ohne Versorgungsspannung über 
den Anschlüssen kann eine aktive Schaltung nicht funktionieren.

Auch die vorgeschlagene Stromregeldiode braucht mindestens 2,5V für den 
Eigenbedarf: "2.5V to 60V Operating Voltage between two terminals"

: Bearbeitet durch Moderator
von Udo S. (urschmitt)


Lesenswert?

Operator S. schrieb:
> Preislich muss man etwas aufpassen und die Ströme scheinen nicht zu hoch
> zu gehen.

Was ist dein eigentliches Problem?

Bei deinen Aussagen beschleicht mich der Gedanke dass eine 
Strombegrenzung gar nicht das ist was du eigentlich brauchst, sondern 
eher eine Sicherung oder ein Überspannungsschutz.

von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

Operator S. schrieb:
> Ausgangslage ist z.B. einen Strombegrenzer beim Spannungseingang eines
> Prints. In der Regel soll dieser möglichst Niederohmig sein, im
> Kurzschlussfall aber den Strom auf z.B. 200mA begrenzen.

Dann suchst du eine Strombegrenzung, keine Konstantstromquelle.

Die funktionieren alle nach dem gleichen Prinzip: ein Schaltelement 
(Transistor, MOSFET, Relaiskontakt) der den Strom unterbrechen kann. 
Außerdem ein Sensor für den Strom. Das kann alles mögliche sein: ein 
stinknormater Widerstand (Shunt), ein Stromwandler (Trafo oder Hall), 
ein Heizdraht in Verbindung mit einem Bimetall, usw. Und natürlich eine 
Auswerteschaltung, die bei Überstrom den Schalter öffnet.

Und nicht zu vergessen: die Schmelzsicherung.

Was man nimmt, hängt sehr vom Anwendungfall ab. Wie oft das ausgelöst 
wird. Wie schnell es ansprechen soll (oder auch nicht). Wie hoch der 
Spannungsabfall im nichtausgelösten Zustand sein darf. Usw, usf.

Ein silver bullet gibt es da nicht.

von Mike (Gast)


Lesenswert?

>Ausgangslage ist z.B. einen Strombegrenzer beim Spannungseingang eines
Prints. In der Regel soll dieser möglichst Niederohmig sein, im
Kurzschlussfall aber den Strom auf z.B. 200mA begrenzen.

Konstantstromquellen sollten möglichst hochohmig sein, um auf 
Spannungsänderungen mit einer möglichset kleinen stromänderung zu 
reagieren.

Ich glaube, dass für deinen Anwendungsfall eher eine selbstrückstellende 
Sicherung geeignet ist, auch unter dem Namen Polyfuse bekannt.
https://de.wikipedia.org/wiki/Selbstr%C3%BCckstellende_Sicherung

von Dieter (Gast)


Lesenswert?

Simpelste Konstantstromquelle waere ein JFET, wie BF256.

von Udo S. (urschmitt)


Lesenswert?

Dieter schrieb:
> Simpelste Konstantstromquelle waere ein JFET, wie BF256.

finde den Fehler:

Operator S. schrieb:
> im Kurzschlussfall aber den Strom auf z.B. 200mA begrenzen.

von Operator S. (smkr)


Lesenswert?

Axel S. schrieb:
> Dann suchst du eine Strombegrenzung, keine Konstantstromquelle.
>
> Die funktionieren alle nach dem gleichen Prinzip: ein Schaltelement
> (Transistor, MOSFET, Relaiskontakt) der den Strom unterbrechen kann.

Strombegrenzung trifft es eigentlich schon besser. Danach sprichst du 
aber von einer Unterbrechung.

Ich brauche keine Sicherung, die wäre mir auch bekannt.
Eigentlich suche ich sowas: 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Grundschaltung_mit_LM317
als 2-Pol, also möglichst Platzsparend.

Der Hinweis mit dem Niederohmig und Spannungsabfall ist auch richtig. 
Niederohmigkeit ist im ersten Moment nicht so wichtig wie der möglichst 
kleine Spannungsabfall.

Die Stromregeldioden sind schon das was ich gesucht habe, viellicht 
gibts ja noch was anderes. Aber Sicherungen, etc. brauche ich für dieses 
Anwendungsszenario nicht.

von H. H. (Gast)


Lesenswert?

Udo S. schrieb:
> Dieter schrieb:
>> Simpelste Konstantstromquelle waere ein JFET, wie BF256.
>
> finde den Fehler:
>
> Operator S. schrieb:
>> im Kurzschlussfall aber den Strom auf z.B. 200mA begrenzen.

Man kann die parallel schalten.

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Operator S. schrieb:

> Eigentlich suche ich sowas:
> 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Grundschaltung_mit_LM317
> als 2-Pol, also möglichst Platzsparend.

Je nach dem beim Kurzschluss vorliegendem Spannungsabfall
an der Stromquelle brauchst Du da aber einen Kühlkörper,
der nicht unbedingt "platzsparend" ist.

von Hannes J. (Firma: _⌨_) (pnuebergang)


Lesenswert?

Operator S. schrieb:
> Daher dann die Überlegung, ob es das nicht als 2-Pol Bauteil gibt, z.B.
> als Serie mit unterschiedlich hohen Strömen. Kennt da jemand was?

Einstellbar:

LT3092 - offiziell als 2poliges Bauteil vermarktet. Da über einen 
externen Widerstand einstellbar hat das IC real einen dritten Anschluss.

LM334 - ebenfalls einstellbar mittels eines externen Widerstandes und 
direkt als 3polige Bauteil vermarktet. Als Konstantstromquelle so 
temperaturabhängig, dass das IC auch als Temperatursensor vermarktet 
wird :-)

von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

Dieter schrieb:
> Simpelste Konstantstromquelle waere ein JFET, wie BF256.

Was anderes ist die schon genannte Stromregeldiode auch nicht.

von Jobst Q. (joquis)


Lesenswert?

Operator S. schrieb:
> Ausgangslage ist z.B. einen Strombegrenzer beim Spannungseingang eines
> Prints. In der Regel soll dieser möglichst Niederohmig sein, im
> Kurzschlussfall aber den Strom auf z.B. 200mA begrenzen.

Da bietet sich ein Kaltleiter an, zb ein Halogenlämpchen.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


Lesenswert?

Ein Problem der Stromregeldioden ist der Spannungsabfall an der Diode. 
Für 3,3V-Signale am Optokoppler ungeignet, 5V geht grade noch mit 
Einschränkung. Für die im Maschinenbau typischen 24V-Signale ok, aber da 
kann die Leistungsaufnahme schon wieder ein Problem sein.

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Operator S. schrieb:
> ... und die Ströme scheinen nicht zu hoch zu gehen.

Besser ist das - wo willst du bei höherer Eingangsspannung sonst mit der 
Wärme hin?

von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

Operator S. schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Dann suchst du eine Strombegrenzung, keine Konstantstromquelle.
>>
>> Die funktionieren alle nach dem gleichen Prinzip: ein Schaltelement
>> (Transistor, MOSFET, Relaiskontakt) der den Strom unterbrechen kann.
>
> Strombegrenzung trifft es eigentlich schon besser. Danach sprichst du
> aber von einer Unterbrechung.

Man kann den Strom auch begrenzen. Allerdings fällt dann im Falle eines 
Kurzschlusses die gesamte Spannung an der Schaltung ab und verursacht 
die entsprechende Verlustleistung. IdR will man das nicht und schaltet 
dann lieber hart ab.

> Ich brauche keine Sicherung, die wäre mir auch bekannt.

Kein Schwein weiß, was du brauchst. Du selber offensichtlich auch nicht.

> Eigentlich suche ich sowas:
> 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Grundschaltung_mit_LM317
> als 2-Pol, also möglichst Platzsparend.

Das willst du auch nicht. Mindestens 3V Spannungsabfall. Macht bei 200mA 
eine Verlustleistung von 600mW. Klein wird das nicht.

> Niederohmigkeit ist im ersten Moment nicht so wichtig wie der möglichst
> kleine Spannungsabfall.

Albern. Das eine ist der Grund für das andere. Vom Ohmschen Gesetz hast 
du doch hoffentlich schon gehört, oder?

> Die Stromregeldioden sind schon das was ich gesucht habe

Nein. Die typische Anwendung für die Dinger ist, als Vorwiderstand für 
eine LED zu dienen. Dann bleibt der Strom auch bei variierender Spannung 
halbwegs konstant. Die Dinger sind nicht kurzschlußfest. Zumindest 
nicht bei Auslegung für 200mA.

von Gerald B. (gerald_b)


Lesenswert?

Εrnst B. schrieb:
> https://de.wikipedia.org/wiki/Stromregeldiode
>
> z.B.
> https://www.diodes.com/part/view/AL5809/
>>> 15mA, 20mA, 30mA, 40mA, 50mA, 60mA, 90mA, 120mA, and 150mA constant
>>> current options and other options available by request.
>
> Wobei du dir den "request" als Bastel-Kleinverbraucher auch sparen
> kannst...

Bei TME gibts die auch in Kleinstmengen und an Privatkunden :-)
https://www.tme.eu/de/katalog/?search=al5809&s_field=1000011&s_order=desc

von mIstA (Gast)


Lesenswert?

Axel S. schrieb:
> Mindestens 3V Spannungsabfall. Macht bei 200mA
> eine Verlustleistung von 600mW.

Und im - im OP ausdrücklich erwähnten - Kurzschlußfall wohl mindestens 
das doppelte, sofern die Platine im Betrieb nicht mit <3V auskommt.

von Wühlhase (Gast)


Lesenswert?

Operator S. schrieb:
> Eigentlich suche ich sowas:
> 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Grundschaltung_mit_LM317
> als 2-Pol, also möglichst Platzsparend.

Wieso, die Schaltung ansich ist doch ein Zweipol.

Ansonsten wurde das hier noch nicht genannt:
http://dieelektronikerseite.de/Lections/Konstantstromquelle%20-%20Immer%20das%20Gleiche.htm

von Jens G. (jensig)


Lesenswert?

Wühlhase schrieb:
> Ansonsten wurde das hier noch nicht genannt:
> 
http://dieelektronikerseite.de/Lections/Konstantstromquelle%20-%20Immer%20das%20Gleiche.htm

Ist auch vollkommen überflüssig, das zu erwähnen, den der TO hat doch 
ausdrücklich behauptet:

Operator S. schrieb:
> Diskret mit Transistoren
> aufbauen verbraucht meist zu viel Platz auf der Platine.

Für den Kollegen gibt's also überhaupt keine Lösung, sofern er 
beabsichtigt, eine höhere Leistung über diese Strombegrenzung zu 
verbraten, denn das braucht Kühlmaßnahmen, wird also nix kleines ...

von TomA (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Man kann diese einfachen Stromquellen auch mit rückläufiger 
Strombegrenzung konstruieren, sogar bis nahe 0 mA, dann braucht es 
weniger bis keine Kühlung bei Kurzschluss.

Im Beispiel ist ein Betriebsstrom von bis zu 250mA möglich, darüber wird 
auf rund 10mA Reststrom begrenzt. Der Reststrom dient dem automatischen 
wiederanlaufen nach dem Kurzschluss.

Ist nur zur Info, da Transistoren ja nicht gewünscht sind.

Gruss Tom

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Wie sieht deine Schaltung dann aus?

von TomA (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo Abdul K.

So wie im Anhang. Ist allerdings 3-polig, da der Steuerstrom des 
Längstransistor Q5 über R10 nach GND fließt.

Gruss. Tom

von TomA (Gast)


Lesenswert?

Der Threat dazu ist hier zu finden

Beitrag "Diskreter DC/DC-Wandler in LtSpice"

Tom

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Danke Tom.

von TomA (Gast)


Lesenswert?

Gerne geschehen.

von Mokli (Gast)


Lesenswert?


Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.