Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Stromquelle ohne OP


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von Hali H. (ratendix)


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Hey,

ich möchte eine Stromquelle entwerfen, die ein Wechselspannungssignal 
als Eingang bekommt und daraufhin den maximalen Ausgangsstrom auf einen 
bestimmten Wert begrenzen kann. Ströme liegen im mA Bereich.
Der Lastwiderstand ist veränderlich, deswegen muss der Strom begrenzt 
werden können.
Rückkopplung über einen OP ist aufgrund meines Aufbaus eher schlecht, es 
sei denn man koppelt die Last nicht an den negativen Eingang. Das würde 
bei mir nicht gehen.

Vielen Dank!

von Old P. (Gast)


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OP-was?
OP-Saal, OP-Verstärker, OP-Schwester...?

Old-Papa

von Hali H. (ratendix)


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Verstärker natürlich ^^

von Timo (Gast)


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owe..das manche mit so eine Frage schon an die Grenze komme..oder was 
soll so eine saublöde Frage was mit OP gemeint ist..

von Gerald R. (visitor)


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Hali H. schrieb:
> Hey,
>
> ich möchte eine Stromquelle entwerfen, die ein Wechselspannungssignal
> als Eingang bekommt und daraufhin den maximalen Ausgangsstrom auf einen
> bestimmten Wert begrenzen kann.

Soll das Aussgangssignal AC oder DC sein?
Welche Spannung soll maximal am Ausgang anliegen?

von Hali H. (ratendix)


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Auf jeden Fall proportional zum Eingangssignal AC. Über die 
Spannungshöhe hab ich mir jetzt keine Gedanken gemacht... hauptsächlich 
muss der Strom auf einen Wert begrenzbar sein

von Pandur S. (jetztnicht)


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Schreib oder Plotte doch einfach mal eine Funktion hin. Eingang nach 
Ausgang.

von Torben K. (tokuhila)


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Viel besser ein Bild vom Aufbau dann wissen alle was gemeint ist

von Hali H. (ratendix)


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Beispielsweise 1 Volt ppm Eingangssignal (Sinus) als Eingangssignal und 
Umsetzung in einer Stromquelle zu einem Wechselstrom mit maximalem Strom 
von 5 mA.

von Gerald R. (visitor)


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Um 1V auf 5mA zu begrenzen empfehle ich einen 200OHM Widerstand.

von Old P. (Gast)


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Hali H. schrieb:
> Verstärker natürlich ^^

War mir klar, doch dessen Abkürzung lautet bei uns in Old-Germany im 
Allgemeinen OPV. Noch sind wir nicht so arm dran, dass wir mit 
Buchstaben sparen müssen.
Klugschissmodus-OFF ;-)

Old-Papa

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Hali H. schrieb:
> 1 Volt ppm

Was ist das? 1 µV? ;-)

Hali H. schrieb:
> Rückkopplung über einen OP ist aufgrund meines Aufbaus eher schlecht, es
> sei denn man koppelt die Last nicht an den negativen Eingang. Das würde
> bei mir nicht gehen.

Diese Begründung, warum man das nicht mit einem Operationsverstärker
machen kann, habe ich überhaupt nicht verstanden. Deswegen ist es auch
schwierig, Alternativvorschläge zu machen.

Eine weiche Begrenzung geht, wie von Gerald vorgeschlagen, mit einem
einfachen Widerstand. Eine harte Begrenzung, die bei aureichend
niefrigem Spannungsabfall an der Last konstant die gewünschten 5 mA
liefert, erfordert in irgendeiner Form eine Regelung und damit einen
Regelverstärker. Und dafür ist nun einmal ein Operationsverstärker in
den meisten Fällen das Mittel der Wahl.

Old P. schrieb:
> Hali H. schrieb:
>> Verstärker natürlich ^^
>
> War mir klar, doch dessen Abkürzung lautet bei uns in Old-Germany im
> Allgemeinen OPV.

Wobei OPV mindestens genauso bescheuert ist :)

Nach den üblichen Regeln, wie Abkürzungen gebildet werden, wäre OV (oder
auch Op.-Verst. oder Op.-V.) richtig. OPV hingegen könnte bspw. die
Abkürzung für "Operationsphasenverstärker" sein, falls es so etwas gäbe.

: Bearbeitet durch Moderator
von Old P. (Gast)


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Yalu X. schrieb:

> Wobei OPV mindestens genauso bescheuert ist :)
>
> Nach den üblichen Regeln, wie Abkürzungen gebildet werden, wäre OV (oder
> auch Op.-Verst. oder Op.-V.) richtig. OPV hingegen könnte bspw. die
> Abkürzung für "Operationsphasenverstärker" sein, falls es so etwas gäbe.

Wobei ich OPV bisher in aller (deutschen) Literatur die mir vorliegt 
fast immer gelesen habe, die anderen Abkürzungen nie ;-)
Eventuell noch OP-Amp...

Wenn ich in einem Kochforum schreibe, dann ist Butter auch nicht But ;-)

Old-Papa

von ths (Gast)


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Bloss nicht eine Schippe als Schaufel bezeichnen!

von Volle (Gast)


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eigentlich willst du keine Stormquelle sondern einen Verstärker mit 
Strombegrenzung.  (eine Quelle hat keinen Eingang)
Aber ohne Verwendung eines Operationsverstärkers.

Dann baue deinen Verstärker halt diskret auf.
Es ist weder einfacher noch kleiner aber machbar.

von MaWin (Gast)


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Hali H. schrieb:
> Hey,
>
> ich möchte eine Stromquelle entwerfen, die ein Wechselspannungssignal
> als Eingang bekommt und daraufhin den maximalen Ausgangsstrom auf einen
> bestimmten Wert begrenzen kann. Ströme liegen im mA Bereich.
> Der Lastwiderstand ist veränderlich, deswegen muss der Strom begrenzt
> werden können.
> Rückkopplung über einen OP ist aufgrund meines Aufbaus eher schlecht, es
> sei denn man koppelt die Last nicht an den negativen Eingang. Das würde
> bei mir nicht gehen.
>
> Vielen Dank!

Hali H. schrieb:
> Beispielsweise 1 Volt ppm Eingangssignal (Sinus) als
> Eingangssignal und
> Umsetzung in einer Stromquelle zu einem Wechselstrom mit maximalem Strom
> von 5 mA.

Oje oje, was sich Leute heutzutage alles wünschen...

Dir ist klar, daß das Sinussignal, wenn der Strom 5mA erreicht, 
abgeplattet wird, weil die Spannung dann nicht mehr weiter steigen kann 
?

Dir ist klar, daß jede Schaltung, die den Strom misst, auch zu einem 
Spannungsverlust führt, aus 1Vpp also vielleicht 0.9Vpp werden ?

Dir ist klar, daß es keine Schaltung gibt die einfacher als ein OpAmp 
ist und weniger Bauteile benötigt ?

Dir ist klar, daß jede Schaltung, die den Strom ohne grösseren 
Spannungsabfall begrenzen soll, eine eigene Versorgungspannung benötigt 
?

Wahrscheinlich ist dir das alles nicht klar.

Die einfachste Lösung dürfte der http://www.linear.com/product/LT1970 
sein, auch wenn er etwas leistungsfähiger ist.

von Felsentreu (Gast)


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Hi,
Hali H. schrieb:
> ich möchte eine Stromquelle entwerfen, die ein Wechselspannungssignal
> als Eingang bekommt und daraufhin den maximalen Ausgangsstrom auf einen
> bestimmten Wert begrenzen kann.

Brauchst du jetzt eine gesteuerte Stromquelle oder nur eine 
Strombegrenzung?

Wenn es nur um eine Strombegrenzung geht und Übernahmeverzerrungen nicht 
stören, reicht eine Diodenbrücke und eine Stromquelle.

Grüße

von Hosenmatz (Gast)


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Kann es sein, dass der TO folgendes meint:

1. Eine Wechsel-Spannungsquelle mit elektrisch steuerbarer 
Strombegrenzung.
(Eine Stromquelle würde einen konstanten Strom in einem bestimmten 
Lastspannungsbereich liefern. Auch hätte es dann keinen Sinn von einem 
Maximalstrom zu schreiben).

2. Der Wert, auf den der Strom begrenzt ist, soll von der Höhe einer 
Wechselspannung abhängen.

Wie üblich fehlt wieder einmal die Angabe wozu das Ganze nützlich sein 
soll. Selbst wenn es faktisch keinen Unterschied macht, empfände ich das 
als höflich.

von MaWin (Gast)


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Felsentreu schrieb:
> Wenn es nur um eine Strombegrenzung geht und Übernahmeverzerrungen nicht
> stören, reicht eine Diodenbrücke und eine Stromquelle.

Er hat nur 1Vpp, also 0.35Veff.

von Hali H. (ratendix)


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LT3092 Im Prinzip such ich sowas :)
Allerding hat dieses Teil ein Nachteil,
es überträgt nur die positiven Anteile des Eingangssignal....

von ralf (Gast)


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So könnte eine bipolare Strombegrenzung aussehen.

von Sudoer (Gast)


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ralf schrieb:
> So könnte eine bipolare Strombegrenzung aussehen.

Funktioniert die auch bei kleineren Spannungen als 5V?
Weil:

MaWin schrieb:
> Er hat nur 1Vpp, also 0.35Veff.

von Hali H. (ratendix)


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Zur Not könnte man das zarte "Pflänzchen" (erzeugt durch ein DDS-IC) 
über ein nicht invertierenden Verstäker auf den entsprechenden Pegel 
bringen

von ralf (Gast)


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Ja der Strom ist auch bei kleinerer Spannungen niemals größer als 1,1mA. 
Bei sehr kleinen Spannungen verhält sich die Schaltung wie ein 680Ohm 
Widerstand.

von Hali H. (ratendix)


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Allerdings geht bei der bipolaren Strombegrenzung durch die Transistoren 
die Sinusform dahin..
aber da muss ich mir erst selbst überlegen, ob das für meine Anwendung 
schlecht ist oder nicht

von Hosenmatz (Gast)


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Hali H. schrieb:
> [...]
> aber da muss ich mir erst selbst überlegen, ob das für meine Anwendung
> schlecht ist oder nicht

Es ist bewährte Praxis, dass man sich ERST MAL überlegt, was man 
benötigt und DANN eine Lösung dafür entwirft.

Das würde auch uns helfen, Dir zu helfen.

Du wirbelst da munter Begriffe durcheinander und keiner weiß, um was es 
Dir eigentlich geht. Auf einmal wieder eine Stromquelle, dann wieder 
eine Strom-Begrenzung - was denn nun? Das sind zwei völlig verschiedene 
Dinge.

von Christian L. (cyan)


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Geht es immer noch um die Impedanzmessung?
Beitrag "Impedanzmessung"

Verrate doch endlich mal, was du genau vor hast.

von Hali H. (ratendix)


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Ich sage euch was ich genau brauche:
Ich brauche einen Aufbau,wo der Ausgangsstrom dem 
Eingangsspannungssignal so gut es geht vom Verlauf her folgt und durch 
eine Stromobergrenze von z.B. 5 mA begrenzt werden kann.
Wenn dabei zwangsweise der Sinusverlauf am Ausgang verfälscht wird, ist 
das nicht weiter schlimm. Die Obergrenze einzuhalten ist wichtiger.
Ich hoffe es ist jetzt etwas klarer.

von ralf (Gast)


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Was ist genau deine Signalquelle?

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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Hali H. schrieb:
> LT3092 Im Prinzip such ich sowas :)

Dann nimm das doch einfach her ...

Zwischen Spannungsquelle und Input-Pin einen C einbauen, nach dem C 
einen Spannungsteiler auf 1/2 Betriebsspannung schon schon bewegt sich 
dein Sinus-Signal zwischen 0V und Vpp und nicht mehr zwischen -Vp und 
+Vp

von MaWin (Gast)


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Hali H. schrieb:
> ch sage euch was ich genau brauche:

Wie gnädig.

> Ich brauche einen Aufbau,wo der Ausgangsstrom dem
> Eingangsspannungssignal so gut es geht vom Verlauf her folgt

Na dann hast du doch sowieso schon eine spannungsgesteuerte Stromquelle, 
z.B.
1
Signal --|+\
2
         |  >--Last--+
3
      +--|-/         |
4
      |              |
5
      +--------------+
6
                     |
7
                   Shunt
8
                     |
9
                    GND
Damit reduziert sich das Problem darauf, die Maximalspannung des Signal 
zu begrenzen, was den Vorteil hat, ausserhalb des Laststromkreises zu 
sein.

Man kann sich also die Spannungshöhe aussuchen, z.B. 5V.

> und durch
> eine Stromobergrenze von z.B. 5 mA begrenzt werden kann.

von Hali H. (ratendix)


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Ich hab mich jetzt für eine Stromquelle entschieden (OPV).
Allerdings weiß ich nicht, wie ich die dimensionieren soll.
Spice macht nur Mist, bzw nicht das was ich mir errechnet habe.
Zum Beispiel Eingangssignal: 0-0.6V Sinus, Ausgangsstrom sollen bspw 
0-1mA Sinus sein...
Es gilt: I2= U1/R1 für R3= R2-R1 und der Ausgangsstrom I2 soll 
unabhängig von dem Lastwiderstand sein.

von Old P. (Gast)


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Hali H. schrieb:
> Ich hab mich jetzt für eine Stromquelle entschieden (OPV).
> Allerdings weiß ich nicht, wie ich die dimensionieren soll.
> Spice macht nur Mist, bzw nicht das was ich mir errechnet habe.
> Zum Beispiel Eingangssignal: 0-0.6V Sinus, Ausgangsstrom sollen bspw
> 0-1mA Sinus sein...
> Es gilt: I2= U1/R1 für R3= R2-R1 und der Ausgangsstrom I2 soll
> unabhängig von dem Lastwiderstand sein.

Und wo ist nun die "lastunabhängige Stromquelle"?
Um lastunabhängig zu sein, brauchts eine gesteuerte Konstantstromquelle 
oder verhirne ich was falsch....?

Old-Papa

von S. K. (hauspapa)


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Hali H. schrieb:
> Spice macht nur Mist,

Zeig doch mal her. Als Bild und Simulationsdatei, wo Du es doch eh schon 
hast.

von Helmut S. (helmuts)


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Hallo,

ich habe mal eine Simulation für LTspice aufgesetzt und die 
Dimensionierunsgformel hinzugefügt.
Bei richtiger Dimensionierung wird der Strom im Lastwiderstand 
unabhängig vom Lastwiderstand. Natürlich hat eine aktive Schaltung ihre 
Grenzen da die Opamps nur eine endliche Bandbreite haben.

Gruß
Helmut

LTspice ist ein kostenloses SPICE-Programm von www.linear.com

von Hali H. (ratendix)


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Vielen Dank! Ich werde selbst in LTSpice noch etwas simulieren aber das 
schaut schon sehr gut aus!

von Hali H. (ratendix)


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Nochmal eine Frage:
Bei diesen beiden Stromquellen sollen die Lastströme gegenphasig 
verlaufen (machen sie auch) und es soll so ein konstanter Strom von 5 mA 
fließen.
Eingangssignal ist Sinus (0- 0.6 Volt).
Also quasi wenn ein Ausgangsstrom auf 5 mA ist soll der andere auf 0 
sein und so weiter...
Aktuell fließt immer 0 mA Strom. also der eine Laststrom ist auf 5 mA 
und der andere dann zeitgleich auf -5 mA. Gibt es ein Trick dass beide 
sich im Bereich von 0-5 mA gegenphasig bewegen? ich nutze die Schaltung 
von Howland.


Bitte die rechte Schaltung nehmen, da ist Rlast richtig gelabelt!
Vielen Dank!

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Hali H. schrieb:

> ich nutze die Schaltung von Howland.

Howland-Stromquellen gelten als potentiell schwinganfällig.
Dagegen kann man sich auch mit Simulation nicht schützen.
Man sollte also etwas Sorgfalt auf korrektem Aufbau legen.

von Helmut S. (helmuts)


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Die Widerstände waren falsch dimensioniert. Beachte den Extrawiderstand 
von 240Ohm. Nur damit wird es eine ideale Stromquelle.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Harald W. schrieb:
> Howland-Stromquellen gelten als potentiell schwinganfällig.

Ist das wirklich so, und wenn ja, warum?

Die Howland-Stromquellen haben schon ein paar Nachteile, aber dass sie
bei korrekter Dimensionierung schwinganfälliger sein sollen als andere
Opamp-Schaltungen, kann ich mir jetzt nicht so richtig erklären.

von Helmut S. (helmuts)


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Wenn man eine Spule als Last hat, dann kann kann es schon Proleme geben. 
Mit R und C als Last gibt es keine Probleme.

: Bearbeitet durch User
von Hali H. (ratendix)


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Ich hab grad ein Denkfehler oder sonst was aber es fließt doch dann in 
einem gemeinsamen Verbraucher kein Strom? Weil sich die beiden 
Stromquellen kompensieren oder? Deswegen hätte ich es gerne wenn die 
beiden komplimentär im Bereich von 0-5mA arbeiten würden... Wenn das 
überhaupt geht.

von Helmut S. (helmuts)


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Warum sollen denn beide Stromquellen auf den selben Verbraucher gehen? 
Das macht doch gar keinen Sinn.

Vielleicht solltest du mal eine Skizze machen wie der Stromverlauf der 
beiden Stromquellen aussehen soll.

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