Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Konstantstromquelle und µC


von ppc (Gast)


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Ich möchte eine simple KSQ (keine besonderen Genauigkeitsanforderungen) 
über einen µC steuern, d.h. den Strom einstellbar machen und 
gleichzeitig die Möglichkeit haben, diesen eingeprägten Strom auch noch 
zu pulsen (PWM).

Gegeben ist ein µC mit DAC.

Meine Idee: einfache KSQ mit NPN-Transistor und Emitterwiderstand und 
Schwellspannung über den µC per DAC.

Der DAC kann max. 1mA liefern, die KSQ soll max. 100mA liefern können. 
Damit reicht wohl ein Feld-Wald-Wiesen-NPN mit Hfe > x00.

Um den DAC etwas zu schützen, soll noch ein Basiswiderstand 1k 
dazwischen. Oder soll ich auf diesen Angstwiderstand verzichten?

Den tatsächlichen Strom wollte ich über den Emitterwiderstand der 
ADC-Messung ermitteln.

Das Pulsen wollte ich durch on/off des DAC erreichen (oder einen MosFet 
unter den Emitterwiderstand?).

Das ganze soll möglichst simple aufgebaut sein.

Irgendwelche weiteren Ideen? Auf ein Schaltbild habe ich verzichtet, 
weil die Aufbauidee wohl hinreichend klar ist.

Danke!

von MaWin (Gast)


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ppc schrieb:
> Den tatsächlichen Strom wollte ich über den Emitterwiderstand der
> ADC-Messung ermitteln.

Ok, dann weisst du, wie warm der NPN ist.

> Das Pulsen wollte ich durch on/off des DAC erreichen

Ok.

ppc schrieb:
> Oder soll ich auf diesen Angstwiderstand verzichten?

Ich würde verzichten.

von Stefan F. (Gast)


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ppc schrieb:
> Auf ein Schaltbild habe ich verzichtet,
> weil die Aufbauidee wohl hinreichend klar ist.

Das sehe ich anders. Die Sprache der Elektronik ist der Schaltplan.

Deine Worte muss ich erst einmal in eine Zeichnung umsetzen und dabei 
ist mir aufgefallen, dass viel zu viele Punkte offen gelassen wurden.

von ppc (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Deine Worte muss ich erst einmal in eine Zeichnung umsetzen und dabei
> ist mir aufgefallen, dass viel zu viele Punkte offen gelassen wurden.

Na denn:
1
                        V+
2
                        |
3
                        |
4
                       Last
5
                        |
6
                        | C
7
                     B|/  
8
DAC >---------|==|----|
9
               1k     |\
10
                        | E
11
                        |
12
ADC <-------------------+
13
                        |
14
                        -
15
                        = 10R
16
                        -
17
                        |
18
                       --- Gnd

von Stefan F. (Gast)


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ppc schrieb:
> Na denn

Ich denke, dass es so funktionieren kann

von ppc (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> dass viel zu viele Punkte offen gelassen wurden.

Und welche der vielen Punkte hatte ich jetzt offen gelassen ...??

von Stefan F. (Gast)


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ppc schrieb:
> Und welche der vielen Punkte hatte ich jetzt offen gelassen ...??

Nach dem Schaltplan habe ich genug Infos, deswegen habe ich Dir bereits 
geantwortet.

von Elliot (Gast)


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ppc schrieb:
> Und welche der vielen Punkte hatte ich jetzt offen gelassen ...??

Z.B. die Höhe der V+, und wie die zustande kommt. Wenn die recht hoch 
ist und irgendwie rangeschaltet wird, kann über die 
Rückwirkungskapazität des npn der µC zerschossen werden. In dem Fall 
wäre der "Angstwiderstand" lebenswichtig.

von ppc (Gast)


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Elliot schrieb:
> Z.B. die Höhe der V+,

max. 18V

Kann zu einem beliebigen Zeitpunkt an/abgeschaltet werden (mech. 
Kontakt).

von Stefan F. (Gast)


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ppc schrieb:
> Kann zu einem beliebigen Zeitpunkt an/abgeschaltet werden (mech.
> Kontakt).

Dann ist der Widerstand vor der Basis wichtig, denn im Leerlauf würde 
deine Konstantstromquelle sonst die gesamten 100mA aus dem 
Mikrocontroller ziehen wollen da der Transistor am Kollektor keine 
Quelle für seine Stromverstärkung hat.

von Wolfgang (Gast)


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ppc schrieb:
> Der DAC kann max. 1mA liefern, die KSQ soll max. 100mA liefern können.
> Damit reicht wohl ein Feld-Wald-Wiesen-NPN mit Hfe > x00.

ppc schrieb:
> Elliot schrieb:
>> Z.B. die Höhe der V+,
>
> max. 18V

Dann guck schon mal, welcher Feld-Wald-und-Wiesen-NPN mal so eben bis zu 
1.7W Verlustleistung weg steckt.

von Teo D. (teoderix)


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BD249.... (Jetz aber schnell wech hier. bb...)

von Joachim B. (jar)


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Wolfgang schrieb:
> welcher Feld-Wald-und-Wiesen-NPN mal so eben bis zu
> 1.7W Verlustleistung weg steckt.
Teo D. schrieb:
> BD249.... (Jetz aber schnell wech hier. bb...)

oder 2N3055 oder MJE13005

: Bearbeitet durch User
von Manfred (Gast)


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ppc schrieb:
> Gegeben ist ein µC mit DAC.

Für meinen Akkutester habe ich einen N-FET IRF540 verwendet. Abhängig 
von dessen Exemplarstreuung lässt der sich zwischen 3,5 und 4 Volt UGS 
gutmütig steuern.

In meinem Aufbau ist es ein ein AT328 mit nachgeschaltetem MCP4725, 
einem 12Bit-A/D an 5 Volt.

Zu überlegen ist, ob man mit dem Stellbereich / der Auflösung zurecht 
kommt, für Deine 0..100mA würde ich nur knapp 10% des A/D ausnutzen. Na 
gut, sagen wir mal 400 Schrite sind nutzbar, damit kann ich den Strom 
auf 0,5 mA genau setzen, genügt mir.

Wenn Du einen NPN einsetzt, sieht das auch nicht besser aus - da spielt 
die Musik ja irgendwo um 0,5..0,7 Volt UBE.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Hier mal mit OpAmp. Steuereingang ist 0-5V, Ausgang ist 0-20mA. Wer R3 
anpasst, kann auch andere Ströme rausziehen.

: Bearbeitet durch User
von ppc (Gast)


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Manfred schrieb:
> Zu überlegen ist, ob man mit dem Stellbereich / der Auflösung zurecht
> kommt, für Deine 0..100mA würde ich nur knapp 10% des A/D ausnutzen.

Nicht alle µC auf dieser Welt sind m328 ;-) Es gibt auch welche mit 
eingebauten OpAmps als Verstärker bzw. einstellbarer VRef.

Teo D. schrieb:
> BD249.... (Jetz aber schnell wech hier. bb...)

Ich nehme einen im SOT-223 mit Hfe > 400, der hat dann 70°/W. 1W will 
ich ihm max. zumuten. Muss er alles verbraten, kann ich noch 50mA 
erreichen. Muss er nur 10V verbraten, komme ich auf die 100mA. Das ist 
auch i.O., denn der normale Bereich wird so um 20-40mA liegen. Die 
Verlustleistung werde ich auch ermitteln (Messung Uce), und damit kann 
ich unter 1W regeln.

von Wolfgang (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> oder 2N3055 ...

Den Basisstrom dafür wird der DAC nicht liefern können ;-)

von Wolfgang (Gast)


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ppc schrieb:
> Ich nehme einen im SOT-223 mit Hfe > 400, der hat dann 70°/W. 1W will
> ich ihm max. zumuten.

Das ist nicht nur Sache des Transistors, sondern genauso Sache deines 
Platinenlayouts und deines Aufbaus.

von Wolfgang (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Ich denke, dass es so funktionieren kann

Schön ist das nicht, weil es keine Stromregelung ist, sondern der Strom 
um die Spannung über der temperaturabhängigen BE-Stecke gegenüber dem 
Sollwert aus dem DAC verfälscht wird.

von Stefan F. (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Schön ist das nicht

"Schön" hat er nicht gefordert, sondern es sollte möglichst primitiv 
sein.

Und da er den Transistor in seinem Schaltplan nicht benannt hat, dann 
auch noch einen dummen Spruch nachgereicht hat

> Und welche der vielen Punkte hatte ich jetzt offen gelassen ...??

habe ich ehrlich gesagt mehr Lust, ihn mit Ansage feste vor die Pumpe 
rennen zu lassen, als mich für weitere gut gemeinte Bedenken auch noch 
beschimpfen zu lassen.

von jeder gast (Gast)


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dann spar die doch eifnch deinen Kommentar...

von Mw E. (Firma: fritzler-avr.de) (fritzler)


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Wolfgang schrieb:
> Schön ist das nicht, weil es keine Stromregelung ist, sondern der Strom
> um die Spannung über der temperaturabhängigen BE-Stecke gegenüber dem
> Sollwert aus dem DAC verfälscht wird.

Den Regler brauchts dann eben in Software.
Der ADC+Shunt zum Rücklesen ist ja vorhanden.

von ppc (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Schön ist das nicht, weil es keine Stromregelung ist, sondern der Strom
> um die Spannung über der temperaturabhängigen BE-Stecke gegenüber dem
> Sollwert aus dem DAC verfälscht wird.

Es hat die gleiche Güte wie einfache KSQ mit Diode / Led als 
Spannungsreferenz an der Basis. Mehr war nicht gefordert.

von ppc (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Und da er den Transistor in seinem Schaltplan nicht benannt hat, dann
> auch noch einen dummen Spruch nachgereicht hat

Die ausschlaggebenden Daten waren genannt.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> habe ich ehrlich gesagt mehr Lust, ihn mit Ansage feste vor die Pumpe
> rennen zu lassen, als mich für weitere gut gemeinte Bedenken auch noch
> beschimpfen zu lassen.

Nett von Dir.

Allerdings hast Du immer noch nicht gesagt, was Du vermisst hattest ...

von ppc (Gast)


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Mw E. schrieb:
> Den Regler brauchts dann eben in Software.

Der ist doch da über den Emitterwiderstand wie bei den einfachen KSQ mit 
Transistor und Diode auch. Also, Leute, locker bleiben. Mehr war nicht 
gefordert.

von Wolfgang (Gast)


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ppc schrieb:
> Der ist doch da über den Emitterwiderstand wie bei den einfachen KSQ mit
> Transistor und Diode auch.

Nein, das liefert allenfalls eine Stromstabilisierung, aber U_BE und 
deren Temperaturgang wirst du in Software kompensieren müssen.
Ohne diese Maßnahme ist es keine vernünftige Stromregelung, weil die 
Abweichung zwischen tatsächlich fließendem Strom und Sollstrom nur 
teilweise als Korrektur in die Ansteuerung ein geht.

von ppc (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> ppc schrieb:
>> Der ist doch da über den Emitterwiderstand wie bei den einfachen KSQ mit
>> Transistor und Diode auch.
>
> Nein, das liefert allenfalls eine Stromstabilisierung, aber U_BE und
> deren Temperaturgang wirst du in Software kompensieren müssen.
> Ohne diese Maßnahme ist es keine vernünftige Stromregelung, weil die
> Abweichung zwischen tatsächlich fließendem Strom und Sollstrom nur
> teilweise als Korrektur in die Ansteuerung ein geht.

Ja ja, aber mehr wollte ich auch gar nicht ... s.o.

von Stefan F. (Gast)


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ppc schrieb:
> Allerdings hast Du immer noch nicht gesagt, was Du vermisst hattest ...

Da sind mir andere bereits zuvor gekommen. Lies die Antworten anstatt 
mich in die Ecke zu drängen.

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