Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Ampere Regler - aber wie?


von Tim L. (timtom)


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Hi,

ich habe hier folgenden Bausatz:
http://www.pollin.de/shop/dt/MDc5OTgxOTk-/Bausaetze_Module/Bausaetze/Spannungsregler_Bausatz.html

Diesen habe ich bereits aufgebaut und hab das Ding nur zu Lernzwecken 
gekauft. Jetzt kam mir allerdings die Idee, daraus etwas anderes zu 
basteln, was ich gebrauchen könnte.

Unabhängig von dem Bausatz für euch:
Ich würde mir gerne ein kleines Netzteil bauen, welches unabhängig vom 
Spannungseingang (Würde mal sagen minimal 3V) die Amperezahl sich regeln 
lässt. Demnach wären denke ich 0-1.5A ganz gut.

Da ich leider nicht genau weiß, wie sich sowas nennt, kann ich im 
Internet leider nicht so gut nach einem bereits fertigen Bauplan suchen.

Ich denke daher, dass jemand von euch mir weiterhelfen kann :)

Grüße,

Tim

von Frank M. (frank_m35)


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von Jojo S. (Gast)


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dann suche einfach mal nach 'netzgerät mit einstellbarer 
strombegrenzung'

von MaWin (Gast)


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Tim L. schrieb:
> Jetzt kam mir allerdings die Idee, daraus etwas anderes zu
> basteln

Prust.

Du bist der Junge, der mit einem Einkaufswagen ankommt, und eine Kutsche 
daraus bauen will.

Vergiss es. Der Bausatz ist eine sinnvolle Schaltung um aus einer 
unstabilisierten Spannung, beispielsweise aus einem Trafo, eine nicht 
viel darunter liegende feste Ausgangsspannung zu machen, und das ganze 
mit Kurzschlussschutz.

Sie ist als Grundlage für ein Labornetzteile ABSOLUT NICHT ZU 
GEBRAUCHEN.

Das beginnt mit dem falschen Regler, ein LM317 hat einen viel zu kleinen 
SOA Bereich. geht über den zu kleinen Kühlkörper, vollkommen ungeeignet 
um aus grosser Eingangsspannung eine kleine Ausgangsspannung zu machen. 
Und endet nicht beim Konzept. Mit einem zusätzlichen Stromregler müsste 
man ZWEI Bauteile haben, die getrennt voneinander die Differenz 
Eingangsspannung-Ausgangsspannung verbraten können. Da führt zu 2 
Leistungselementen, 2 Kühlkörpern, und 2 mal dem Verlust.


Figure 21 http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/LM350-D.PDF
wäre so ein Netzteil, nicht ohne Grund it dem LM350, nicht ohne Grund 
nur bis 25V.

http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9.1

von Tim L. (timtom)


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Ganz ruhig MaWin, es ist ja nicht so, als hätte ich nur diesen kleinen 
Kühlkörper. Die Eingangspannung wird maximal 9V sein und die werde ich 
von einer Batterie bekommen. Ich möchte nur den Strom einstellen, nicht 
mehr und nicht weniger.

von W.S. (Gast)


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Tim L. schrieb:
> Ich möchte nur den Strom einstellen...

..dann gibt es 2 Möglichkeiten:
a) du liest dir MaWin's Beitrag gründlich durch und ziehst daraus 
Konsequenzen, z.B. daß du dich nach einem geeigneteren Schaltungsprinzip 
umschaust.

b) du weißt es besser (oder glaubst dies zumindest) und lernst dann beim 
Basteln aus deinen Denkfehlern.

Nebenbei gesagt: ein LM317 ist tatsächlich für dein Vorhaben sehr 
schlecht geeignet. Man kommt mit der Ausgangsspannung nämlich 
prinzipbedingt NICHT unter die Referenzspannung des IC. Eine 
Ausgangsspannung von ca. 0 Volt geht also nicht - egal was du an 
Strombegrenz-Zusatzschaltung vorsiehst.

Hmm, es sei denn, du spendierst 1..2 OpV's deiner Schaltung, aber dann 
wäre der LM317 auch bloß überflüssig.

W.S.

von Karl H. (kbuchegg)


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Tim L. schrieb:

> Ich möchte nur den Strom einstellen, nicht
> mehr und nicht weniger.

Den Strom kannst du begrenzen, aber nicht einstellen.
Denn das Ohmsche Gesetz ist immer und überall.

Dein Schaltung hat einen sog. Innenwiderstand. Bei einer bestimmten 
Spannung wird deine Schaltung immer einen von diesem Widerstand 
abhängigen Strom aufnehmen. Da dieser Widerstand aber fix ist, würdest 
du nur dann mehr Strom in die Schaltung pumpen können, wenn du auch die 
Spannung erhöhst. Genau das willst du aber wiederrum nicht, weil dann 
alle spannungempfindlichen Bauteile hops gehen.

Was du daher in den meisten Fällen tatsächlich willst, ist eine 
Begrenzung. Du stellst am Netzteil ein, dass du zb 5V haben willst und 
das der Strom durch die angehängte Schaltung 200mA nicht überschreiten 
darf. Zieht die Schaltung dann mehr als die eingestellten 200mA, dann 
leuchtet eine Lampe auf und das Netzteil schaltet die Ausgangsspannung 
ab oder drückt die Ausgangsspannung soweit, dass die 200mA nicht 
überschritten werden.

D.h. du wirst mit einem Shunt-Widerstand den Ausgangsstrom messen. Die 
Spannung über dem Shunt-Widerstand wird dann mit einer vorgegebenen 
Spannung verglichen (die den Maximalstrom repräsentiert) und wenn die 
Shunt-Spannung größer ist, dann tritt der Ausschalt-Fall in Kraft.

Derartige Schaltung bzw. Schaltungsergänzungen gibt es im Web zur 
Genüge.

: Bearbeitet durch User
von Carsten R. (kaffeetante)


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W.S. schrieb:
> Nebenbei gesagt: ein LM317 ist tatsächlich für dein Vorhaben sehr
> schlecht geeignet. Man kommt mit der Ausgangsspannung nämlich
> prinzipbedingt NICHT unter die Referenzspannung des IC. Eine
> Ausgangsspannung von ca. 0 Volt geht also nicht - egal was du an
> Strombegrenz-Zusatzschaltung vorsiehst.

Das geht schon. Wird hier im Forum in der Artikelsammlung zum Thema 
Konstanttromquelle auch als einfache und und trotzdem genaue Lösung 
vorgeschlagen.

Es ist nur die Frage wie hoch die Ansprüche sind. Man kann mit dm LM317 
schon eine Menge machen, wenn man nicht immer 100 Perfektion verlangt 
und beispielsweise mit 98% gut leben kann, indem an 2% Reserve auf der 
richtigen Seite der Gleichung einplant. Dann kann man damit auch sogar 
Lithium-Ionen-Akkus laden. (Gott bewahre. Explosion)

Richtig ist, daß beim LM317 immer die Referenzspannung zwischen Ausgang 
und ADJ anliegt. Das ist aber kein Problem, da die Last in der 
Beispielschaltung nicht am Ausgang sondern hinter dem Shunt auf dem 
Spannungsniveau des ADJ anliegt. Man kann diese Konstantstrmquelle also 
bis uf 0 Volt herunter betreiben. Man kann nur die Spannung nicht 
regeln. Sie kann auf Werte relativ nahe der Eingangsspannung steigen. 
Das ist aber grundsätzlich so. Regelt man die Spannung, so ergibt sich 
der Strom. Regelt man den Strom, so ergibt sich die Spannung. Beides 
gleichzeitig geht nicht.

Schwieriger ist eher, daß man man den Konstantstrom regeln möchte. Damit 
muß der Shunt bei der Beispielschaltung variabel und gleichzeitig bis 
1,5 A belastbar sein. Belastbare Potis sind aber nicht soooo billig so 
daß man dann aus Kostengründen andere aufwändigere Schaltungen oder 
gänzlich andere Konzepte in Erwägung zieht. Die Sache mit den OPVs ist 
eine der Möglichkeiten.

von MaWin (Gast)


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Tim L. schrieb:
> Die Eingangspannung wird maximal 9V sein und die werde ich
> von einer Batterie bekommen

Wenn du damit eine 9V Blockbatterie meinst, ist deren Spannug mitnichten 
9V, sondern fällt im Laufe des Entladens von 9 auf 5.4V.

Die gezeigte Schaltung aus 2 Reglern für Strom und Spannung nacheinander 
benötigt 32V um 25V erzeugen zu können, kostet also 7V Eigenverbrauch. 
Selbst bei einer vollen Batterie kommen also höchstens 2V raus, bei 
einer ausgelutschen müsstest du 2V reinstecken. Und das alles benötigt 
noch eine negative Hilfsspannung, immerhin dort könnte man den 9V 
Batterieblock einsetzen.

Wenn man eine etwas solidere Versorgungsspannng hätte, könnte man mit 
dem LT1970 eine strombegrenzte Spannungsquelle aufbauen, die zwar 
theoretisch bis 500mA bei 30V liefert, aber praktisch mangels Kühlung 
schon bei 1/10 davon scheitert.

von Carsten R. (kaffeetante)


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Karl Heinz schrieb:
> Den Strom kannst du begrenzen, aber nicht einstellen.
> Denn das Ohmsche Gesetz ist immer und überall.

Wie Du danach selber schreibst geht das schon, auch wenn man das nicht 
immer in dieser Form will. Der Satz ist etwas unglücklich formuliert, 
auch wenn vielen klar ist worauf Du hinaus willst. Ich erlaube mir mal 
zum besseren Verständnis dies neu zu formulieren.

Das Ganze funktioniert also und ist regelbar, solange die Last den Strom 
ohne Überschreitung der maximalen Ausgangsspannung aufnimmt. Erst dann 
verläßt man den regelbaren Bereich.

Man kann die Spannung regeln und der Strom ergibt sich (bis zur 
maximalen Lieferfähigket der Quelle). Zusätzlich kann man den Strom 
begrenzen. Spricht dann die Begrenzung an, so hat man dann eine 
Konstantstromquelle und die Spannung ergibt sich. Sie bricht in der 
Folge also ein bis der Zustand der Begrenzung wieder verlassen wird.

Man kann den Strom regeln und die Spannung ergibt sich (bis zur 
maximalen Lieferfähigket der Quelle). Zusätzlich kann man die Spannung 
begrenzen. Spricht dann die Begrenzung an, so hat man dann eine 
Konstantspannungsquelle und der Strom ergibt sich. Er bricht in der 
Folge also ein bis der Zustand der Begrenzung wieder verlassen wird.

Das Ganze kann man natürlich noch mit weitereren Funktionen ausbauen, 
wie Leistungsbegrenzung, Kurzschlußerkennung etc.. Die Beispielschaltung 
im Artikel zur Konstantstromquelle (siehe unten) mittels Linearregler 
ist eine einfache Form einer Spannungsbegrenzten Stromquelle, da sie 
keine höhere Spannung ausgeben kann als am Eingang zur Verfügung steht. 
Man kann natürlich eine zusätzliche auf niedrigere Werte einstellbare 
Spannungsbegrenzung hinzufügen, was oft sinnvoll und empfehlenswert ist. 
Es ist aber nicht unmöglich darauf zu verzichten.

http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Linearreglern

: Bearbeitet durch User
von gogo (Gast)


Angehängte Dateien:

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habe eine strombegrenzungsschaltung, einfach ohne ic auf 
lochrasterplatine (2 x 2 cm), kurzschließen und Strom auf wert 
einstellen, danach wird der Strom auf diesen wert begrenzt von ca. 0 - 3 
Ampere (mehr oder weniger möglich)funktioniert super gut mit led-anzeige 
wann Strom begrenzt wird.

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