Strom- und Spannungsregelung - geht das so?

Gast #3115990
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Hallo,

ich habe noch nicht so viel erfahrung mit Analogtechnik. Ich habe vor, 
eine regelbare Spannungsquelle mit Strombegrenzung zu bauen. Ich brauche 
nur Spannungen bis 12V und Ströme bis ~1A.

Ich habe einen LM317 mit nachgeschalteter Strombegrenzung und 
Verpolungsschutz. (s. Anhang) Speziell bei der Schaltung mit der 
Referenzspannung bin ich mir nicht ganz sicher, ob das so geht. Mit SW2 
soll der Ausgang abgeschaltet werden können.

LG,
raute
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Gast #3116005
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Theoretisch ja,

der LM358 sollte an dauerhafte Versorgungsspannung und nicht den LM317 
Ausgang,
das Kompensationsnetzwerk R5/C3 ist natürlich nur ein bisheriger 
Schätzwert und noch nicht angepasst,
der MOSFET am Eingang als Verpolschutz sollte mit einem hochohmigen 
Widerstand (z.B. 10k) zwischen G und S definiert abgeschaltet werden 
wenn kein Stecker drin ist (10k verhindert auch daß er eingeschaltet 20V 
UGS bekommt was am absolute maximum Rating liegt) und der Schalter aus 
ist, sonst floatet das Gate und könnte deutlich über 20V bekommen und 
zerstört werden,
den LM336 ersetzt man besser durch einen LM385 (auch nicht teurer aber 
besser),
C1 könnte grösser gewählt werden (z.B. 47uF) weil der nächste gute 
Kondensator wohl weiter weg ist.

ABER:

In der Schaltung sind 2 Regler hintereinander. Wenn der eine abregelt, 
regelt der andere hoch. Wenn beide ungefähr gleich schnell sind, 
schwingt das. Es ist also eine Aufgabe, die Regler mit dem 
Kompensationsnetztwerk R5/C3 so auszulegen, daß das nicht passiert, und 
trotzdem hjalbwegs schnell ist.
Gast #3116036
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Vielen Dank erstmal für deine wertvollen Hinweise!


Mir ist aber noch nicht ganz klar, wie du das mit der Rückkopplung
meinst. Beim Einschalten steigt ja die Spannung an. Simulatan wird der
Strom konstant gehalten, d.h. der Mosfet verändert seinen Widerstand im
Linearbetrieb. (oder?) Es sollte ja dann kein Feedback an den
Spannungsregler geben - der Ausgangswiderstand verändert sich einfach?

Und mit dem Kompensationsnetzwerk (danke für den Tipp!) - meinst du
bestimmt R6/C3, denn R5 ist ja mit dem Poti nur der Spannungsteiler für
die 100mV Referenz?

Danke,
raute
Gast #3116213
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Dann eben R6

> R4 ist zu hochohmig.
> Das Poti zieht 1mA da bleibt kein Strom mehr für die Referenzspannung
> zum regeln übrig.

Also wenn ich nachrechne bleiben 0.8mA für den LM, und das ist ein guter 
Wert.

> Ich würde es anders lösen.

Ich nicht, denn ich weiss wie sich die Stromaufname des LM317 verhält.
Gast #3116221
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Lieber MaWin,
MaWin schrieb:
>> R4 ist zu hochohmig.
>> Das Poti zieht 1mA da bleibt kein Strom mehr für die Referenzspannung
>> zum regeln übrig.
>
> Also wenn ich nachrechne bleiben 0.8mA für den LM, und das ist ein guter
> Wert.

Wäre es zuviel verlangt, wenn du die Rechnung hier zeigst?

Vielen Dank.

Gruß,
Michael
#3116225
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Du stellst mit dem LM336 2.5V her und lässt dieses Spannung dann über 
einen 2.4k Ohm Widerstand zu Out vom LM317 fließen.
Außerdem schließt du deinen LM317 Ausgang über 0.1 Ohm durch den 
Schalter SW2 gegen Masse kurz.
Hast du den Knotenpunkt dort richtig gesetzt?

Du könntest die 2.5V zum zweiten OpAmp (der als Spannungsfolger 
beschaltet ist) gehen lassen und dessen Ausgang könnte man zum 2.4k 
Widerstand + Poti gehen lassen.
Gast #3116236
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> Ich würde es anders lösen.

Ich habe eben gelesen, dass es über einen LM317 als Stromregler einen 
recht großen Spannungsabfall von 3.5V gibt und zusätzlich der Laststrom 
über das Potentiometer fließen muss. Das wäre also für meine 
Rahmenbedingungen nicht so geeignet.
Als alternative fiele mir höchstens noch eine KSQ mit Schaltregler wie 
hier 
(http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Schaltregler) 
ein. Wüsste aber nicht warum und ist auch nicht weniger kompliziert.

> der MOSFET am Eingang als Verpolschutz sollte mit einem hochohmigen
Widerstand (z.B. 10k) zwischen G und S definiert abgeschaltet werden

Ich habe jetzt einfach eine Zenerdiode zwischen G und S geschaltet, um 
die Spannung am G zu limitieren.
Gast #3116252
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Hans Jelt schrieb:
> Du stellst mit dem LM336 2.5V her und lässt dieses Spannung dann über
> einen 2.4k Ohm Widerstand zu Out vom LM317 fließen.
> Außerdem schließt du deinen LM317 Ausgang über 0.1 Ohm durch den
> Schalter SW2 gegen Masse kurz.
> Hast du den Knotenpunkt dort richtig gesetzt?
>
> Du könntest die 2.5V zum zweiten OpAmp (der als Spannungsfolger
> beschaltet ist) gehen lassen und dessen Ausgang könnte man zum 2.4k
> Widerstand + Poti gehen lassen.

Du hast völlig recht, dort ist eine Verbindung, wo keine sein sollte! 
Die Schaltung habe ich eingentlich so von Wiki und 
http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Operationsverst.C3.A4rker_und_Transistor 
. Die sollte also funktionieren. Ich habe nur die Referenz hinzugefügt.

Der Schalter SW2 soll den +-Eingang des OP auf GND ziehen, damit der 
Ausgangstransistor voll sperrt und kein nennenswerter Strom mehr fließt.

Anstelle von R6 habe ich einen kleinen Trimmer eingefügt.

Danke,
raute
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Gast #3116263
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Verdammt, schon wieder falsch. Ich bin heute echt unkonzentriert. 
Entschuldigung für den Tripel-Post! Der OP soll natürlich 2,5V bekommen, 
weil die zwischen der Eingangsspannung und GND liegen, und er dann schön 
ruhig ist ;)
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Gast #3116551
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> Wäre es zuviel verlangt, wenn du die Rechnung hier zeigst?

+20V
 |
10k
 |
 +---+ 2.5V
 |   |
 |  2k4
LM   |
 | 100R
 |   |
 Masse

Durch 2k5 fliesst 1mA (sagte schon Anja)

Durch 10k fliessen 17.5mA.

Bleiben 0.75mA für den LM.

Der LM336 (400uA-10mA) und LM385 (10uA-20mA) sind damit wunderbar 
zufrieden.

Sind kirchhoff'sche Knoten- und Maschenregeln und Mathematik auf 
Grundschulniveau hier wirklich unbekannt ?
Gast #3116598
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MaWin schrieb:
> Sind kirchhoff'sche Knoten- und Maschenregeln und Mathematik auf
> Grundschulniveau hier wirklich unbekannt ?
Ich hatte Probleme damit, die Schaltung im Ausgangspost auf die von dir 
gezeigte Schaltung zu reduzieren.

Vielen Dank für deine Erklärung.
Gast #3117215
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> Sind kirchhoff'sche Knoten- und Maschenregeln und Mathematik auf
> Grundschulniveau hier wirklich unbekannt ?

Nö, aber ich habe im Schaltplan die +12V gesehen (max 20V) und da wird 
die Referenz noch ein bischen Strom zuschießen müssen.

Gruß Anja

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