mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsgesteuerte Stromquelle


Autor: Achim F. (achim2)
Datum:
Angehängte Dateien:
  • preview image for 1.JPG
    1.JPG
    22,4 KB, 2430 Downloads

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,
ich versuche gerade eine Spannungsgesteuerte Stromquelle aufzubauen. Die 
Schaltung im Anhang habe ich nachgebaut mit einem TS912, 
Betriebsspannung vom OP ist 15V, U1 ist 0-5V
Die Schaltung soll von 0-20mA regeln. Allerdings mit verschiedenen 
Lastwiderständen. Mit einem bestimmten Lastwiderstand hat das perfekt 
funktioniert aber wenn ich den Lastwiderstand ändere ändert sich auch 
der Ausgangsstrom. Was habe ich falsch gemacht?

Autor: Bernd G. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Bei R1 mit 2,4 kOhm bräuchtest du am Op-Ausgang für einen Lastwiderstand 
von Null eine Spannung von 48 V, um einen Strom von 20 mA zu treiben!

Überdenke mal die Dimensionierund der Schaltung, ausgehend vom max. 
zulässigen Lastwiderstand, dem Widerstand R1 und der Speisespannung des 
OPV!

Autor: Achim F. (achim2)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Stimmt! Aber wenn ich R1 kleiner mache z.B. 470R, dann ist der 
Ausgangsstrom auch nicht konstant?

Autor: Achim F. (achim2)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Gibt es irgendwo eine Formel mit der ich die Widerstandswerte berechnen 
kann? Oder eine Beispielschaltung?

Autor: Bernd G. (Gast)
Datum:

Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Ja, im Tietze/Schenk - fällt mir erstmal auf die Schnelle ein.

Autor: Holger S. (strabe)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
DU kommst selbst drauf !!! Is nicht schwer, versuch' nochmal die 
Funktion des OPs zu verstehen ( s. Tut ) Der OP regelt immer so den 
Ausgang nach, dass die Differenz der Spannungen am + und - Eingang zu 
Null wird...

Kau's durch und Du wirst für den Rest deiner Bastlerkarriere viel 
gewinnen.

Gruß Strabe

Autor: yalu (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Holger S.: 'tschuldigung, dass ich Achim den Spaß beim ausrechnen
verderbe. Da ich aber schon vor deinem Beitrag angefangen habe zu
schreiben, möchte ich das Geschriebene nicht einfach wegschmeißen. Ich
verrate dafür den Lösungsweg nicht ;-)

@Achim F.:
Das Verhältnis der Widerstände zueinander scheint in der Schaltung
falsch zu sein. Damit I2 unabhängig von U2 ist, muss

sein (die Widerstandsbezeichnungen R1 bis R5 beziehen sich dabei auf die
rote Beschriftung im angehängten Bild).

Ist diese Bedingung erfüllt, (was in der angegebenen Dimensionierung
nicht der Fall ist), ist der Ausgangsstrom

Darüberhinaus sind, wie bereits von Bernd G. angemerkt, der Eingangs-
und Ausgangsspannungsbereich des OPV zu berücksichtigen.

Um das Ganze endgültig zu dimensionieren, muss man noch wissen, in
welchen Grenzen sich der Lastwiderstand bewegt und auf welchem Potential
sein anderes Ende liegt.

Autor: Arno H. (arno_h)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Achim, Bob Pease schrieb für dich:
http://www.national.com/an/AN/AN-1515.pdf

Arno

Autor: Jay One (jay_one)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Guten Abend,

ersteinmal kurz zu mir. Ich arbeite Aushilfsweise an einem Projekt 
welches sich damit beschäftigt eine stromquelle zu bauen die mit 
normalen 230V wechselspannung gespeist, und mittels Trafo 
heruntergeregelt wird und einen regelbaren Wechselstrom 1A - 3A ausgeben 
kann.

Meine Erfahrungen als Elektroniker sind beschränkt doch ich tue mein 
Bestes um dazuzulernen ;)
Das ganze ist relativ Spannungsunabhängig, hauptsaceh es kommt der 
geforderte Strom herraus :)

Ich habe eine Bsp.-Schaltung mit OpAmp´s und MosFET´s gefunden (siehe 
Anhang)

Meine Frage: Wäre diese Projekt mit so einer Herangehensweise lösbar? 
Wie gesagt, es müsste ein regelbarer (per Poti) Wechselstrom erzeugt 
werden können in den oben genannten Dimensionen von 1A - 3A. Oder gibt 
es bessere Alternativen ?

Wäre für jede Hilfe Dankbar und habe leider hier im Forum noch kein 
vergleichbaren Thread gefunden ;)

Autor: hans (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Habe einen alten Beitrag ausgegraben, hilft vielleicht.

Kanst dann deine 20mA mit R5 als Imax festlegen (25 Ohm)


>Ich habe auch lange eine steuerbare Stromquelle gesucht.

Hier meine Grundschaltung: - E1 0-5 Volt zum regeln
                           - R1,R3 100K
                           - R2,R4 10K
                           - R5 Shunt bestimmt den Strombereich
                           - C 120pF (gegen Schwingen)
                           - T1 NPN nach Leistung gewählt
                           - E2 Versorgungsspannung A1 und Verbraucher
                           - OP single Suply

Da E2 >= E1 können z.B. auch mehrere LED in Reihe an 12 V geregelt
werden.
Die Leistung ist (fast) nur von T1 beschränkt.
Der Regelverlauf ist linear von 0 bis Imax.

E1 ist als PWM mit Filter vom µC möglich.

Auslegungen von Imax einige mA bis einige A möglich.

gruß hans

Autor: Jens G. (jensig)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Jay One
sollte gehen.
Allerdings, um den durch den Offset der OPV's erzeugten möglichen 
Todbereich um den Nullpunkt herum etwas auszugleichen, sollte irgendwie 
eine Offset-Kompensation durchgeführt werden. Oder vielleicht noch 
besser - ein ganz leichter Ruhestrom eingestellt werden über die 
offset-Kompensation.
Offset-Kompensation ließe sich machen, indem man entweder OPV's mit 
solchen Anschlüssen nimmt.
Oder aber einfach von beiden Knoten R1 - Fet-Source beider Seiten je 
einen (einstellbaren) R zur jeweils anderen Ub zieht, so daß ein sanfter 
Strom da injiziert wird (und damit einen Ruhestrom bewirkt). Eigentlich 
müsste man da aber einen einen Konstantstrom einspeisen, um genau zu 
sein. Kompensation via OPV-Anschlüsse ist da vielleicht besser.

Autor: Jay One (jay_one)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

danke für die schnelle Antwort.

Wir verwenden im moment LM358 als OP´s die haben ja leider die genannten 
Kompensationsanschlüsse nicht.

1. Welche OP´s haben diese Anschlüsse oder auf welche Bezeichnung müsste 
ich achten?

Als MOSFET´s verwenden wir einmal als n-kanal variante den BUZ11 und als 
p-kanal einen IRF9620. Als Trafo haben wir noch einen hier rumliegen der 
von 230V auf 2x12V runterregelt.

2. Kann man mit diesem Komponenten arbeiten um den gewünschten 
Wechselstrom zu erzeugen ?

Im anhang noch einmal ein aktualisiertes "vereinfachtes" Schaltbild.

3. Wie groß müssten jetzt die Widerstände sein und woher nehme ich am 
besten das GND (Trafo mit mittelabgriff?) ?

Vielen Dank schonmal :)

Autor: Jens G. (jensig)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
1. meistens die single-Typen. Zumal bei deiner schaltung auch noch nRail 
to Rail angesagt ist (also zumindest die Eingänge müssen sich bis an Ub 
austeuern lassen)

2. Wenn die Verlußtleistung nicht zu sehr and Ptot geht, dann ja

3. ich denke mal, so ungefähr R1/Rx = Uoff/|Ub|, wobei Uoff die zu 
erwartende Offsetspannung ist (notfalls abgleichbar machen)

Wenn Du Glück hast, dann erwischst Du zwei OPV's, bei denen die Uoff 
bereits so gelagert sind, daß diese ohnehin bereits einen leichten 
Ruhestrom bewirken, also kein Totbereich auftritt. Da aber beide Uoff 
sicherlich trotzdem unterschiedlich sind, erzeugt dies am Ausgang 
letztendlich im unteren und oberen Zweig einen unterschiedlichen Strom, 
was Du dann als Differenz an der Last siehst. Die sache sollte also 
abgleichbar sein, wenn es auf Genauigkeit ankommt.

Autor: Kleinkind (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
yalu schrieb:
> @Holger S.: 'tschuldigung, dass ich Achim den Spaß beim ausrechnen
> verderbe. Da ich aber schon vor deinem Beitrag angefangen habe zu
> schreiben, möchte ich das Geschriebene nicht einfach wegschmeißen. Ich
> verrate dafür den Lösungsweg nicht ;-)
>
> @Achim F.:
> Das Verhältnis der Widerstände zueinander scheint in der Schaltung
> falsch zu sein. Damit I2 unabhängig von U2 ist, muss
>
>
>
> sein (die Widerstandsbezeichnungen R1 bis R5 beziehen sich dabei auf die
> rote Beschriftung im angehängten Bild).
>
> Ist diese Bedingung erfüllt, (was in der angegebenen Dimensionierung
> nicht der Fall ist), ist der Ausgangsstrom
>
>
>
> Darüberhinaus sind, wie bereits von Bernd G. angemerkt, der Eingangs-
> und Ausgangsspannungsbereich des OPV zu berücksichtigen.
>
> Um das Ganze endgültig zu dimensionieren, muss man noch wissen, in
> welchen Grenzen sich der Lastwiderstand bewegt und auf welchem Potential
> sein anderes Ende liegt.


Hallo,

ich habe versucht die Berechnung nachzuvollziehen. Dies ist mir leider 
nicht ganz gelungen. Könnte mir jemand die zumindest ein paar Tips 
geben?
Die Spannung U2 und der Strom I2 sind ja nicht bekannt. Nach Kirchof 
lassen sich(ohne OP) alle Spannungen jedoch aus U1 herleiten. Mich 
verunsichert Ua. Diese spannung kann ja theoretisch höher liegen als U1 
und somit würde der Strom von Uq zu U1 fließen. Bei U1>Ua ist es anders 
herum.
Mir fehlt wahrscheinlich der richtige Ansatz dazu.

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Rechene I2 allgemein in Abhängigkeit von U1 und U2 aus und bring das
Ergebnis in folgende Form:

  I2 = A + B · U2

wobei A und B Terme ohne U2 sind.

Da I2 von U2 unabhängig sein soll, muss B=0 sein. Daraus ergibt sich die
die für das Funktionieren der Schaltung notwendige Beziehung zwischen
den Widerständen.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.