Versorgungsspannungsunabhängige Konstanstromquelle

N. schrieb:
> Da Baugröße und Temperaturstabilität für mich ebenfalls relevant sind,
> sieht mein derzeitiger Plan vor, die Stromquelle klassisch mit OPV,
> Referenzspannung und Transistor zu realisieren. Allerdings bin ich
> hierbei auf das Problem gestoßen, dass die sinkende Spannung den
> Stromwert ändert.
>
> Hat jemand eine Idee bzw. einen Schaltungsvorschlag?

Im Prinzip st die Schaltung schon richtig.
Wenn sie nicht so tut wie sie soll, kann das an der Dimensionierung und 
den verwendeten Bauteilen liegen.
Daher die Fragen:
- welche Referenzspannung hast du?
- welchen OpAmp hast du?
- was ist die minimale Spannung von Uv?
- wie groß ist IL?
- was ist der Maximalwert von RL?
- eventuell kann die Schaltung auch schwingen. Siehe dazu 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Operationsverst.C3.A4rker_und_Transistor

N. schrieb:
> Ich versuche gerade, eine 300µA - Konstantstromquelle zu entwerfen.

Wie genau muss es denn sein ?

10% oder 0.01% ?

Hast du nicht schon in deiner Schaltung etwas, was die nötige Stabilität 
hat, eine Referenzspannng odper so ?

300uA sind so wenig, da muss man keinen OpAmp mit einem Trannsistor 
verstärken, das kann der OpAmp direkt.

Aber vielleicht tut es ja schon eine REF200.

Oder sogar eine S-301T
http://www.semitec.co.jp/uploads/english/sites/2/2017/03/P22-23-CRD.pdf

N. schrieb:
> Ich versuche gerade, eine 300µA - Konstantstromquelle zu entwerfen.
> Die Herausforderung dabei liegt, dass die Versorgungsspannung der
> gesamten Schaltung von einer Batterie bereitgestellt wird und bei 3.3V
> liegt. Da die Spannung aber relativ schnell abnimmt, muss ich irgendwie
> eine Kompensation vornehmen.

Ähh. Nein. Im Prinzip wäre die Schaltung ok. Die "Kompensation" der 
schwankenden Betriebsspannung macht die Referenzspannungsquelle. Wenn 
sie es denn macht. Eine Z-Diode wie gezeigt, ist aber eine lausige 
Referenzspannungsquelle.

> Da Baugröße und Temperaturstabilität für mich ebenfalls relevant sind,
> sieht mein derzeitiger Plan vor, die Stromquelle klassisch mit OPV,
> Referenzspannung und Transistor zu realisieren.

Bei 300µA kannst du den Transistor weglassen, das kann der OPV auch 
alleine liefern. Das verringert auch gleich noch das Problem, das du mit 
der Aussteuerbarkeit bekommst.

Für eine zweckmäßige Dimensionierung müßtes du halt mal sagen was das 
für eine Last ist. Bzw. genauer gesagt: welche Spannung deine Last 
braucht, damit die 300µA auch fließen. Und dann noch, bis zu welcher 
Spannung runter das funktionieren soll.

Mal ein Beispiel: die Last brauche 1.2V bei 300µA. Die minimale 
Betriebsspannung soll 2.0V sein. Der OPV kommt mit seinem Ausgang bis 
auf 0.5V an die positive Rail. Dann bleiben nur noch (2.0 - 0.5 - 1.2)V 
= 0.3V für den Spannungsabfall am Shunt. Der Shunt wäre mit 1.0kΩ zu 
dimensionieren und die Referenzspannungsquelle müßte 0.3V liefern. Das 
könnte man dann z.B. mit einer Bandgap-Referenz für 1.23V und 
nachgeschaltetem Spannungsteiler erreichen.

In der Schaltung mit dem Transistor wäre das gar nicht möglich, weil 
dann noch die ~0.7V U_be des Transistors gebraucht würden. Bei gleicher 
Auslegung von Shunt und Referenz würde das unterhalb von 2.7V 
Batteriespannung nicht mehr funktionieren.

Ich bin sehr froh mit die IDACs (sink oder source) stromquellen die im 
PSOC5lp prozessor eingebaut sind. Veilleicht auch fuer dich eine option 
?

Oder ein current source basiert auf ein Switched Capacitor Block 
(LTC6943)

HildeK schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Der OPV kommt mit seinem Ausgang bis
>> auf 0.5V an die positive Rail.
>
> Nach dem TI-Datenblatt bei 10k Last (=500µA) bis auf 20mV w.c. (typ.
> 10mV) an beide Rails.

Wie ich in meinem Post darüber schrieb: das ist ein Beispiel wie man 
es dimensionieren könnte. Natürlich mit beispielhaften Werten der 
verwendeten Bauteile.

> Zumindest ist der OPA schon mal die richtige Wahl.

Ich bezweifle, daß der TE den OPV bewußt ausgewählt hat. Es war wohl nur 
der erste, den er in PSpice gefunden hat. Bei der gewählten Referenz ist 
es ja offensichtlich, daß da keine Überlegung im Spiel war (eine 2.5V 
Referenz zum Betrieb an einer 3V Batterie?)

Wenn man mit der geringen Teperaturdrift der JFets leben kann, ist das 
eine elegante Lösung. Obwohl die Dinger nicht mehr leicht zu kriegen 
sind! (Digikey z.B. führt die als obsolet). Eine sehr gute Lösung ist 
auf jeden Fall die Bipo-Version. Und nur zum grundsätzlichen 
Verständnis: eine Stromquelle ist - in gewissen Grenzen - immer 
unabhängig von der Versorgungsspannung...richtige Dimensionierung 
vorausgesetzt :-)
Gruß Rainer

Die ganzen Stromquellenschaltungen ohne Opamp sind doch nur Schätzeisen. 
Wenn es genau sein soll, dann kommt man nicht um eine Schaltng mit Opamp 
herum. Hinzu kommt hier noch die Anforderung der kleinen 
Versorgungsspannung. Da will man maximal 1V für die Stromquelle 
reservieren. Die verbleibende Spannung benötigt man als Spannungsbereich 
für die Last.

Deshalb hier ganz klar direkt nur den Opamp mit z. B. 0,625V 
Vergleichsspannung verwenden. Dazu benötigt man noch eine 1,25V Referenz 
plus Spannungsteiler. Den Transistor kann man weglassen da nur 0,3mA 
benötigt werden.

Dieter schrieb:
> Nimm eine 2.4V ZD BZX55 und Ersetze den Vorwiderstand durch die
> FET-Konstantstromquelle. Dann wird es genau genug.

Uff, kennst du N. persönlich ?

Hier hat er sich ja nicht wieder gemeldet um zu sagen wie genau für ihn 
genau genug sein soll. Wahrscheinlich akute Antwortfaulheit bei 
Rückfragen, wie so oft.

Seinem Schaltplan SIM.JPG nach zu urteilen geht es aber bloss wieder um 
LED, es ist also völlig egal wie viel Strom fliesst, 10% sind da nix, 
insofern kann sogar deine unsäglich schlechte Lösung passen.

Es gäbe natürlich auch fertige LED Konstantstromtreiber wie PAM2808.
Ist ihm vermulich zu klein.