Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Konstantstromquelle TL431


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von Erik (Gast)


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Hallo Leute,
ich versuche eine Konstantstromquelle zu bauen, welche eine 
Eingangsspannung von 3.3V bis 5V hat. Mein Ansatz war folgender wie im 
Anhang.
Die Stromquelle soll einen Strom von 150mA treiben.
Dementsprechen habe ich versucht die Bauteile zu dimensionieren. Leider 
scheitert es schon daran das der TL431 bei einer Eingangsspannung von 
3.3V nicht mal die 2,5V Ref. Spg. erzeugt, obwohl laut Datenblatt schon 
ein Strom von 0,5mA genügen würde.
Hat jemand von euch ein Tipp für mich.

LG Erik

: Verschoben durch Moderator
von Harald W. (wilhelms)


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Erik schrieb:

> Hat jemand von euch ein Tipp für mich.

Nimm ein anderes Referenzelement.

von HildeK (Gast)


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Erik schrieb:
> obwohl laut Datenblatt schon
> ein Strom von 0,5mA genügen würde.

Du lässt auch diesen Strom gar nicht durch den TL431 fließen, denn 
alleine der Spannungsteiler aus R4/R5/R6 geben nur 2.25V, ohne auch nur 
den Transistor zu berücksichtigen!
Abgesehen davon ist das keine gute Konstantstromquelle, weil du nur die 
Basisspannung konstant halten willst. Alle UBE-Einflüsse wirken direkt, 
z.B. die Temperatur.

Für die selbe Qualität würden zwei Silizium-Dioden statt R6 und ein 
angepasster R7 (≈4.7Ω) auch reichen. Den TL kannst du dir dann sparen 
...

von hinz (Gast)


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von Marek N. (Gast)


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Das ist doch ne Murx-Quelle, weil der Transistor nicht in der 
Gegenkopplung liegt und mit der Temperatur durch die Gegend schwimmt.

Im hier verlinkten Datenblatt zum ~~~> LM431 findet sich in Figure 14 
das richtige Schaltbild.

P.S. Es gibt auch Low-Voltage-Versionen des TL431, die auf 1,25 V 
regeln. An sonsten LM385 mit High-Side-Transistor: 
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm185-adj.pdf (Figure 30)

von hinz (Gast)


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Und der LM10 darf nicht unerwähnt bleiben.

von MaWin (Gast)


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Erik schrieb:
> Leider scheitert es schon daran das der TL431 bei einer
> Eingangsspannung von 3.3V nicht mal die 2,5V Ref. Spg. erzeugt

Du hast den TL431 nicht verstanden.

Als Stromregler müsste er mindestens 2.5V Spannungsabfall am shunt 
Strommesswiderstand haben, ist für 3.3V also ungeeignet.

Ein TLV431 wäre mit 1.25V besser.

Ein simpler Transistor (wie BCR321 verschaltet) braucht nur 0.7V regelt 
aber temperaturabhängig.

Ein LM10 regelt mit nur 0.2V am shunt, ist aber teuer.
1
         +---------+-- +3-7V
2
   LM10C |         |A
3
      +-----+     LED
4
   +--|1 7  |      |
5
   |  |    6|-----|< BC337
6
   +--|8    |      |E
7
   |  |    2|------+  
8
   +--|3 4  |      |
9
      +-----+    1.3R
10
         |         |
11
         +---------+--  Masse

Ein BF254 JFET (schafft keine 150mA) und ihm sind 3V eh zu wenig.

Spezielle Linearstromregler wie NSI50150 sind schwer beschaffbar.

Erik schrieb:
> Die Stromquelle soll einen Strom von 150mA treiben

Es wären in deiner Schaltung eh 3.4A (falls du den TL431 mit den 
800+280R nicht sowieso überlastet hättest).

von Roland L. (roland2)


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ein LM317 wäre auch noch eine Option. Wie genau muss es denn sein und 
wie hoch muss die maximale Ausgangsspannung sein?

von HildeK (Gast)


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Roland L. schrieb:
> ein LM317 wäre auch noch eine Option.

Nicht bei 3.3V Eingangsspannung!

von Erik (Gast)


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Roland L. schrieb:
> wie hoch muss die maximale Ausgangsspannung sein?

Die Ausgangsspannung muss nicht genau sein, jedoch sollte der Strom von 
150mA eine Genauigkeit von +-5mA besitzen.

von Mark S. (voltwide)


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Die entscheidende Frage lautet hier: Welches Spannungsgefälle muß 
mindestens über der Last stehen, damit die 150mA überhaupt fließen 
können?
Also, wieviel Spannungsgefälle steht für die Stromquelle zur Verfügung?

: Bearbeitet durch User
von Erik (Gast)


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Mark S. schrieb:
> Also, wieviel Spannungsgefälle steht für die Stromquelle zur Verfügung?

Es liegt 2,9V -3,1V an der Last an.

von Falk B. (falk)


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@ Erik (Gast)

>Die Ausgangsspannung muss nicht genau sein, jedoch sollte der Strom von
>150mA eine Genauigkeit von +-5mA besitzen.

Versuch nicht, das Rad neu zu erfinden, es gibt viele gute Schaltungen 
zum Thema Konstantstromquelle. Auch mit dem TL431, muss man nur aus 
dem richtigen Datenblatt übernehmen. Allerdings ist der TL431 eher 
ungünstig, denn der hat 2,5V Referenzspannung, das ist fast soviel wie 
über deiner (LED)Last abfällt. Nicht sonderlich effizient.

: Bearbeitet durch User
von Axel S. (a-za-z0-9)


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Erik schrieb:
> Mark S. schrieb:
>> Also, wieviel Spannungsgefälle steht für die Stromquelle zur Verfügung?
>
> Es liegt 2,9V -3,1V an der Last an.

Dann kannst du das weitgehend vergessen.

Bei nur 3.3V Betriebsspannung und bis zu 3.1V an der Last bleiben gerade 
mal 0.2V für das Regelelement und den Strom-Meßshunt. Das kann man - 
wenn man sportliche Herausforderungen mag - mit einem OPV, einem 
Leistungsmosfet und einem Shunt für 50 oder 100mV Nennspannung bauen. 
Aber praxistauglich ist das nur bedingt.

: Bearbeitet durch User
von Mark S. (voltwide)


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Meine Kristallkugel sagt mir dass da jemand mit 3,3V eine LED mit 150mA 
Konstantstrom betreiben will. Aber das ist natürlich streng geheim.
Und nahezu unpraktikabel.

von Erik (Gast)


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Danke für die Zahlreichen Antworten, ich habe mich schließlich für einen 
Festspannungsregler entschieden, scheint das einfachste zu sein.
"xc6206".

von Falk B. (falk)


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Von einer Konstantstromquelle zum Festspannungsregler? Leute gibt's . . 
.

von Harald W. (wilhelms)


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Erik schrieb:

> ich habe mich schließlich für einen
> Festspannungsregler entschieden,

Das heisst, Du brauchst keinen Konstantstrom,
sondern eine Konstantspannung? Warum hast Du
da nicht gleich nach einen Spannungsregler
gefragt?

von Marek N. (Gast)


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