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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Konstantstrom mit nur 0,8V Drop möglich?


Autor: Sebastian Kreuzer (bastik)
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Hallo,

Hab mich schon Tot-Gegoogelt und auch sämtliche Wiki´s dazu befragt, 
aber so recht gefunden habe ich nichts.

Ist es möglich Konstantsrom mit Transistoren oder Fet zu bauen mit Drop 
spannung von 0,8V bei etwa 100mA?

1)Auf dieser Seite:
http://www.elexs.de/led2.htm

gefällt mir Schaltung Nr.2 ganz gut, aber da wurde doch die CE Strecke 
mit einem weiteren Abfall um 0,7 Volt vergessen, oder?

2)Oder was für mich auch funktionieren würde, einen LM317, nur eben mit 
Low Drop eigenschaften. Sollte ja dann so etwa mit 0,5 Low Drop noch 0,3 
Luft bleiben, oder?
Finde da aber Leider keinen Typen. Schön wäre wenn es solch einen bei 
Reichelt gäbe.

Naja vielleicht hat sonst noch jemand eine Idee, wäre super toll!

Schönen Tag noch.

Autor: dl7avf (Gast)
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Hallo Sebastian,

suche doch mal nach "Stromspiegel" oder "current mirror".
Das könnte Dein Problem lösen.

Schöne Grüsse,

Franz

Autor: Michael H* (Gast)
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warum denn nicht einen einstellbaren ldo nehmen? der lp2951 hat unter 
0,5V drop, aber das ist nicht ende der fahnenstange.
kommt natürlich auch auf deinen strom an.

und zu der schaltung 2 auf der seite: es ist ja eben der trick an der 
schaltung, die CE-spannung so "einzustellen", dass der gewünschte strom 
fließt.
die meiste leistung fällt hier also am transistor ab, nicht am 
emitterwiderstand.

grüße, holli

Autor: Andreas K. (a-k)
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Sebastian Kreuzer wrote:

> gefällt mir Schaltung Nr.2 ganz gut, aber da wurde doch die CE Strecke
> mit einem weiteren Abfall um 0,7 Volt vergessen, oder?

Nein, weil das keine 0,7V sind.

> 2)Oder was für mich auch funktionieren würde, einen LM317, nur eben mit
> Low Drop eigenschaften.

Das was dir vorschwebt ist dann ein IC, dass mit einer 
Versorgungsspannung von 0,5V auskommt. Denn mehr ist ja nicht verfügbar. 
Wird schon deshalb schwierig, weil wohl so ziemlich alle Regler eine 
Referenzspannung von 1,1-1,2V haben, und die muss auch erst einmal 
irgendwo herkommen.

Das müsste schon ein Teil sein, das direkt als Konstantstromregler 
konzipiert ist.

Autor: Andreas K. (a-k)
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Michael H* wrote:

> warum denn nicht einen einstellbaren ldo nehmen? der lp2951 hat unter
> 0,5V drop, aber das ist nicht ende der fahnenstange.

Dann hast du unten rum einen Strommesswiderstand an dem 1,2V verschütt 
gehen, und oben rum den Dropout von 0,5V => 1,7V insgesamt.

Autor: Michael H* (Gast)
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war grad am korrigieren. aber schon zu spät ^^
ein diskreter aufbau ist hier wohl das ratsamste.

Autor: Sebastian Kreuzer (bastik)
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Mh... Gut, danke für die Antworten erst mal!

Ich will nochmal kurz auf die Schaltung Nr.2 auf dieser Seite zurück 
gehen

http://www.elexs.de/led2.htm

Also so ganz klar ist es mir noch nich, meiner Meinung nach fällt doch 
über die CE Strecke ( immer ) 0,6-0,7V durch die Siliciumschicht im 
Transistor ab?!
Kann mich da natürlich irren...wo liegt der Trick da genau(@Michael)?
Und dann kommt nochmal der Spannungsabfall über den Emitterwiederstand 
dazu, oder?

Also wenn ich das dann richtig verstanden habe:

Falls über die CE Strecke wircklich keine Spannung abfällt, dann würden 
ja nur 0,6 V abfallen und ich könnte dann bei einer Betriebsspannung von 
5V quasi einen Verbraucher einbauen an dem bei meinem eingestellten 
Strom maximal 4,4 Volt bafallen?

Wenn ich jemanden auf die nerven geh, tut´s mir leid ;-)

"current mirror" Google ich gleich nochmal...

Autor: Andreas K. (a-k)
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Sebastian Kreuzer wrote:

> Also so ganz klar ist es mir noch nich, meiner Meinung nach fällt doch
> über die CE Strecke ( immer ) 0,6-0,7V durch die Siliciumschicht im
> Transistor ab?!

Nö. Du verwechselst das mit der B-E-Strecke. Zwischen C und E ist es 
mindestens die Sättigungsspannung. Was 0,1V sein kann.

> Kann mich da natürlich irren...wo liegt der Trick da genau(@Michael)?
> Und dann kommt nochmal der Spannungsabfall über den Emitterwiederstand
> dazu, oder?

Ja, der schon. Insofern sind die dort angegebenen 4V-3,5V=0,5V wohl 
grosszügig auf halbe Volt gerundet.

Autor: Marius S. (lupin) Benutzerseite
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Könnte man da nicht einen rail to rail OP nehmen? auf + gibst du deine 
Referenzspannung (zB 0,2 volt) und auf - den positiven Abgriff des 
Strommesswiderstands (gegen masse). Muss man natürlich den richten OP 
finden...

Autor: Schwurbl (Gast)
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Ich denke, ein LM358 tut den Job. - Rail langt.

Autor: Fritz (Gast)
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>> Also so ganz klar ist es mir noch nich, meiner Meinung nach fällt doch
>> über die CE Strecke ( immer ) 0,6-0,7V durch die Siliciumschicht im
>> Transistor ab?!

>Nö. Du verwechselst das mit der B-E-Strecke. Zwischen C und E ist es
>mindestens die Sättigungsspannung. Was 0,1V sein kann.

In der Anwendung sollte der Transistor aber nicht in die Sättigung 
getrieben werden, denn in dem Fall nimmt der Basisstrom stark zu und der 
Kollektrostrom entsprechend ab. Der Strom über den Emitterwiderstand ist 
nach wie vor konstant, allerdings fließt der Strom im schlimmsten Fall 
komplett über die Basis und nicht mehr durch den Kollektoranschluss.

Autor: madler (Gast)
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Du kannst auch einfach eine Spannungsreferenz (zB LM136  236  336), 
ein poti als Spanungsteiler und einen FET nehmen. Bei dem ist ja bei 
konstanter Gate-Spannung der Strom nahezu unabhängig von Vds. Und 
Spannungsabfall hast Du im Idealfall gar keinen.
Brauchst natürlich eine gewisse Mindestspg für den Betrieb der Referenz, 
das ist der Nachteil.

Das ist auch nicht nur Theorie, genau sowas bringt an meinem Fahrrad das 
LED-Rücklicht zum Leuchten :)

Autor: Schwurbl (Gast)
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Sollte dieser Konstantstrom ein "klein wenig" temperaturabhängig sein?

Autor: avion23 (Gast)
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@madler
wo wird denn der Strom gemeßen?


Ansonsten finde ich die opamp + fet + shunt version am sinnvollsten. Der 
Nachteil ist, dass es erst ab ~4,5V funktioniert wegen U_GS.

Autor: Marius S. (lupin) Benutzerseite
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Gibt ja gott sei dank noch bipolartransistoren...

Autor: madler (Gast)
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Naja es hängt davon ab, was Sebastian damit machen will. Meine Schaltung 
ist hauptsächlich billig, simpel und nicht sehr genau ;)
Der Strom wird da gar nicht gemessen sondern nur dadurch konstant 
gehalten, dass die FET-Charakteristik eben so ist. Klar ist das nicht 
glatt wie ein Brett, aber zB Kanallängen-Modulation ist ja nur bei 
kleineren Grössen.
Temperaturabhängig ist das sicher auch, aber weniger als man denkt, ca 
10% bei 0 auf 25°C behauptet zumindest das Datenblatt.

Wie gesagt, das ist nicht die Lösung um da Präzesionsmessungen mit zu 
machen, aber hat halt den Vorteil von wenig bis keinem Spannungsabfall 
und nur drei kleine Bauteile im einstelligen Centbereich.

Autor: Sebastian Kreuzer (bastik)
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Naja, um die mega Genauigkeit geht es mir nicht. Das Problem ist 
eigentlich folgendes:

IR-LEDs die ich mit etwa 200-400mA ansteuere ( mind 200, aber eigentlich 
wäre mir ein wenig Platz nach oben ganz recht daher 400mA )

Des ganze wird Akku betrieben und sollte mit USB geladen werden.Und 
späterstens jetzt wird es kritisch.
Der Ein- und Ausschalter, schaltet den + Pol der Akkus auf die 
Ladeschaltung oder auf die eigentlich Schaltung mit den IRs.


Nun habe ich ja prinzipiel 2 Möglichkeiten erst mal:

1)Ich nehme 2 NiMH Akkus =>

1.1)Für IR-LEDs beleiben 2,8 V bis 2,2 ( im mittel natürlich 2,4V ) , 
die LEDs ziehen bei 200mA max 1,7 V, typ. 1,5 ; bei 400 typ. 1,7.
Also um 200mA zu garantieren bräuchte ich 1,7V.
=> Problem, da dann im schlechtesten Falle ja nur noch 0,5V am 
Konststnstrom regler abfallen dürften.

1.2Für die Ladeschaltung sollte gerade noch genug Luft bleiben bei 2,8V 
, dann beleiben noch 2,2V.
Allerdings wird das mit der Sättigung der Bipolartransistoren dann auch 
knapp bis schwierig...!

2)Ich nehme 3 NiMH

2.1) Bleiben 3,3 bis 4,2 ( mittel 3,6 ), gut da beleiben dann noch 1,6V 
für den Abfall im schlechtesten Fall, sollte ja fast hinhauen... aber 
auch schon wieder knapp

2.2) 4,2V über USB mit 5V beleiben für die Konstsntstromquelle ein 
maximaler Abfall von 0,8V.... Schie**


Meine weitere Überlegung wären folgende:

a) Mehr Akkus => Kann es vergessen über USB zu laden ohne großen 
Schaltungsaufwand ( will ich vermeiden )...
b) Keine Konstantstromquelle = > keine Garantie über korrekte Funktion 
der LEDs und Ladeschaltung...naja
c) in irgendeiner Form die Spannung der Akkus zu erhöhen, kollidiert 
aber mit meinem wunsch die Schaltung so einfach wie möglich zu halten...

Wie man sieht alles sehr verzwickt...bähhhh!

Autor: Ulrich (Gast)
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Die Schaltung mit dem OP-amp kommt mit 0,1 V am Messwiderstand aus, da 
bleibt genug Spannung für den Transitor übrig, man muß den Transitor 
aber etwas größer wählen (z.B. 2A Typ), und natürlich kein Darlington. 
Wegen der nur 2,2 V Versorgung wird es mit einem MOSFET etwas schwierig, 
wäre sonst aber auch eine einfache alternative.

Wenn die IR LEDs mehr als 1,5 V brauchen, ist das schon reichlich viel 
Strom, das geht dann wohl nur noch gepust.

Autor: Sebastian Kreuzer (bastik)
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Ja LEDs werden sogar 2 mal gepulst, einmal mit 40kHz und nochmal 
modiliert mit 200 Hz. Ich hatte vor einem Monat eine Unterredung mit dem 
Datenblatt und das hat mir grünes Licht gegeben ;-)
Ist auch eine Schaltung die so eigentlich auch schon gut funktioniert 
aber in der 3 und letzten Version will ich halt noch Sachen verbessern 
die mich einfach stören bis jetzt.

@ Ulrich

Du machst mir Hoffnung, mh....
also wenn ich das richtig verstehe, großer Transistor um den verlust an 
der CE Strecke gering zu halten und mit dem OP den Basisstrom regeln?
Hast Du dafür im Netz irgendwo einen Schaltplan über die OP + TR Version 
hab ich relativ wenig gefunden leider.
Konkrete Standart Typen Vorschläge...? Bin noch ein wenig unbeholfen auf 
dem Gebiet der 10000 verfügbaren Transistoren.
macht mir der OP bei den niedrigen Spannungen überhaupt mit, ... naja 
das kuck ich selber mal schnell nach.

Autor: Sebastian Kreuzer (bastik)
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Was is überhaupt der " Messwiederstand " ?

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