Hallo, siehe Titel: ist es möglich, eine Stromquelle zu bauen, die für einen Widerstandsbereich des Verbrauchers von 3,7…4,3Ω 1A ausgibt, und die mit einem handelsüblichen Steckernetzteil mit 5V/2A versorgt werden kann? Wenn 1A zu hoch gegriffen sein sollte, wären 800mA auch in Ordnung; tiefer sollte es allerdings nicht gehen. Sehr elegant wäre es, wenn die Spannung auf ~4,5V begrenzt werden könnte, 4,3V wären auch noch okay – tiefer sollte es hier wiederum nicht gehen. Die Salami dazu am Stück: ich habe gerade ein Experiment mit einer Elektrolyse laufen. Das wird derzeit von einem Labornetzteil versorgt, bei dem besagte 1A eingestellt sind. Die Spannung steigt dabei im Verlauf einer Woche von anfangs 3,7V auf 4,3V; anschließend ist’s im Grunde fertig, daher die Eckdaten. Dieses Labornetzteil ist für den Job nun vollkommen überdimensioniert, weswegen ich es gerne durch eines dieser 5V-Steckernetzteile ersetzen würde, die hier wie Sand im Sandkasten rumliegen. Da die Umgebung innerhalb des Reaktionsbereichs recht korrosiv ist, kann es passieren, dass der Übergangswiderstand an den Elektroden schnell ansteigt – in dem Fall wäre es schön, wenn das Konstrukt sich nicht komplett abschalten würde, sondern weiterhin ~4,5V anlägen; anderenfalls finge die Kathode recht schnell zu oxidieren an, was dann wieder aufwendige Reinigungsarbeiten nach sich zieht. Leistungstechnisch sollte es ja kein großes Problem sein, einen Verbraucher mit max. 4½W von einem 10W-Netzteil versorgen zu lassen, allerdings habe ich nichts finden können, das bei der geringen Differenz von 0,7V zwischen Ein- und maximaler Ausgangsspannung nutzbar wäre – gibt es da (verhältnismäßig einfache) Möglichkeiten, oder sollte ich lieber eines der zwar nicht ganz so zahlreich hier rumliegenden, aber immer noch ausreichend vorhandenen 12V/2A-Festplattennetzteile hernehmen, und auf eine der etablierten Schaltungen setzen? Bevor’s jemand reinwirft: ja, einfach eine Stromquelle mit den passenden Parametern zu kaufen, wäre sicher die vernünftigste Variante. Ich würde aber auch gerne etwas dabei lernen. Danke für’s Lesen, Jack
Warum sollte es nicht gehen?
Da hast kannst du es lernen: https://kompendium.infotip.de/konstantstromquelle.html Die Variante mit zwei Transistoren hat etwa 0,6 bis 1,5 Volt Verlustspannung. Mit OP-Amp kommt man noch weiter runter.
Das könnte aus dem Bauch geschätzt mit TL431, LM358 und IRF3708 gerade noch so hinkommen, vielleicht rechne ich es morgen mal durch.
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Hier eine mögliche Lösung. Im Leerlauf hat die Schaltung am Ausgang min. 4,9 Volt. Beim Erreichen von 1A fällt eine Dropspannung von etwa 0,4 Volt ab. Es bleiben also noch 4,6 Volt übrig. Im Kurzschlussfall (0 Volt) steigt der Strom nicht über 1A an. Der Strom ist einstellbar.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Da hast kannst du es lernen: > https://kompendium.infotip.de/konstantstromquelle.html Welche Nachteile hat ggf. Version3 mit 1 FET und 1 Widerstand
hicky (Gast) schrieb: >Stefan ⛄ F. schrieb: >> Da hast kannst du es lernen: >> https://kompendium.infotip.de/konstantstromquelle.html >Welche Nachteile hat ggf. Version3 mit 1 FET und 1 Widerstand Einen zu großen Spannungsabfall (Dropspannung), und ungenau, und temperaturabhängig.
Ansonsten baue einfach die Schaltung nach: https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle Bild: Konstantstromquelle mit OPV und N-Kanal-MOSFET Bei I_Soll musste eine Spannun von 0,1V haben, damit der OPV diese Spannung dann auch über dem R2 auf 0,1V (=1A) regelt. R2=0,1Ohm paßt zufällig genau für Deinen Zweck. Diese Referenzsspannung kannste mit einen Spannungsteiler aus der 5V gewinnen. R3 wäre dann Dein Elektrolysebad, was zwar "highside" liegt, aber normalerweise kein Problem ist, wenn Schaltung und Bad "erdfrei" sind. Die Kombination aus LM358 und IRF530 ist zwar bei 5V vermutlich ungünstig, so daß man da wohl was anderes wählen sollt (OPV mit R2R-Fahigkeiten (RailToRail) des Output gegen +, des Eingangs gegen -, und Mosfet lieber ein LL-Typ (LowLevel). Und wie immer mit Abblock-C in die Betriebsspannung am OPV. Die 5W Maximalleistung im Analogbetrieb kann jeder Mosfet, der paar Ampere verträgt, auch wenn er sich explizit Schalttransistor nennen sollte. Und wenn Du meinst, daß das Bad nicht highside arbeiten kann, dann baue die Schaltung eben "anders gepolt" auf (Mosfet dann P-Kanal mit Source oben, Last und Shunt vertauscht, Abgriff für Rückkopplng damit oben). Die R2R-Anforderungen sind dann eben auch andersherum. Über die max. 4,5V müsste man sich dann noch mal extra Gedanken machen. Aber wenn es nicht sonderlich genau sein muß, könnte man auch einfach eine passende Schottkydiode zur Spannungsvernichtung in den Drain des Mosfet hängen.
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Bei 5V geht die dort vorgeschlagene Schaltung FET: Beitrag "Re: Konstantstromquelle für Lichterkette mit Batterien" Den ganzen Thread zum Lesen: Beitrag "Konstantstromquelle für Lichterkette mit Batterien"
Danke für die Antworten, ich arbeite daran, meine Verständnislücken zu füllen. Die Varianten mit den BJ-Transistoren hatte ich verworfen, weil dort immer die Rede von 0,7V Spannungsabfall war – was, meinem bisherigen Verständnis nach, bei den 5V Ausgangsspannung eines Steckernetzteils keinen Strom von 1A mehr erlauben würde, sobald der Widerstand des Verbrauchers 4,3Ω überschreitet, und auch knapp darunter immer irgendwie im Grenzbereich arbeiten würde – oder habe ich da irgendwo noch ’nen Verständnisfehler? Derzeit arbeite ich die Defizite in der Benutzung mit LTspice auf – dort habe ich die Variante mit dem LM358 und dem MOSFET nachgebaut (nachdem es eine Weile gedauert hat, das Modell für den LM358 dort hineinzubekommen), aber so richtig kommt da noch nicht raus, was ich gerne hätte. Aber ich finde meinen Fehler schon noch … :)
Wenns auch ein Schaltregler sein darf: PT4115
Harry schrieb: > Wenns auch ein Schaltregler sein darf: PT4115 Der passt leider nicht zur Anforderung, dass die Eingangsspannung 5V betragen soll.
Ja hab grad noch mal geschaut: Eingangsspannung min. 6V :-( Aber probieren könnte man es mal. Oder einen SX1308 StepUp davor hängen. Quatsch gleich den SX1308 als StepUp-KSQ beschalten. Das sollte auf jeden Fall gehen.
Ne Blödsinn. Da Vout>Vin ist wird wohl die Spannung zu groß für 1A. Versuch macht kluch ;-)
Ich muss gestehen, dass ich lieber Abstand von solchen Konstrukten nehmen möchte. Einerseits müsste ich dafür noch wieder Kram kommen lassen, während ich die Teile für die OpAmp/MOSFET-Variante liegen habe, andererseits habe ich die Befürchtung, dass das Ganze bei Schaltreglern mit StepUp- und -Down und wasnichtalles einerseits erheblich zu ineffizient wird, und andererseits das, was da rauskommt, so wellig und mit Störungen behaftet ist, dass es im günstigsten Fall in der Elektrolysezelle selbst nochmal weniger effizient wird, im weniger günstigen Fall langsam die hauchdünne Platinschicht von der Anode löst (passiert, wenn die Spannung zu hoch wird, wenn etwa das ganze Konstrukt zu schwingen anfängt). Das Problem hier ist tatsächlich in erster Linie, dass bei 5V Eingangsspannung und gewünschten 1A Ausgang bei 3,8…4,3Ω nicht sehr viel Luft für allerhand Wandlereien ist. Die Werte sind auch der Grund, warum ich keine Stromquelle für LEDs nehmen kann: die haben bei dem gewünschten Strom in der Regel einen unpassenden Spannungsbereich – sonst hätte ich mir davon einfach ein Netzteil für <10€ kommen lassen.
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Jack V. schrieb: > weil dort immer die Rede von 0,7V Spannungsabfall war Das stimmt so aber nicht. Die Basis wirkt wie eine Diode, erst bei Erreichen der Schwellen-Spannung von ca 0,7V fließt dort ein Strom, den der Transistor verstärkt. Das sagt aber gar nichts darüber aus, wie viel Spannungsabfall du am Ausgang (zwischen Kollektor und Emitter) hast. Dieser hängt sehr stark vom Laststrom und Steuerstrom ab. Der Spannungsabfall beträgt im Idealfall annähernd null Volt, was durchaus real vorkommt. Zum Beispiel kann man Audiosignale (fast ganz) stumm schalten:
1 | 47 kΩ |
2 | Ausgang vom o-----[===]-----+-----------------o Zum Verstärker |
3 | Radio | |
4 | \| |
5 | BC548B |------o Mute-Signal vom Bedienfeld |
6 | </| |
7 | | |
8 | | |
9 | GND |
Das funktioniert sogar mit kleinen Wechselspannungen (wer es nicht glaubt: bitte ausprobieren). Bei den allermeisten bipolaren Transistoren in digital schaltenden Anwendungen ist der Spannungsabfall typischerweise kleiner als 1 Volt. Insofern sind die 0,7 V nicht völlig falsch. Es kann aber eben auch sehr viel weniger sein oder auch deutlich mehr. Siehe https://www.onsemi.com/pub/Collateral/BC546-D.PDF Figure 2 und Figure 3.
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Jack V. schrieb: > weil dort immer die Rede von 0,7V Spannungsabfall war Wenn du mit 0,2 Volt Dropspannung zufrieden bist (4,8 Volt Ausgangsspannung bei 1A), kannst du den 0R33 Widerstand durch einen 0R1 Widerstand ersetzen. Dann fallen 0,1 Volt am Widerstand ab und nochmal 0,1 Volt an der B-E-Strecke des Transistors, weil es ja ein PNP-Transistor ist und der Kollektor an der Last angeschlossen ist. Wahrscheinlich muss man dann aber noch den 100R und den 100R Trimmer noch weiter verkleinern, damit der Transistor auch bei einem Ampere noch vernünftig durchschaltet. Ein Darlington-Transistor kann hier nicht eingesetzt werden, weil dann wieder die Berühmten 0,7 Volt Dropspannung an der B-E-Strecke abfallen! Je kleiner der Emitterwiderstand um so temperaturunstabiler wird die Schaltung!
Es handelt sich dabei im Prinzip um einen Stromspiegel mit einstellbarem Übersetzungsverhältnis zwischen Diodenstrecke und Basis-Emitterstrecke.
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