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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Konstantstromquelle mit Temp. Kompensation und dauerhafter Laständerung


Autor: Ghost (Gast)
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Hallo zusammen,

ich habe den Auftrag erhalten eine Konstantstromquelle zu bauen, mit 
welcher ich aber möglichst Preiswert einen Konstantenstrom von 1mA beim 
einen und 0.1mA beim anderen machen muss. Die Schaltung darf nicht zu 
kompliziert sein da ich 10 Konstansstromquellen auf eine 
Europakarte(160x100mm) brigen muss.

Ich habe den FET ausprobiert und auch den LM317. Beides zu ungenau, das 
Problem ist das ich eine Periodische Laständerung habe. Die Änderung 
findet im Bereich 0 Ohm bis 20 kOhm statt. Die Änderung erfolgt schnell 
0 -20k in t<3s. Sie soll ebenfalls möglichst Temperaturunabhängig sein!

Momentan habe ich einen Prototypen mit einem LM234 (3-Terminal 
Adjustable Current Source). Mit der Standard beschaltung ist dies viel 
zu Temperaturabhängig, deshalb habe ich die Beschaltung genommen die die 
Temp. Abhängikeit senkt. Jedoch ist sie immer noch zu abhängig den wenn 
ich zum Beispiel das Fenster öffne, ändert sich der Strom um 1% und das 
darf nicht sein!

Könnte mir jemand helfen?

Grüsse Ghost

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Nimm halt OP07 und Widerstände mit TK kleiner 25 ppm/K


Das LM317 hier bei 1mA NICHT geht, steht schon in der Beschreibung 
(Stromquelle in den Forums-Grundlagenartikeln)

Autor: Ghost (Gast)
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Das hab ich erst gelesen nachdem ich es schon ausprobiert hatte.

Ich bin noch Azubi^^

Autor: Ghost (Gast)
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Deshalb weiss ich nicht wie du das mit dem Op07 meinst!^^

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Dann klick mal auf den weblink der zu op07 in z.b. Deinem Beitrag 
erscheint...

boahh eyy.

Autor: MaWin (Gast)
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Oi Oi Oi, LM317 ist für 1A, nicht 0.1mA, LM234 ist ein Temperatursensor, 
also völlig falsche Bauteilauswahl.
Man muss nicht immer das allerbilligste nehmen.

Vielleicht solltest du dir erst mal überlegen, was für dich GENAU 
heisst. 0.1 mA darf von 0.05mA bis 0.15mA gehen ? Oder nur von 0.09 bis 
0.11mA ? Oder gar von 0.099 bis 0.101? Oder noch genauer ?

Dann ist die Frage, ob es schon beim ersten Einschalten ohne Abgleich 
genau sein muss, oder da z.B. 0.12mA liefern darf, nur bei späteren 
Temperaturänderungen etc. nur noch von 0.119 bis 0.121 schwanken darf.

Initial accuracy, also Genauigkeit von Anfang an, ist schwer zu 
erreichen, so präzise Bauteile sind teuer.

Wenn du weisst, wie genau du sein musst, kannst du 
Refenr(Spannungs)quelen aussuchen, die so genau sind, und Bauteile 
aussuchen, die nicht ungebneuer sind. Dir ist sicher bekannt, daß z.B. 
Widerstände mit 1% nch handelsüblich sind, bei 0.01% aber schon teuer, 
und daß ab einer bestimmten Genauigkeit z.B. Temperaturspannung von 
elektrischen Leitern eine hervorragende Temperaturabhängigkeit ergeben, 
nicht ohne Grund ist ein Thermoelement ein Temperatursensor.

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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Ok, MaWin war schneller. Trotzdem noch einmal:

Ghost schrieb:
> wenn ich zum Beispiel das Fenster öffne, ändert sich der Strom um 1%
> und das darf nicht sein!

Welche Temperaturdrift wäre denn noch akzeptabel?

Zum Vorschlag mit dem OP07: Das ist ein ziemlich genauer Operationsver-
stärker. Die Temperaturdrift der Konstantstromquelle ist aber weniger
ein Problem des OpAMps, sondern der zusätzlich erforderlichen Spannungs-
referenz. Aber auch das ist nicht das große Problem, wenn man nicht die
allerbilligste nimmt. Da eine einzige alle zehn Quellen bedienen kann,
relativiert sich der Preis.

Autor: Ghost (Gast)
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MaWin schrieb:
> LM234 ist ein Temperatursensor,

Ich dachte 3-Terminal Adjustable Current Source sei eine Abgleichbare 
Konstantstromquelle?

MaWin schrieb:
> Vielleicht solltest du dir erst mal überlegen, was für dich GENAU
>
> heisst. 0.1 mA darf von 0.05mA bis 0.15mA gehen ? Oder nur von 0.09 bis
>
> 0.11mA ? Oder gar von 0.099 bis 0.101? Oder noch genauer ?

Eigentlich sollte es wenn möglich im Bereich von 0.099 - 0.101 sein.

MaWin schrieb:
> Initial accuracy, also Genauigkeit von Anfang an, ist schwer zu
>
> erreichen, so präzise Bauteile sind teuer.

Neee ich kann das mit einem Trimmer abgleichen der Startwert ist mir 
egal, nur danach sollte er möglichst genau sein und bleiben.

Yalu X. schrieb:
> Welche Temperaturdrift wäre denn noch akzeptabel?

Nun am besten gar nichts, aber das geht bekannterweise nicht daher denke 
ich so im Bereich von 20-30° Sollte es maximal 0.005mA haben. Ich denke 
das ist machbar. Oder?

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Ghost schrieb:
> 20-30° Sollte es maximal 0.005mA haben
> Ich denke
>
> das ist machbar. Oder?

Ach, das sind ja nur 5x10-3 /K Änderung.

Kinderspiel. Sowas bauen wir hier täglich  mit Teilen aus der Kramkiste.

Dann kanst Du auch Metallfilwiderstände mit 50 ppm nehmen, also 
Standardware.

Autor: Lasse S. (cowz) Benutzerseite
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Ghost schrieb:
> Eigentlich sollte es wenn möglich im Bereich von 0.099 - 0.101 sein.

Ghost schrieb:
> [Temperaturdrift] Sollte es maximal 0.005mA haben.

Passt irgendwie nicht zusammen, oder?

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Lasse S. schrieb:
> Ghost schrieb:
>> Eigentlich sollte es wenn möglich im Bereich von 0.099 - 0.101 sein.
>
> Ghost schrieb:
>> [Temperaturdrift] Sollte es maximal 0.005mA haben.
>
> Passt irgendwie nicht zusammen, oder?

Sei nicht so pingelig. Es ist vom TO einmal absolut bezeichnet, einmal 
als Delta.

Korrekt wäre: Abweichung  0.001 wenn möglich,
aber wir sind mit maximal 0.005 zufrieden.

Fazit: Wenn die Schaltung dann letztlich 0.01 genau ist, sind ebenfalls 
alle noch ziemlich glücklich.

Wir haben hier ständig derartige Kunden, da lernt man zwischen den 
Zeilen zu lesen ;-)

Autor: Ghost (Gast)
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Andrew Taylor schrieb:
> Korrekt wäre: Abweichung  0.001 wenn möglich,
>
> aber wir sind mit maximal 0.005 zufrieden.

Exakt! ;-)

Ich habe hier im Forum viel schlechtes über den Op07 gelesen, wie ist 
das jetzt? Empfehlenswert oder nicht?

Und was für eine Schaltung brauche ich dazu? Welche von dem Datenblatt?

Autor: troller (Gast)
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sorry aber so kann man doch nicht sein geld verdienen -.-

Autor: Ghost (Gast)
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wir verdinen kein geld damit.^^

meine firma stellt potentiomter her elche wir qualifizieren müssen und 
für das müssen wir lebensdauertest machen in welchen wir möglichst 
konstant 1mA über den schleifer lassen wollen! Deswegen die genauigkeit!

Ich wette einer von euch hat schon ein poti von uns verbauen, meine 
Firma heisst Contelec!

Soll ich es mit der OP07 schaltung versuchen oder ist das nur zeit 
verschwendung?

Das projekt hat mittlere priortät --> ein bisschen mehr zeit zum 
nachdenken!

Greez ghost

Autor: Martin (Gast)
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... wir verdinen kein geld damit.^^ ...
... meine firma stellt potentiomter her ...

Die beiden Aussagen passen nicht zusammen.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Ghost (Gast)

>konstant 1mA über den schleifer lassen wollen! Deswegen die genauigkeit!

Und das kann man nicht solide in eine Anfrage reinschreiben? Lies mal 
was über Netiquette.

>Soll ich es mit der OP07 schaltung versuchen oder ist das nur zeit
>verschwendung?

Für deine Zwecke ist das dreimal genau genug. Wenn deine 1mA über alles 
auf 1% GENAU bleiben, reicht das 100fach aus.

MFG
Falk

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Falk Brunner schrieb:
> @  Ghost (Gast)
>
>>konstant 1mA über den schleifer lassen wollen! Deswegen die genauigkeit!
>
> Und das kann man nicht solide in eine Anfrage reinschreiben?


DAS hat der TO schon in seinem ersten Posting getan:

"Änderung findet im Bereich 0 Ohm bis 20 kOhm statt"

Das mit Schleifer, etc, ist dann "nice to know", aber die facts die 
interessieren waren schon vorher bekannt.


> Lies mal
> was über Netiquette.


Das gerade von Dir Falk  -  DU solltest Dich daran besser selber halten:
Lerne richtig Lesen


>
>>Soll ich es mit der OP07 schaltung versuchen oder ist das nur zeit
>>verschwendung?
>
> Für deine Zwecke ist das dreimal genau genug. Wenn deine 1mA über alles
> auf 1% GENAU bleiben, reicht das 100fach aus.

Wohl kaum 100fach.

Aber es reicht 1fach aus.


@ ghost ( BTW: Du könntest hier mal einen Realnamen wie Tick, Track oder 
so nennen, wenn Du schon mit Deiner Firmenzugehörigkeit haussierst):

Für die im Einggangs posting definierten Bedingungen: Unsymmetrische 
Speisung vorsehen +25V und -6V, damit die Bedingung der Bürdenspannung 
von 20V eingehalten wird

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Andrew Taylor (marsufant)

>> Und das kann man nicht solide in eine Anfrage reinschreiben?


>DAS hat der TO schon in seinem ersten Posting getan:

>"Änderung findet im Bereich 0 Ohm bis 20 kOhm statt"

Das reicht nicht. Es muss schon sager, WIE genau er es haben möchte! 
Aussagen wie "Sie soll ebenfalls möglichst Temperaturunabhängig sein!" 
reichen nicht. Ebensowenig wie "ändert sich der Strom um 1% und das
darf nicht sein!"
Und wenn der OP von "schnellen Lastwechseln in 3s" spricht, lässt das 
Schlimmes befürchten . . .

>Das mit Schleifer, etc, ist dann "nice to know", aber die facts die
>interessieren waren schon vorher bekannt.

Nö.

>Das gerade von Dir Falk  -  DU solltest Dich daran besser selber halten:
>Lerne richtig Lesen

Warum gehts du nicht einfach nach Hause, zu deinen grünen Freunden? Hast 
du es bei denen mit deiner Klugscheißerei auch schon verscherzt? Würde 
mich nicht wundern . . .
Oder geh zur NASA, die schicken dich auf Staatkosten dorthin.

Autor: MaWin (Gast)
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Also 1% Genauigkeit, trimmbar.

Also eine Konstantstromdiode wie CCLM1000 tut's nicht,.
Ein 5000000 Ohm Widerstand an einer 5000V Spannungsquelle tut's zwar, 
ist auch nicht elegant.

Man sollte vielleicht keine HiWis an die Entwicklung der 
Qualitätskontrolle lassen, aber irgendwann muss man ja mal anfangen, 
warum also nicht damit, ist ja einfach genug.

Stromquellen basieren meist auf Spannungsreferenzen, man braucht eine 
die besser als 1% ist: MC1403 und LP2951 tun's.

Nun hat man eine Spannung und muss dafür sorgen, daß diese Spannung an 
einem Widerstand abfällt, der muss auch besser als 1% genau sein, z.B. 
2500 Ohm/0.5%.

Nun muss man etwas haben, das diese 1mA durch den Widerstand schicken 
kann, und mindestens 24V aushält. Das kann im Prinzip jeder 
Operationsverstärker, wenn wir den billigsten nehmen, ein LM324, so darf 
der von den gelieferten bzw. gemessenen 2.5V nicht mehr als 0.025V 
abweichen. Ein Blick ins Datenblatt zur Offsetspannung sagt, daß er das 
auch nicht tut, sondern nur 0.007V. Auch der Eingangsstrom muss unter 
0.00001A liegen, mit 0.00000005A tut er das locker.

Bleibt noch die Betrachtung über die 10 GradC von 20 auf 30: Abweichung 
locker unter 0.1%, also kein Thema. Nun bleibt dir wenigstens noch die 
Arbeit, das alles mal im Datenblatt nachzugucken und nachzurechnen.

Also

   +---------+-- +30V (24-40V)
   |         |
+------+     | LM321
|MC1403|----|+\
+------+    |  >--Messobjekt--+
   |     +--|-/               |
   |     +---(----------------+
   |         |               2k5 0.5%
   +---------+-----GND--------+

und fertig ist der ausreichend genaue Stromquelle die
1mA durch dein Messobjekt schickt (von 0...20V),
bei 25k halt 0.1mA.

Die 30V müssen nicht supergenau sein, aber sollten nicht
zu viele Störungen haben (Brummen, Rauschen etc.). Wenn
die Schaltung also mit einer Batterie funktioniert, und
mit dem billigen Handyladesteckernetzteil nicht, dann
liegt es an letzterem.

Und wem ein schnöder LM321/LM358/LM324 zu billig ist, der
kann einen LT1013 nehmen, es ist ja schliesslich eine
Messschaltung. Nötig ist er bei 1% aber nicht.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Falk Brunner schrieb:
>
> Warum gehts du nicht einfach nach Hause, zu deinen grünen Freunden? Hast
> du es bei denen mit deiner Klugscheißerei auch schon verscherzt? Würde
> mich nicht wundern . . .
> Oder geh zur NASA, die schicken dich auf Staatkosten dorthin.

Tja Falk, Du hälst Dich mal wieder nicht an die Netiquette.
Dabei bist DU der größte klugschwätzende Schreier hier der diese 
Netiquette so oft einfordert.

Autor: Ghost (Gast)
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Andrew Taylor schrieb:
> @ ghost ( BTW: Du könntest hier mal einen Realnamen wie Tick, Track oder
>
> so nennen, wenn Du schon mit Deiner Firmenzugehörigkeit haussierst):

Werde ich machen! ;-)

@MaWin

Danke vielmals, ich sehe was du mir mitteilen willst. Ich habe mein 
Versuchsboard schon fast in der Hand. Ich werde mich aber zuerst noch in 
den Datenblättern schlau machen.

Ich melde mich falls es funktioniert hätte ;-) was es wahrscheinlich 
auch tut wenn mir das Profis erklären. :-D

Grüsse Ghost aus der Schweiz ;-)

Autor: Kevin Messer (xxdmxxx)
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Hat funktioniert!

Danke Leute! :-D

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