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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Simple low drop Stromrquelle?


Autor: Dominique (Gast)
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Hallo,

als Stromquelle finde ich diese Konfiguration eines 3-poligen
Spannungsreglers sehr schön, braucht eben nur 2 Teile dazu (ok,
+Spannungsquelle +Verbraucher :-) )
Leider findet man diese 3-poligen Regler kaum mit
Eingang-Ausgang-Spannungsdifferenz unter 1 Volt!

Ich habe mir viele Datenblätter von Reglern mit sehr geringem drop-out
angesehen, (die haben alle mehr als 3-Pole und somit ist die gezeigte
Schaltung nicht ohne Weiteres übertragbar) aber keine Schlatung für
eine Konstantstromquelle gefunden, und in der Simulation hab ich's
auch nicht hinbekommen!

Ach ja, die Daten: Strom bräuchte ich zwischen 20 und 50mA, und es wäre
schön, wenn die Spannungsquelle auch 25 Volt liefern darf und dann noch
nix durchbrennt. Der drop-out sollte möglichst unter 0,5V liegen!
Z.B. wäre der LT1129 nett - wenn ich nur wüsste, wie ich draus eine
Konstantstromquelle mache!
Und - mit möglichst wenigen Teilen!

Vielen Dank für's Lesen!
Grüße,
Dominique

Autor: Einhart (Gast)
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Moin,

irgendwie passen die Begriffe nicht so recht zusammen: low-drop und
Stromquelle. Sag vielleicht einfach einmal was du damit anstellen
willst. Der "drop" einer Stromquelle ist nämlich per Definition
variabel d.h. der Spannungsabfall ist abhängig von Eingangsspannung und
angeschlossener Last und eingestelltem Konstantstrom.

Gruß
Einhart

Autor: Werner A. (Gast)
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Du kannst mit jedem Spannungsregler ne Stromquelle aufbauen. Ich denke
du hast das Prinzip dahinter nicht verstanden. Der Widerstand im
Ausgang wird so gewählt, das sich daraus der gewünschte Strom ergibt.
Z.B. bei nem 7805 und nem R von 100 Ohm ergibt sich 50 mA.
Die Bauform spielt also keine Rolle
LowDrop heist, wieviel höher die Eingangsspannung gegenüber der
Ausgangsspannung mininmal sein muss, damit der Regler noch regelt.
Werner

Autor: Werner A. (Gast)
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vergessen... Natürlich solltest du die Verlustleistung über dem Regler
beachten. Bei 25 Volt Eingang, 5 Volt Ausgang und 50 mA wäre dass
P = (25 - 5 - (I*Rv)) * I

Autor: Wolfgang Weinmann (Gast)
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Werner:"Du kannst mit jedem Spannungsregler ne Stromquelle aufbauen.
Ich denke
du hast das Prinzip dahinter nicht verstanden. Der Widerstand im
Ausgang wird so gewählt, das sich daraus der gewünschte Strom ergibt.
Z.B. bei nem 7805 und nem R von 100 Ohm ergibt sich 50 mA."

Das kann man so nicht sagen. Ein Spannungsregler regelt die
Ausgangsspannung. Unabhängig, wieviel Strom dabei fließt.

Wenn man bei Dienem Vorschlag einen Lastwiderstand mit 1K dranhängt,
dann fließen nur noch 5 mA. Eine Stromquelle mit einer Spannungsquelle
erfordert eine hohe Ausgangsspannung und einen hohen Innenwiderstand
gegenüber dem Lastwiderstand.


@Dominique: Du solltest doch noch mal genau beschreiben, was Du machen
willst. Für einen Low-Drop-Spannungregler wird ein P-Mosfet als
Längsregler verwendet. Damitkann man Dropoutspannungen deutlich unter
0.5V produzieren.

Gruß

Wolfgang Weinmann

www.ibweinmann.de

Autor: peter dannegger (Gast)
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@Wolfgang,

ein Spannungsregler regelt die Spannung zwischen 2 Anschlüssen.

Wenn man nun an diese 2 Anschlüsse einen Widerstand legt, der in Reihe
mit der Last ist, hat man einen prima Stromregler.


@Einhart

Und mit nem LDO ist der Regelbereich größer, d.h. der maximale
Lastwiderstand bzw. die minimale Eingangsspannung, bis zu dem der
Stromregler noch arbeitet.


Peter

Autor: Einhart (Gast)
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Hier 'mal die simpelste Form. Besser mit einer Z-Diode anstelle der 2
4148

Autor: Ingo (Gast)
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Vielleicht als Ergänzung zu Einharts Schaltung:

Der Strom stellt sich so ein, dass über dem Widerstand R1 eine Spannung
von ca. 0,7Volt abfällt. Im Bild also 70mA (was m.E. ein bisschen viel
für die LEDs ist, oder?).

Autor: Dominique (Gast)
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Danke für all Eure Beiträge! :-)
Da ich die Sache wohl doch etwas genauer erläutern muß, mach ich das
mal schnell. Eure Hinweise lasse ich mir noch durch den Kopf gehen um
auch wirklich alles zu verstehen und antworte später nochmal!

Also, es geht um eine dynamobetriebene Fahrradbeleuchtung.
Die Schaltung auf dem Bild ist nur ein Teil davon, ich möchte für jede
Halbwelle der Wechselspannung so einen Arm mit Regler und Dioden haben,
dazu noch ein Goldcap Kondensator für das Standlicht.
Leider ist meistens ist die Technik hinter dem teuer gekauften Zeug
nicht besonders, darum will ich's selbst basteln! Dann kenne ich auch
die Grenzen des Systems und weiß, wo ich aufpassen muß.

So ein (althergebrachter, es gibt auch schon 12V Dynamos) Fahrraddynamo
soll 6V liefern. Bei geringer Geschwindigkeit (Bergauffahren) können das
auch schon mal nur 4,5V sein!
Im Falle dass die Vorderlampe, die den meisten Strom zieht, kaputt geht
oder das Kabel zu dieser abreisst, sieht der Dynamo aber nur noch einen
hohen Widerstand - das Rücklicht - und liefert plötzlich viel mehr
Spannung als noch mit Frontlicht:
Das können bei 40km/h dann eben 25V sein!
In dem Fall also, dass mir das Frontlicht bei zügiger Fahrt ausfällt,
will ich nicht im selben Moment auch noch das Rücklicht schrotten, und
darum sollte die Schaltung die höhere Spannung schon vertragen,
zumindest einen Moment lang!

Grüße,
Dominique

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Und warum Stromquelle?!

Nimm doch einfach einen Lowdrop Spannungsregler, hehe..

Autor: peter dannegger (Gast)
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Anbei ne Schaltung mit wenig minimalem Abfall (~0,6V)

Sollte etwa 22mA an 4V liefern bei 5..25V Input.


Peter

Autor: Ingo (Gast)
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Dann bau' Dir doch einen Brückengleichrichter aus Schottky Dioden (wg.
geringer Durchlassspannung) und dahinter einen Low-Drop Regler hinter
dem Lampen und der GoldCap parallel hängen (bzw. Rücklicht mit Goldcap
parallel und per Schottky vom Vorderlicht entkoppelt, falls im Stand
nur das Rücklich leuchten soll). Das dürfte in Summe nicht mehr als 2-3
€kosten.

Autor: Dominique (Gast)
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Dank Euch verstehe ich das ganze jetzt schon viel besser als vorher,
habe den Wald vor lauter Bäumen wohl nicht gesehen!

Noch zur Anwendung:
Die Schaltung betrifft das Rücklicht, also rote LEDs, die meist einen
Spannungsabfall von 2V bei Nennstrom haben.
Da am Dynamo normalerweise ca. 6V anliegen, mindestens aber 4,5V,
wollte ich eben 2 davon in Reihe schalten! Eine 2V LED wäre schade,
weil zu viel Leistung verschenkt wird und 3 sind bei 4,5V vom Dynamo
schon wieder zu viel!

@Einhart
habe Deine Stromquelle auch gleich simuliert, aber der Strom schwankt
je nach Spannung stark. Vielleicht liegt's an den nicht so idealen
Dioden. Habe auch mal die niedrigste Zener Diode in LTSpice ausprobiert
(mit 4,7V), aber da ist die Regelung auch nicht viel besser! Habe ich
irgendwas falsch gemacht (meine Schaltung sieht genau aus wie in Deinem
Bild) oder liegt das daran, dass die Dioden sich einfach nicht ideal
verhalten?

@Ingo
Ja, sowas habe ich auch schon simuliert, scheint gut zu funktionieren,
nur hatte ich die Low-drop Regler nicht richtig angeschlossen (mit 5
Anschlüssen), glaube ich. Auch wird das mit zwei LEDs in Reihe knapp,
weil zusätzlich zum Reglerabfall ja noch 2x der Diodenspannungsabfall
abgezogen wird. Aber die Lösung behalte ich auch noch im Auge, wollte
nur jetzt mal die andere Variante mit 2 LEDs pro Phase ausprobieren.

@Simon
Ne Stromquelle find ich eleganter, weil die LEDs ja nach Strom
ausgelegt sind und die Arbeitsspannungen schwanken können, in den
Datenblättern ist oft +-0,2V angegeben, da könnten also verschiedene
Exemplare des selben LED-Typs unterschiedlichen Strom ziehen.
Dramatisch wäre das sicher auch nicht, aber eine Stromquelle ist ja
auch nicht komplizierter.

@Peter
Danke, die Schaltung probiere ich gleich morgen aus, wenn ich wieder da
bin, muß jetzt leider fort!

Grüße,
Dominique

Autor: Arno H. (Gast)
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Einharts Schaltung ist keine Konstantstromquelle, weil der Diodenstrom
der 1N4148 von der Betriebsspannung abhängig ist und das Ergebnis
verfälscht.
Bei Peters Schaltung kann ich den Sinn der Diode bei dieser Polung
nicht erkennen, vermutlich ein Zeichenfehler.
Arno

Autor: Winfried (Gast)
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Wann ist eine Konstanstromquelle denn keine Konstantstromquelle mehr?
Wenn sie 0.1%, 1% oder 10% vom Soll abweicht?

Kommt doch immer auf den Zweck an und die Schaltung mit den 1N4148
taugt für viele Fälle und hat schon guten Konstantstrom-Charakter.

Autor: Dominique (Gast)
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Jetzt habe ich mal einen Spannungsverdoppler genommen, dann brauche ich
auch nur zwei Gleichrichterdioden und die Spannungsabfälle an den
Halbleitern fallen nicht mehr so in's Gewicht!
Ich müsste vielleicht noch einen Überspannungsschutz einbauen, für den
besagten Fall, dass der Frontscheinwerfer ausfällt und die Spannung
plötzlich 25V beträgt, vielleicht mit ner Zenerdiode?

Hab eine neue Schaltung angefangen, jetzt leuchten im Betrieb 3LEDs.
Eine leuchtet sofort mit voller Stärke beim Losfahren, die anderen erst
nach und nach während sich der Goldcap Kondensator auflädt. Wenn man
dann stehenbleibt wird eine LED vom Kondensator versorgt.

Grüße,
Dominique

Autor: peter dannegger (Gast)
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@Arno

"Bei Peters Schaltung kann ich den Sinn der Diode bei dieser Polung
nicht erkennen, vermutlich ein Zeichenfehler."


Da hast Du natürlich recht, die muß andersrum !

Sie soll den TK von T1 kompensieren.


Peter

Autor: Unbekannter (Gast)
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Ein Fahrraddynamo ist aber keine Spannungsquelle, sondern eine
Stromquelle!

D.h. die Stromregelung (bzw. Begrenzung) für die LEDs muss eine
"Strom-Bypass" Regelung sein. Normale Konstantstromregelungen sind
dafür überhaupt nicht geeignet.

Siehe auch: http://www.led-treiber.de/html/dynamo-treiber.html

Autor: peter dannegger (Gast)
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@Unbekannter

Ein Fahrraddynamo ist eine astreine Spannungsquelle, die Spannung ist
proportional zur Drehzahl. Kann man sich aus dem Induktionsgesetz
herleiten.

Allerdings wird da auch schön an Kupfer gespart (dünner Draht) und
dadurch ist der Innenwiderstand relativ hoch. Deshalb bricht die
Spannung bei Last stark zusammen.


Peter

Autor: Konrad Heisig (Gast)
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Egal, ob Strom, oder Spannungsquelle, ich würde für so 'ne Sache in
jedem Fall einen Schaltregler verwenden, um eine optimale
Leistungsanpassung zwischen der schwankenden Energiequelle und den
konstanten Verbrauchern zu realisieren. Vielleicht reicht da schon ein
MC34063, der dann sowohl auf eine konstante Spannung als auch auf
Strombegrenzung eingestellt werden kann.
Am Ende könnte man das Ganze dann noch geschickt mit einem kleinen Akku
verknüpfen und hat ein schönes Standlicht mit optimaler Energienutzung
... wird vielleicht aber insgesamt zu aufwändig ;)

Gruß
Konrad

Autor: Dominique (Gast)
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An einen Schaltregler habe ich auch gedacht, hebe ich mir aber für das
nächste Rücklichtprojekt auf. Am Ende kann ich dann ein Fazit ziehen,
ob sich der Mehraufwand lohnt.
Danke Peter für die korrigierte Version!
Ich bin leider erst wieder so spät heim gekommen und komme garnicht so
schnell weiter, wie ich gerne möchte!

Bevor ich weiterteste, habe ich noch eine Frage:
Bei den Transistorschaltungen, ist es da nicht eine geringe
Sättigungsspannung, auf die ich achten muß, wenn mein Regler möglichst
wenig drop-out haben soll?

Viele Grüße und gute Nacht!
Dominique

Autor: Alexander Hölke (Gast)
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Hallo,

Herr Unbekannt hat recht. Mit der genial einfachen Schaltung von
Eberhard Haugh lassen sich prima 1W Luxeon-LED in Reihe schalten ohne
jegliche Regelung. Der gibt ca. 600mA Strom ab, die mittels
Spannungsverdopplerschaltung halbiert wird. Genial einfache Schaltung
und Licht satt.  Ich habe jetzt eine Weiße vorn, eine  Rote hinten.
Der Wirkungsgrad sollte außerodentlich hoch sein.

Ich will das ganze gerade um eine STandlichtschaltung erweitern, dazu
tüftele ich auch an einer Stromsenke die bis zu möglichst geringem
Spannungsabfall funktioniert, um die Gold Caps länger auszunutzen. So
eine Schaltung mit Bipolartransistor scheint mit am günstigsten. Haben
Germaniumtransistoren eine geringere Basis-Emitter-Spannung?

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Hehe. gefällt mir!

Für was willst du denn die Stromsenke? Wie Gold Caps länger ausnutzen?
Erklär mal was du vorhast :-)

PS: Feldeffekt Transistoren haben eine ohmsche Schaltstrecke mit zum
Teil kleineren Widerständen als das Anschlusskabel ;)

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