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Ich bin auf der Suche nach einer Konstantstromquelle, für die ich folgende Daten benötige: I = ca. 600µA Spannungsversorgung max. 4V (oder 4,6 bis 6,5 Volt ungeregelt) Genauigkeit: Strom soll bei einer Last von 0-2000 Ohm konstant bleiben, ob 600µA oder 620 µA ist nicht so tragisch ... nur eben ca. +- 0.1uA und wenn möglich von der Versorgungsspannung unbeeindruckt. Falls jemand eine Schaltung vorschlagt mit LM334 ... der ist unterwegs, dauert aber leider noch ein bisschen. Alle anderen Vorschläge, die einen KONSTANTEN Strom im 600µA-Bereich ausspucken sind herzlich wilkommen.
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Aja .. und die Last (rein Ohmsch) ist auf Masse bezogen und daran lässt sich auch leider nichts ändern.
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ich hab für sowas ma ne schaltung aus dem Tietze/Schenk benutzt. heisst spannungsgesteuerte stromquelle. hab die schaltung leider grad nicht da. aber vielleicht hilft dir das stichwort schon weiter.
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Falk wrote: > Es gibt ne Schaltung mit OPV. > > http://members.tripod.com/michaelgellis/howland.html Achtung ! Diese Schaltung funktioniert nur in der Theorie, aber nicht in der Praxis ! In der Theorie kann man 2 gleiche Widerstände wegkürzen. Aber in der Praxis gibt es keine 2 exakt gleichen Widerstände und damit ist diese Schaltung gestorben. Deshalb werden derartige Kompensationsschaltungen selten und nur bei sehr geringen Anforderungen an die Stabilität benutzt. Peter P.S.: Falk wollte Dich aufs Glatteis führen. Ohne Erfahrung kann man aber die Fallgrube in dieser Schaltung kaum erkennen. Daher mag ich sowas nicht.
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Peter Dannegger wrote: > > Achtung ! > > Diese Schaltung funktioniert nur in der Theorie, aber nicht in der > Praxis ! > > In der Theorie kann man 2 gleiche Widerstände wegkürzen. > > Aber in der Praxis gibt es keine 2 exakt gleichen Widerstände und damit > ist diese Schaltung gestorben. > > Deshalb werden derartige Kompensationsschaltungen selten und nur bei > sehr geringen Anforderungen an die Stabilität benutzt. > Diese Schaltung ist der Grund, warum ich eine neue Stromquelle suche. ABER: Im Vergleich mit anderen Schaltungen liegt diese sogar noch sehr gut in der Toleranz. Das einzige Probleme dabei ist, dass bei höheren (Last-)Widerständen dieser in die Schaltung mit eingeht. Würde sich aber noch durch eine Feinabstimmung (Potentiometer) wahrscheinlich in den Grünen Bereic h drehen lassen.
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Ich würde dir eine Stromspiegelschaltung vorschlagen (mit CA3046 NPN-Transistorarray). Dann brauchst du nur noch ein Poti und eine Konstantspannungsquelle (Spannungsregler) als Zusatzbeschaltung. Das Ganze ist sehr Temperaturstabil und auf Masse bezogen. Habe hier auf Arbeit leider die Schaltung nicht parat (krieg's nicht ins's Netz), falls aber heute Abend noch Interesse besteht kann ich die Posten.
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Ich weiss nicht ganz, ob wir das selbe meinen: Der Lastwiderstand ist auf Masse und nicht die Stromquelle/Spiegel. Ansonsten wäre es auch eine Überlegung wert.
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denke schon dass wir das Gleiche meinen: Lastwiderstand: 1 Bein auf Masse, das Andere an der Stromquelle. Wie gesagt: werde heut Abend mal die Schaltung posten.
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@Peter Nanana, das ist aber eine reichlich haltlose Unterstellung. Ich wollte niemanden aufs Glatteis führen. Ausserdem, es gibt NIE ABSOLUT gleiche Bauelemente. Die Frage ist schlichtweg, wieviel Toleranz akzeptabel ist 1%? 1 Promille? 10ppm? Der OP sparch von 0.1 uA bei ~600uA Strom. Macht ~1Promille. Also entweder Präzisonswiderstände mit 0.1% oder Trimmer. MfG Falk P.S. OK, ich bin ganz sicher nciht der Analogprofi. Mein Schlachtfeld sind eher die FPGAs. ;-)
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Da gibt es eine geiniale Schaltung,
mit einem JFET. Leider kann ich nichts über die Genauigkeit sagen.
Diese Schaltung habe ich für ca. 1mA eingesetzt. Wie weit diese
Schaltung im uA einsetzbar ist weis ich nicht. Sie ist sehr billig und
der Strom lässt sich sehr einfach mit einem Widerstand einstellen und
man benötigt keine weiteren Hilfenergien.
Zur Erklärung:
Der JFet ist ein spezieler Mosfet mit der Eigenschaft, dass er bei
U_GS=0V leitet. Weiterhin hat der JFet kein isoliertes Gate. Die
Stromregelung erfolt bei U_GS<0V. Der leitende Kanal wird dabei
eingeschnürt. Die Spannung über den Source-Widerstand wird an das Gate
gelegt und liefert so eine negative Spannung am Gate.
(Bedingung drain ist positver als der Klemmpunkt am Widerstand. Die
Sromrichtung muss stimmen sonst ist U_GS nicht negativ)
o
|drain
gate _ _|~
| |~
| |source
| |
| | |
| |R|
| | |
| |
L--- |
o
| Stromrichtung
V
Ich hatte dieses Schaltbild schon mal hier irgendwo gezeigt, eine Konstantstromquelle mit geringem Spannungsabfall, hier für eine LED. Der Strom muß ja nicht gesteuert werde, nur konstant bleiben, das geht so einfacher als in Falks Schaltungslink.
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Diese FET-Schaltungen haben soweit ich weiß einen ziemlichen Spannungsbedarf. Mit nur 4 V könnte es knapp werden.
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Die Schaltung von Christoph kann man als Vorlage nehmen, wenn man sie wie folgt abändert: R1 = 2k2 T1 = BS250 (p-FET) ZD = LM336-2,5 Spannungsteiler anpassen für 0,6mA über 2k2 OPAmp TLC271 Anderfalls sorgen die Offset-Drift des OPAmp, die Drift der ZD und die Stromverstärkungsdrift des T1 für unstabile Verhältnisse.
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@Falk, wenn man sich mal die Schaltung ansieht, ist es ja die klassische Differenzverstärkerschaltung (OPV mit 4 Widerständen) mit dem Sensewiderstand am Eingang. Jeder, der mal nen Differenzverstärker mit Standardwiderständen ohne Abgleich aufgebaut hat, wird bestätigen können, wie saumäßig der arbeitet, wenn man ne Gleichtaktspannung draufgibt. Deshalb nehme ich lieber integrierte Differenzverstärker, welche aufgrund der gleichen Herstellung und Chiptemperatur der kritischen Widerstandspaare viel besser funktionieren. Wie genau nun die Widerstände matchen müssen, ist von dem benötigten Spannungshub abhängig. Peter
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@christoph: Die Schaltung lag mir auch schon auf der Zunge, habs in PSPICE simuliert, hat super ausgeschaut, leider allerdings bisweilen nur in der Theorie. Beim Aufbau auf dem Steckbrett hingegen wars dann alles andere als Konstant. Werd nochmals checken, obs mein Fehler war oder nicht.
Hatte einen LM358 und einen OP274 im Rennen ... bringen beide nix. Das mit 600uA +- 0,1uA stimmt nicht ganz ... Im Bereich von 600uA ... obs 580 oder 620 sind ist nicht so tragisch - aber der Wert muss konstant bleiben. Hab da mal im Anhang zwei PDF mit den Simulationen ....
Datum:
@ Peter Schon klar. Aber wie gesagt, wer bei 1 Promille Toleranzanforderungen E24 Widerstände nimmt ist selber Schuld. Hier sollte man wohl im Tietze Schenk nachschlagen und die Formeln für die Abhängigkeit der Gleichtaktunterdrückung vom Missmatch der Widerstände anschauen. Und dann entsprechende Bauteile auswählen oder im Ernstfall die Schaltung verwerfen. MfG Falk
und die zweite
ich habe da eine mehrmals erprobte Schaltung, funktioniert sehr gut, wurde für LED-Hinterleuchtung eingesetzt.
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Es war eine Quelle gefragt, bei der der Verbraucher it einem Pin auf MASSE liegt. MFG Falk
Soooo ... hab nun meine Stromquelle gefunden. Im groben und ganzen ist es die Schaltung von Christoph. Allerdings mit der modifikation, dass beim Ausgang noch ein 10k Pull-Up moniert ist. Funktioniert nicht nur in der Simulation sondern auch am Steckbrett. Spannungsversorgung ist auf 3.5 V geschrumpft (wegen MAX8880) und funktioniert. Als OPV dient ein OP284. Simulation mit den Werten im Anhang. Danke für eure Anregungen.
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kapier ich nicht. Am inv. Eingang 1,250V, am nichtinv. 1,830V das ist kein eingeschwungener Zustand.
OK, hab' den Stromspiegel gefunden. Funktioniert recht temperaturstabil!
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> recht temperaturstabil!
Ich liebe solche Angaben, zumal eine konkrete Stabilität gefordert wird.
Christian wird sich darüber freuen, daß er nun mit seinen 4,5 - 6 V
nicht mehr auskommt, sondern ersteinmal 18 V 'einkaufen' müßte.
Ferner: diskret aufgebaute Stromspiegel können nicht viel taugen, da
alle Halbleiter gleiches Temperaturniveau haben müssen. Nette Schaltung,
wenn man andere Anforderungen hat und weiß, wo Eingang und Ausgang sind
:-)
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@Christian: Deine Stromquelle ist ja vom Prinzip her eine spannungsgeseuerte Stromquelle. Die verwende ich ab Ströme von 1mA für LED-Testgeräte in der Fertigung. Die Drift hängt stark von der Stab. deiner Referenzspannung (1,25V)ab. Was für eine Ref. verwendest Du oder möchtest Du verwenden? Die Spannung am nichtinv. müsste sich doch auch am inv. Eingang einstellen!? Wie können sich 1,83V einstellen?
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Hab das ganze mal mit dem Multimeter nachgemessen: + Eingang: 1.258V konstant (Netzgerät) - Eingang: 1.578V konstant Warum am Eingang zwischen + und - 220mV differenz herrschen ist mir selber noch nicht ganz klar. Möglichkeit 1: Damit der FET regulierend wirk, muss er im Ohmschen Bereich arbeiten. Dazu braucht er am Gate eine geringe Vorspannung gegenüber dem Drain (Achtung - p-Kanal!). Um die Spannung am aus dem OPV zu locken, braucht er eine geringe Differenz zwischen + und -, die sich so einstellt, dass der FET mit der Vorspannung soweit leitet, um die nicht benötigte Spannung an der Last einzuhamstern. Möglichkeit 2: Weil der FET immer einen gewissen Spannungsabfall produziert, schafft der OPV es nicht, die Ausgangsspannung auf die 1.25V zu bringen. Möglichkeit 3: Offsetspannung - 220mV sind beim OP284 eher sehr unwahrscheinlich. @Joerg: Als Referenzspannung verwende ich einen einstellbaren Low-Drop-Spannungsregler (MAX8880-ADJ). Normalerweise wird dort die Ausgangsspannung so ausgeregelt, dass(über einen Spannungsteiler) am Feedback zwischen 1,23V und 1,28V (typisch 1,25V) anliegen. Direkte Rückkopplung ergibt mir am Ausgang die 1,25V. Voraussetzung für eine gute Stabilität ist, dass der Ausgang so wenig wie möglich belastet wird. Bei mir häng ausser dem neg. Eingang des OPV nur noch der Referenzeingang eines ADC und der Referenzeingang eines ATMEGA16. Also nichts, was einen Strom braucht. Die Versorgungspannung von 3,5V kommt von einem zweiten MAX8880-ADJ und betreibt nur die Stromquelle.
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Kleine Korrektur am Rande: Voraussetzung für eine gute Stabilität ist, dass der Ausgang so wenig wie möglich belastet wird. ODER so gleichmäßig wie möglich (konstante Belastung).
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Ich denke, dass der FET im ohmschen Bereich arbeitet. Der Op ist gar nicht in der Lage den Punkt auf 1,25V zu regeln.
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Ein Offset von 220 mV an einem OP heißt der ist kaputt, oder außerhalb seines Aussteuerbereichs. Oder er wird als Komparator benutzt, jedenfalls nicht im linearen Verstärkerbetrieb.
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@ Christian Schoch > Kleine Korrektur am Rande: > Voraussetzung für eine gute Stabilität ist, dass der Ausgang so wenig > wie möglich belastet wird. ??? Ist es nicht Sinn einer KONSTANTstromquelle, unabhängig von der Belastung des Ausgangs (in gewissen Grenzen, logo) einen konstanten Strom zu liefern? MfG Falk
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Joerg Miehle wrote:
> Belastung der Referenzquelle war glaube ich gemeint!
Stimmt
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Hallo, ein FET mit einer Steilheit von über 8 A/V und mehr als 4 A IDmax ist imho für eine 600 µA-Stromquelle ziemlich heftig. Arno
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Arno H. wrote: > Hallo, > ein FET mit einer Steilheit von über 8 A/V und mehr als 4 A IDmax ist > imho für eine 600 µA-Stromquelle ziemlich heftig. > Arno Daß das überdimensioniert ist, ist mir durchaus bewusst, aber: 1. Hab ich den hier rumliegen und wird zudem ein zweiter schon in der Schaltung verwendet. 2. Kleines Gehäuse - SOT23 ... Platz auf der Platine ist Mangelware 3. Kostet pro Stück ca. €0,75 (bei Farnell); bei Masseneinkauf weniger 4. Bleifrei 5. Geringe Ansteuerspannung; geringer Rdson
Datum:
Hallo, es geht nicht nur um die Überdimensionierung der Strombelastbarkeit. Selbst bei 1 Siemens = 1000 mA/V wäre, um eine Schwankung um 10 µA in der Stromquelle hervorzurufen eine Gatespannungsänderung im Millivoltbereich nötig. Die Abschnürspannung wird bei einem Drainstrom von 250 µA gemessen, das heisst, du arbeitest im Anlaufgebiet mit möglichen Nichtlinearitäten. Ob dort nicht auch ein erhöhtes Rauschen auftritt, kann ich nicht beurteilen. Es gibt bestimmt auch in dieser Preisklasse bessere Kandidaten für deinen Zweck. Gruß, Arno
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