Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Netzteil mit Strombegrenzung


von Johannes (Gast)


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Hallo,

ich möchte mir für die Inbetriebnahme von eigens gebauten Leiterplatten 
ein einfaches 0815-Netzteil mit Strombegrenzung bauen, wobei die 
Strombegrenzung in vier Stufen von jeweils 50mA bis maximal 200mA 
realisiert werden soll. Da mich prinzipiell das Schaltungsprinzip von 
solchen konventionellen Netzteilen dahingehend stört, dass an einem 
Reihenwiderstand eine Spannung von 0,6V-0,7V abfallen muss, um einen 
strombegrenzenden Transistor zu aktivieren, wodurch die eigentliche 
Versorgungsspannung ja genau um diese 0,6V-0,7V abgesenkt wird, habe ich 
mir zwei mögliche Alternativen überlegt:

1) Ich toleriere an dem Reihenwiderstand, den ich in vier passenden 
Werten über einen mehrpoligen Schalter zuschalte, um die vier möglichen 
Werte für die Strombegrenzung festzulegen, nur einen maximalen 
Spannungsabfall von 0,1V und führe diese Spannung an einen Eingang eines 
Komparator. Bei einer passend gewählten Schaltschwelle am anderen 
Eingang kann ich am Ausgang des Komparators dann den strombegrenzenden 
Transistor aktivieren.

2) Diese Variante ist etwas exotisch und ich weiß auch ehrlich gesagt 
nicht, ob das überhaupt geht. In diesem Fall würde ich den Strom mit 
einem sehr empfindlichen Sensor für Magnetfelder messen (gibt es solch 
empfindliche Sensoren überhaupt???) und mit einem Mikrocontroller 
auswerten. Der Transistor für die Strombegrenzung wird dann eben 
entsprechend des gemessenen Magnetfeldes angesteuert.


Ich will nur nochmal ausdrücklich hervorheben, dass der für mich 
wichtige Punkt ein möglichst geringer Spannungsabfall für die 
Stromdetektion ist. Falls jemand ein anderes Schaltungsprinzip kennt, 
dass mir in dieser Hinsicht weiterhelfen könnte, dann immer raus damit!

: Verschoben durch Admin
von Harald W. (wilhelms)


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Johannes schrieb:

> Ich will nur nochmal ausdrücklich hervorheben, dass der für mich
> wichtige Punkt ein möglichst geringer Spannungsabfall für die
> Stromdetektion ist.

Warum ist Dir das so wichtig? Geht es dir um die "Energievergeudung"?

von Amateur (Gast)


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Grundsätzlich kannst Du einen fast beliebig kleinen Messwiderstand 
verwenden.

Allerdings musst Du dann den Spannungsabfall entsprechend verstärken.

Ist eigentlich nur eine Frage des Aufwandes.

Frag Herrn Ohm, der kennt sich aus.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Johannes schrieb:
> Da mich prinzipiell das Schaltungsprinzip von
> solchen konventionellen Netzteilen dahingehend stört, dass an einem
> Reihenwiderstand eine Spannung von 0,6V-0,7V abfallen muss, um einen
> strombegrenzenden Transistor zu aktivieren, wodurch die eigentliche
> Versorgungsspannung ja genau um diese 0,6V-0,7V abgesenkt wird

Wenn man es richtig macht, dann greift man das Feedback für die 
Spannungsregelung hinter diesem Widerstand ab. Dann wird der 
Spannungsabfall am Widerstand mit ausgeregelt.

von Ulrich H. (lurchi)


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Der Widerstand zur Strommessung muss nicht hinter der Spannungsregelung 
sein, sondern kann auch vor dem Abgriff der zu regelnden Spannung sein. 
So macht man es bei fast allen Labornetzteilen. Ein Beispiel wäre z.B. 
das alte Regler IC L200, das für 200 mA sogar schon eher 
überdimensioniert wäre. Der Spannungsabfall am Shunt führt dann nur 
dazu, dass man am Eingang etwa 0,2 -0,7 V mehr an Spannung braucht.

Ein Sensor über das Magnetfeld würde auch gehen, ist aber bei so kleinem 
Strom eher noch nicht sinnvoll.

von Johannes (Gast)


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Ok, danke für die Hinweise!
Würde denn aber prinzipiell etwas gegen die Lösung mit dem Komparator 
sprechen? Ich will mir nämlich jetzt nicht extra einen L200 bestellen, 
weil ich sowieso noch genug OPs hier rumliegen habe.

von M. K. (sylaina)


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Johannes schrieb:
> Da mich prinzipiell das Schaltungsprinzip von
> solchen konventionellen Netzteilen dahingehend stört, dass an einem
> Reihenwiderstand eine Spannung von 0,6V-0,7V abfallen muss, um einen
> strombegrenzenden Transistor zu aktivieren, wodurch die eigentliche
> Versorgungsspannung ja genau um diese 0,6V-0,7V abgesenkt wird, habe ich
> mir zwei mögliche Alternativen überlegt:

Also bei meinem Netzteil fallen am Shunt pro mA ein mV ab. Ein OPV 
vergleicht das mit der Vorgabe und steuert entsprechend den 
Leistungstransistor an. Von welcher konventionellen Schaltung sprichst 
du? Wir haben hier pro Woche mindestens einen Netzteilthread. Vielleicht 
findest du da eine Anregung für dein Anliegen.

von Ulrich H. (lurchi)


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Man kann ein Netzteil auch mit OP und Transistor aufbauen. Schaltungen 
dazu (Labornetzteil) gibt es genügend.
Die wohl einfachste Variante hat den Shunt zur Strombegrenzung an der 
GND Seite der Schaltung, und verknüpft 2 OPs über Dioden.

von Kai K. (klaas)


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>Würde denn aber prinzipiell etwas gegen die Lösung mit dem Komparator
>sprechen?

Ist ziemlich unsinnig. Nimm lieber einen LM317. Es gibt mehrere 
verschiedene Methoden mit diesem den Strom zu begrenzen:

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm117.pdf

http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/LM317-D.PDF

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Johannes schrieb:
> Ok, danke für die Hinweise!
> Würde denn aber prinzipiell etwas gegen die Lösung mit dem Komparator
> sprechen? Ich will mir nämlich jetzt nicht extra einen L200 bestellen,
> weil ich sowieso noch genug OPs hier rumliegen habe.

Du hast es nicht begriffen.

Bei jeder Netzteilschaltung mit Spannungsregelung kann man den 
Fühlerwiderstand innerhalb der Regelschleife unterbringen. Man muß dazu 
keineswegs einen L200 verwenden. Netzteile mit dem L200 ebenso wie mit 
dem noch älteren LM723 ebenso wie Netzteile die mit OPV aufgebaut sind 
verwenden diese Schaltung.

Und wenn die Strombegrenzung stufenlos einstellbar sein soll, dann 
verwenden diese Netzteile auch meist einen OPV, der die Spannung am 
Fühlerwiderstand (die ja proportional zum Strom ist) mit einer 
Referenzspannung vergleicht und bei Überschreitung die Ausgangsspannung 
zurückregelt. Die Strombegrenzung mit einem Einzeltransistor, der auf 
0,7V am Fühlerwiderstand reagiert, ist die Sparlösung.

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