KSQ mit Diode oder Transistor temperaturkompensieren?

[Jens (Gast)]

Ich möchte am Ende eine 1mA Konstantstromquelle mit SMD Bauteilen 
aufbauen. Versuche mit THT Bauteilen (Foto) haben ergeben, dass es egal 
ist, ob ich einen Stromspiegel mit einem zweiten Transistor Q2 baue, 
oder statt dessen einfach nur eine Diode D1 einsetze. In beiden Fällen 
ist die Schaltung jedenfalls einigermaßen temperaturstabil. Das habe ich 
mit Kältespray und einem Föhn getestet.

Ohne Diode D1 oder Transistor Q2 funktioniert die Schaltung zwar auch, 
ist dann aber natürlich nicht mehr temperaturstabil. Was ist jetzt 
besser, Diode D1 oder Transistor Q2?

[Jens (Gast)]

Hier noch die Schaltpläne:

Wie man sieht, kommen in beiden Fällen die gleichen Ergebnisse raus 
(siehe Tabelle).

[Elliot (Gast)]

Jens schrieb:
> Was ist jetzt besser, Diode D1 oder Transistor Q2?

An sich ist der Transistor besser, erst recht dann, wenn man 2 gleiche 
Typen hat und die thermische Kopplung gut ist (also Dualtransistor, 2 
auf einem Chip in einem Gehäuse). ABER, der TK hängt auch vom Strom ab, 
d.h. beide Zweige müssten für richtig gute Kompensation mit gleichem 
Strom betrieben werden.

[Achim H. (anymouse)]

Vermutlich läuft es aber aus dem Ruder, wenn der Transistor einen ganz 
andere Temperatur als der andere Halbleiter hat. Dann besser einen 
(Doppel-)Transistor verwenden.

"BC 807U E6327" könnte passen.

[Stefan F. (Gast)]

Man kann diese Transistoren leichter aneinander kleben, als Dioden in 
der gezeigten Bauform.

[Wolfgang (Gast)]

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Man kann diese Transistoren leichter aneinander kleben, als Dioden in
> der gezeigten Bauform.

Mit einem BCV61 ist nicht einmal das nötig.

[D. T. (tuxiuser)]

Wolfgang schrieb:
> Mit einem BCV61 ist nicht einmal das nötig.

Er braucht aber dann den BCV62. Sofern an der Schaltung nicht geändert 
wird.

Gruß
D. T.

[Stefan F. (Gast)]

D. T. schrieb:
> Er braucht aber dann den BCV62. Sofern an der Schaltung nicht geändert
> wird.

Und da lötet er dann Drahstummel dran oder wie?

[Wolfgang (Gast)]

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Und da lötet er dann Drahstummel dran oder wie?

Wenn man keine Lochrasterplatine hat, ist das eine Option - wenn auch 
etwas fummelig und ausgesprochen handhabungsempfindlich.

[D. T. (tuxiuser)]

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Und da lötet er dann Drahstummel dran oder wie?

Verstehe nicht was Du da schreibst.

Es werden die beiden BC807-40 (SMD) s. o. mit dem BCV62 ersetzt. 
Fertig...

Gruß
D. T.

[Stefan F. (Gast)]

D. T. schrieb:
> Verstehe nicht was Du da schreibst.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Man kann diese Transistoren leichter aneinander kleben, als Dioden in
> der gezeigten Bauform.

Dann scrollst du noch etwas höher und findest das Bild, das diese 
Transistoren zeigt. So war es gemeint.

[MaWin (Gast)]

Jens schrieb:
> Was ist jetzt besser, Diode D1 oder Transistor Q2?

Der Transistor,

aber dein 1mA ist nicht so besonders konstant.
Scheint dir aber zu teichen.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Man kann diese Transistoren leichter aneinander kleben, als Dioden
> in der gezeigten Bauform.

Nützt wenig.

Wolfgang schrieb:
> Mit einem BCV61 ist nicht einmal das nötig.

Nützt auch nix, das sind 2 Chips (NPN) in einem Gehäuse.

Ein CA3046 (NPN) hätte wenigstens die Transistoten auf einem Die.

So wie der BCR400 (PNP).

[D. T. (tuxiuser)]

MaWin schrieb:
> Wolfgang schrieb:
>> Mit einem BCV61 ist nicht einmal das nötig.
>
> Nützt auch nix, das sind 2 Chips (NPN) in einem Gehäuse.

Im DB steht unter Features and benefits
.
Matched pairs
.
Das sollte zu mindestens besser sein als zwei einzelne Transistoren.

Gruß
D. T.

[Jens (Gast)]

Jens schrieb:
> Ich möchte am Ende eine 1mA Konstantstromquelle mit SMD Bauteilen
> aufbauen.

Da ich sowieso alles in SMD aufbauen möchte, bietet sich der von D.T. 
vorgeschlagene BCV62 mit 4 Pins direkt an. Mittlerweile hatte ich noch 
den BC847BS gefunden, aber der hat schon 6 Pins.

Elliot schrieb:
> beide Zweige müssten für richtig gute Kompensation mit gleichem Strom
> betrieben werden.

Das wird nicht ganz möglich sein, da ich R3 evtl. als Poti auslegen 
möchte um den Strom etwas zu justieren.

MaWin schrieb:
> aber dein 1mA ist nicht so besonders konstant.
> Scheint dir aber zu reichen.

Die Konstantheit reicht für mich völlig aus. 1mA hat den Vorteil, das 
die Transistoren im Normalfall nicht so warm werden.

[Jens (Gast)]

D. T. schrieb:
> Im DB steht unter Features and benefits
> .
> Matched pairs
> .
> Das sollte zu mindestens besser sein als zwei einzelne Transistoren.
> Gruß
> D. T.

Dank euren Meinungen habe ich die Variante mit der Diode zu den Akten 
gelegt. Ich werde es jetzt auf jeden Fall mit Transistoren bzw. wegen 
der besseren thermischen Kopplung mit dem BCV62 oder BC847BS umsetzen.

Die Frage ist jetzt nur, wie lange dauert es, bis diese Bauteile 
abgekündigt werden? Ich muss schließlich ein SMD Layout dafür machen. 
Bei den SMD Transistoren BC807-40 habe ich die Gewissheit, dass ich sie 
auch in 10 Jahren noch beschaffen kann.

[Klaus R. (klara)]

Jens schrieb:
> Was ist jetzt
> besser, Diode D1 oder Transistor Q2?

Man kann auch einen LM334 nehmen. Ich habe solch eine Stromquelle 2004 
für die Heizungssteuerung gebaut. Die beiden Widerstände und die Diode 
wurden auf der abgeflachten Seite TO92 Gehäuses aufgeklebt, verdrahtet 
und dann kam zum Schluß noch etwas Schrumpfschlauch zur thermischen 
Isolierung um das Gebilde. Es hat funktioniert. Der Aufwand war aber 
enorm.

Beitrag "Re: Meßverstärker - OK so ?"
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm134.pdf?ts=1614229390746&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

mfg klaus

[Elliot (Gast)]

Jens schrieb:
> Elliot schrieb:
>> beide Zweige müssten für richtig gute Kompensation mit gleichem Strom
>> betrieben werden.
>
> Das wird nicht ganz möglich sein, da ich R3 evtl. als Poti auslegen
> möchte um den Strom etwas zu justieren.

Natürlich geht das: du machst R1=R3 und stellst den Strom mit R2 ein, 
dann arbeiten immer beide Zweige mit gleichem Strom, Stromspiegel eben.

[Jens (Gast)]

Klaus R. schrieb:
> Man kann auch einen LM334 nehmen.

Das sieht auch gut aus. Interessant ist der LM334 für den Bau eines Ramp 
Generators auf Seite 12 Figure 24 im Dabla.

Jens schrieb:
> oder BC847BS umsetzen.

Ich meinte natürlich BC857BS, weil PNP.

Elliot schrieb:
> du machst R1=R3 und stellst den Strom mit R2 ein

Klar, ich hab's gerade ausprobiert. Klappt 👍

[Jens (Gast)]

In den Bildern sieht man die Möglichkeiten die ich jetzt habe. Preislich 
liegen die Bauteile zwischen 10 und 20 Cent. Der BCV62 ist im SOT143 
Package. Die Möglichkeit mit den beiden PNP BC807-40 für je 3 Cent kommt 
noch dazu.

Danke an Alle und schönes Wochenende. Falls ich noch weitere Fragen 
habe, sehen wir uns nächste Woche in gewohnter Frische wieder 🙂

[D. T. (tuxiuser)]

Jens schrieb:
> Ich meinte natürlich BC857BS, weil PNP.

Hallo Jens,

für den BC857BS beachte unter FEATURES im DB
•
• Closely matched current gain
•
Der BCV62 ist schon die bessere Wahl.

Elliot schrieb:
> Natürlich geht das: du machst R1=R3 und stellst den Strom mit R2 ein,
> dann arbeiten immer beide Zweige mit gleichem Strom, Stromspiegel eben.

Richtig, dann vielleicht R2 durch einen Festwiderstand von 9.1K und 
einem Präzisionstrimmer 2k ersetzten. Dann kannst Du den 
gegenüberliegenden Zweig mit 1mA gut einstellen.

Schau Dir anschließend die Drift an, den ab jetzt kommen Einwände aus 
jeder Seite.

Eins hätte ich fast noch vergessen. Verwechsle bitte Genauigkeit mit 
Stabilität nicht. Was ist Dir wichtig?
Gruß
D. T.

[Bernd (Gast)]

Jens schrieb:
> Was ist jetzt
> besser, Diode D1 oder Transistor Q2?

TL431LI
https://www.ti.com/lit/ds/slvsdq6a/slvsdq6a.pdf

[Manfred (Gast)]

Jens schrieb:
> Hier noch die Schaltpläne

Ich mag beide Schaltungen nicht.

In der linken fliegt R1 raus, D1 wird eine rote LED mit ca. 1,7V. R2 auf 
10k runter, wird das Gebilde deutlich unempfindlicher auf Schwankungen 
der Versorgungsspannung. R3 muß natürlich für den Strom angepasst 
werden.

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Manfred schrieb:
> Ich mag beide Schaltungen nicht

Ich auch nicht. Das liegt vor allem daram, daß der TE ja eine 
Konstantstromquelle will. Ein Stromspiegel kann zwar als solche 
dienen, ist aber suboptimal. Zumal sich die Frage stellt, woher 
eigentlich der konstante Strom kommt, den er spiegeln soll.

[foobar (Gast)]

Bei großen Lastschwankungen kommt auch kein besonders konstanter Strom. 
W2AEW hatte da neulich ein schönes Erklärbärvideo zu gemacht:

#327: Bipolar Transistor Current Mirror output impedance, Early Effect, 
Wilson Current Mirror:
    https://www.youtube.com/watch?v=2IbWvq7Abv4

[Lurchi (Gast)]

Eine relativ stabile Konstantstromquelle kann man mit einer LED als 
Spannungsreferenz und dann einem BJT für den Ausgang bekommen. Bei einer 
roten bis orangen LED hat man etwa eine Kompensation der 
Temperaturabhängigkeit. Die meisten LEDs sollen auch relativ rauscharm 
sein.

[MaWin (Gast)]

Lurchi schrieb:
> Eine relativ stabile Konstantstromquelle kann man mit einer LED als
> Spannungsreferenz und dann einem BJT für den Ausgang bekommen.

Dieser Unsinn von 1970 ist nicht aus den Köpfen der Rentnergeneration zu 
kriegen. Bitte verseucht mit der Dummheit nicht auch noch die Jugend.

> Bei einer
> roten bis orangen LED hat man etwa eine Kompensation der
> Temperaturabhängigkeit.

Guck dir halt einfach mal Datenblätter von ein paar roten oder orangen 
LEDs an, und du wirst merken, dass alles dabei ist, von 'schlechter als 
2 Dioden' über 'kompensiert gut'. Es kommt sehr aufs Exemplar an, wenn 
es passt darf es auch grün, blau oder weiss sein

[Jens (Gast)]

Axel S. schrieb:
> Zumal sich die Frage stellt, woher eigentlich der konstante Strom kommt,
> den er spiegeln soll?

Um das zu Überprüfen, habe ich einfach mal den Widerstand Rx durch einen 
1uF Elko ersetzt und ihn periodisch mit einer Rechteckfrequenz von 50Hz 
entladen. Die Aufladekurve sieht auf dem Oszilloskop exakt gerade aus.

Diese Schaltung ist deshalb als KSQ von der Genauigkeit, für mich mehr 
als ausreichend! Die 12V Versorgungsspannung kommt aus einem 7812 
Festspannungsregler.

D. T. schrieb:
> Verwechsle bitte Genauigkeit mit Stabilität nicht. Was ist Dir wichtig?

Die Temperaturstabilität ist für mich natürlich wichtiger als die 
Genauigkeit! Selbst wenn man den linken BC327 komplett entfernt, ist 
immer noch ein ordentlicher linearer Sägezahn am Ausgang zu sehen, aber 
die Temperaturstabilität löst sich dann in Wohlgefallen auf.

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Jens schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Zumal sich die Frage stellt, woher eigentlich der konstante Strom kommt,
>> den er spiegeln soll?
>
> Um das zu Überprüfen, habe ich einfach mal den Widerstand Rx durch einen
> 1uF Elko ersetzt und ihn periodisch mit einer Rechteckfrequenz von 50Hz
> entladen. Die Aufladekurve sieht auf dem Oszilloskop exakt gerade aus.

Das beantwortet meine Frage so gar nicht. Wenn wir mal annehmen, daß der 
Spannunganstieg linear ist (was man mit den bloßen Auge sowieso nicht 
sieht) dann zeigt das nur, daß der Strom konstant ist. Das ist nun mal 
die Mindestanforderung an eine Konstantstromquelle.

> Die Temperaturstabilität ist für mich natürlich wichtiger als die
> Genauigkeit!

Dann muß ich dir leider sagen, daß der Strom durch 100K Widerling alles 
andere als konstant ist. U_be des linken Transistors driftet mit 2mV/K 
weg, ergo driftet auch die Spannung über dem Widerstand.

Also: warum verwendest du eine Schaltung, die den Strom spiegeln soll, 
als Konstantstromquelle? Wenn du einen konstanten Strom zum spiegeln 
hast, kannst du den doch direkt verwenden? Hast du den Einwand, daß die 
Temperaturkompensation am ehesten paßt bei Spiegelverhältnis 1:1 auch 
begriffen? Ist dir klar daß du beim Spiegelverhältnis 1:1 die Hälfte des 
Stroms verheizt (bei 1mA nicht wesentlich, aber es geht ja ums Prinzip)?

Last not least: Stromspiegel, insbesondere asymmetrische, sind was für 
integrierte Schaltungen. Da kann man sie exakt auslegen. Mit diskreten 
Transistoren werden sie nie richtig gut.

[Jens (Gast)]

Axel S. schrieb:
> Das ist nun mal die Mindestanforderung an eine Konstantstromquelle.

Und genau damit bin ich schon mehr als zufrieden. Ich habe bisher auch 
nur mit einer Konstantstromquelle mit nur einem Transistor gearbeitet 
(Bild 1). Im Elektronik Kompendium wird eine ähnliche Schaltung als 
Grundschaltung dargestellt (Bild 2). Da ich nur einen geringen Strom 
verwende (1mA), klappt das bei Zimmertemperatur sehr gut.

[und jetzt aber weg (Gast)]

Und dieser Konstantstrom ist der Referenz Strom fuer einen PT100 ?

[Jens (Gast)]

Axel S. schrieb:
> U_be des linken Transistors driftet mit 2mV/K weg, ergo driftet auch die
> Spannung über dem Widerstand.

Anders herum wird ein Schuh draus. Da mir der rechte Transistor im 
Außenbereich (-10°C bis +40°C) abdriftet, muss ich das jetzt 
kompensieren. Entweder mit einer Diode, oder mit einem Transistor auf 
der linken Seite! Das Spiegeln des Stromes ist für mich dabei eher 
uninteressant.

Axel S. schrieb:
> Hast du den Einwand, daß die Temperaturkompensation am ehesten paßt bei
> Spiegelverhältnis 1:1 auch begriffen?

Da ich nur mit 1mA arbeite, ist die Eigenerwärmung des Transistors mit 
max. 2 Kelvin (4mV) vernachlässigbar. Die stark schwankenden 
Außentemperaturen sind da eher das Problem. Da die Umgebungstemperatur 
auf beide Transistoren gleichzeitig einwirkt, verspreche ich mir eine 
Verbesserung der Temperaturstabilität.

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Jens schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> U_be des linken Transistors driftet mit 2mV/K weg, ergo driftet auch die
>> Spannung über dem Widerstand.
>
> Anders herum wird ein Schuh draus. Da mir der rechte Transistor im
> Außenbereich (-10°C bis +40°C) abdriftet, muss ich das jetzt
> kompensieren.

Du hast es also nicht begriffen. Du kompensierst das Spiegelverhältnis 
(genauer gesagt die temperaturbedingten Schwankungen desselben).
Aber: dein Referenzstrom schwankt auch!

> Das Spiegeln des Stromes ist für mich dabei eher uninteressant.

Ja. Eben. Davon rede ich die ganze Zeit.

Warum baust du einen Stromspiegel, den du noch dazu mit einem 
nichtkonstanten Referenzstrom versorgst, wo du doch nur den konstanten 
Referenzstrom brauchst?

>> Hast du den Einwand, daß die Temperaturkompensation am ehesten
>> paßt bei Spiegelverhältnis 1:1 auch begriffen?
>
> Da ich nur mit 1mA arbeite, ist die Eigenerwärmung des Transistors mit
> max. 2 Kelvin (4mV) vernachlässigbar. Die stark schwankenden
> Außentemperaturen sind da eher das Problem.

Tja. GIGO. https://xyproblem.info/

Wenn du einfach mal sagen würdest, welches Problem du zu lösen 
beabsichtigst, könnte man dir einen Schubs in die richtige Richtung 
geben. Aber fängst ja mit deinen (teilkaputten) Lösungsversuch an. Und 
kriegst darum nur Hinweise, wie man den verbessert.

[und jetzt aber weg (Gast)]

Ja, die Temperaturstabilitaet wird verbessert. Welche 
Temperaturstabilitaet erwartest du denn ? Was soll's denn werden ?

[Jens (Gast)]

Axel S. schrieb:
> Du kompensierst das Spiegelverhältnis (genauer gesagt die
> temperaturbedingten Schwankungen desselben).

Genau dass will ich haben!

Axel S. schrieb:
> Aber: dein Referenzstrom schwankt auch!

Aber weniger (bis gar nicht) als die temperaturbedingten Schwankungen. 
Die steigende Flanke ist wie mit einem Lineal gezogen (siehe Bild). Es 
darf sogar gerne noch etwas schlechter sein.

[Jens (Gast)]

und jetzt aber weg schrieb:
> Welche Temperaturstabilitaet erwartest du denn ?

Es braucht nur ein bisschen besser sein als jetzt.

und jetzt aber weg schrieb:
> Was soll's denn werden ?

Nichts konkretes, nur eine KSQ die mit möglichst wenig Bauteilen 
einigermaßen funktioniert.

und jetzt aber weg schrieb:
> Ja, die Temperaturstabilitaet wird verbessert.

Genau das wollte ich hören! 😃👍

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Jens schrieb:
> Genau das wollte ich hören!
Na, dann hat das mit dem "Sagt mir bitte genau das, was ich hören will!" 
jetzt ja geklappt. Dass die Versorgungsspannung für die brauchbare 
Funktion der Konstantstromquelle aber auch hinreichend temperaturstabil 
muss, das solltest du aber auch mal gehört haben.

Jens schrieb:
> Die Aufladekurve sieht auf dem Oszilloskop exakt gerade aus.
Dir ist aber schon klar, wie ungenau dieses Messgerät im Grunde anzeigt 
und wie leicht sich ein Auge betrügen lässt?

[Peter D. (peda)]

Ich nehme als Stromquelle den Klassiker: Shunt, OPV, MOSFET.
Die Temperturabhängigkeit ergibt sich aus:
- TK des Shunt
- TK der Offsetspannung des OPV
- TK der Referenzspannung

Es gibt natürlich auch fertige ICs, z.B. REF200AU.

https://www.ti.com/store/ti/en/p/product/?p=REF200AU

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Jens schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Aber: dein Referenzstrom schwankt auch!
>
> Aber weniger (bis gar nicht) als die temperaturbedingten Schwankungen.
> Die steigende Flanke ist wie mit einem Lineal gezogen

Au weia. Ich mache noch einen letzten Versuch:

Dein Referenzstrom (und damit selbst bei 100% iger Kompensation des 
Spiegelverhältnisses) der Ausgangsstrom deines Stromspiegels schwankt 
mit der Temperatur. Über den Daumen gepeilt liegen 10V über dem 100K 
Widerstand, 2mV/K sind dann 0.02%/K Stromänderung. Über 50K (-10..+40°C) 
sind das 1% Stromänderung. Und das betrachtet nur eine Ursache.

Dein gezeigtes Oszillogramm sagt überhaupt nichts darüber aus. Es würde 
(wenn man es denn vernünftig sehen könnte) bestenfalls etwas über die 
Kurzzeitkonstanz des Stroms (bei einer Temperatur) aussagen.

Mag ja sein daß diese 1% Stromänderung nicht ins Gewicht fallen.
Aber dann fasele bitte nichts von

>> Die Temperaturstabilität ist für mich natürlich wichtig(er) ...

[Jens (Gast)]

Lothar M. schrieb:
> , dann hat das mit dem "Sagt mir bitte genau das, was ich hören will!"
> jetzt ja geklappt.

Ja, dieses mal hat es zum Glück gut geklappt! Ich freue mich. 🙂

Lothar M. schrieb:
> Dass die Versorgungsspannung für die brauchbare Funktion der
> Konstantstromquelle aber auch hinreichend temperaturstabil muss, das
> solltest du aber auch mal gehört haben.

Das ist für mich selbstverständlich:

Jens schrieb:
> Die 12V Versorgungsspannung kommt aus einem 7812 Festspannungsregler.

[Jens (Gast)]

Axel S. schrieb:
> Mag ja sein daß diese 1% Stromänderung nicht ins Gewicht fallen.
> Aber dann fasele bitte nichts von
>>> Die Temperaturstabilität ist für mich natürlich wichtig(er) ...

Stimmt, 1% entspricht bei 10V immerhin 0,1 Volt. Natürlich wird dieser 
Fehler des 100k an die Stromkonstantfähigkeit weitergegeben, aber er 
kompensiert sich zum Teil mit dem 10k. Noch besser wird es mit dem 
nachträglich eingebauten Transistor Q2, der den Temperaturfehler von Q1 
schon mal komplett ausbügeln kann.

Die Temperaturkoeffizienten der Widerstände kann ich nun mal nicht 
ändern. Das macht auch im Normalfall keiner.

[Elliot (Gast)]

Jens schrieb:
> Natürlich wird dieser
> Fehler des 100k an die Stromkonstantfähigkeit weitergegeben, aber er
> kompensiert sich zum Teil mit dem 10k. Noch besser wird es mit dem
> nachträglich eingebauten Transistor Q2, der den Temperaturfehler von Q1
> schon mal komplett ausbügeln kann.

> Die Temperaturkoeffizienten der Widerstände kann ich nun mal nicht
> ändern. Das macht auch im Normalfall keiner.

Der von Axel beschriebene Temperatureinfluß kommt nicht vom TK des 
100k-Widerstand, sondern vom TK der Basis-Emitter-Strecke der 
Transistoren. Da die Ube einen TK von -2mV/K hat erhöht sich die 
Spannung über den in Reihe liegenden R1 und R2 um diesen Betrag, und 
daher auch der Strom durch R1/R2 und somit auch der Strom durch R3/Rx. 
Die Temperaturkompensation der Zweige untereinander hat damit nichts zu 
tun und kann das auch nicht ausbügeln.

[Purzel H. (hacky)]

Der Unterschied zwischen einer Stromspiegel Stromquelle und einer OpAmp 
basierten liegt in der Geschwindigkeit. Ob das gefragt is wissen wir 
nicht. eher nicht.
Der Poster soll das mal so aufbauen.

[Olaf (Gast)]

> Dieser Unsinn von 1970 ist nicht aus den Köpfen der Rentnergeneration zu
> kriegen. Bitte verseucht mit der Dummheit nicht auch noch die Jugend.

Hehe..wir waren halt alle fleissige Elradleser. Ausserdem war das ende 
der 80er :-)

Titel       : Konstantstromquellen. LEDs: Zum Leuchten fast zu schade
Seite       :  32
Ausgabe     :  1
Zeitschrift : 87
Schlagwoerter: Theorie, Konstantstromquelle, LED, Silizium-Diode, 
Kennlinie,
              Stromquelle, Speisespannung, Spannungsquelle, 
Emitterstrom,
              Ausgangs-Strom, Lastwiderstand, Konstantstrom, 
Kurzschlusstrom,
              dynamischer Innenwiderstand, Kollektorstrom

Ich denke mal fuer Bastler schon okay. Wenn man nur ein Einzelstueck 
braucht.
Ich fand es auch damals immer cool das die LED erst geleuchtet hat wenn 
man den Strom auch entnommen hat. Ich hab damals damit meine NC-Akkus 
aufgeladen.

Allerdings heute wuerde ich natuerlich auch einfach einen OP, einen FET 
und ein Spannungsreferenz nehmen.

Olaf

p.s: So Grundlagenartikel wie der oben in der Elrad fehlen den meisten 
heute. Deshalb wird das auch nix mehr mit denen. Fertigplatinen aus 
Chinazusammenstoepseln ist halt einfacher....

[Jens (Gast)]

Elliot schrieb:
> Da die Ube einen TK von -2mV/K hat erhöht sich die Spannung über den in
> Reihe liegenden R1 und R2 um diesen Betrag, und daher auch der Strom
> durch R1/R2 und somit auch der Strom durch R3/Rx.

Achso ist das gemeint. Gut, dann bringt Q2 theoretisch nicht viel und 
wäre sogar kontraproduktiv und ich könnte es bei einem Transistor Q1 
belassen. Jedoch der praktische Versuch mit Föhn und Kältespray und 
durch den Einsatz von Q2 (oder Diode) hat aber unterm Strich dennoch 
eine Verbesserung ergeben!

[2aggressive (Gast)]

Axel S. schrieb:
> warum verwendest du eine Schaltung, die den Strom spiegeln soll,
> als Konstantstromquelle?
Ich kann zwar nicht für Jens antworten, aber in einem hiesigen Artikel 
wird das (völlig zurecht) als eine Möglichkeit vorgeschlagen:
https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Stromspiegel_als_Konstantstromquelle


Jens schrieb:
> und jetzt aber weg schrieb:
>> Welche Temperaturstabilitaet erwartest du denn ?
> Es braucht nur ein bisschen besser sein als jetzt.
> und jetzt aber weg schrieb:
>> Was soll's denn werden ?
> Nichts konkretes, nur eine KSQ die mit möglichst wenig Bauteilen
> einigermaßen funktioniert.
Vorschlag: Figure 39 auf Seite 30:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl431.pdf

[Elliot (Gast)]

Jens schrieb:
> Gut, dann bringt Q2 theoretisch nicht viel und
> wäre sogar kontraproduktiv und ich könnte es bei einem Transistor Q1
> belassen.

Nein. Q2 sogt für die Kompensation des Q1, den kannst du also nicht 
weglassen.


> Jedoch der praktische Versuch mit Föhn und Kältespray und
> durch den Einsatz von Q2 (oder Diode) hat aber unterm Strich dennoch
> eine Verbesserung ergeben!

Ja, klar doch, siehe oben.

Du hast es immer noch nicht geschnallt, die verschiedenen Effekte 
voneinander zu trennen.

[Jens (Gast)]

Elliot schrieb:
> Du hast es immer noch nicht geschnallt, die verschiedenen Effekte
> voneinander zu trennen.

Ein Effekt ist, dass sich Ube in einem Temperaturbereich von 50K von 
0,5V bis 0,8V bewegen kann.

Der zweite Effekt ist, dass sich dadurch die Spannungsfälle je an R1 und 
R2 verändern müssen.

Gibt es noch mehr Effekte die wichtig sind?

Aber wahrscheinlich kann ich das gerade geistig tatsächlich nicht 
voneinander trennen.

Aber egal, wichtig ist erst einmal, dass mir diese Aussage von dir sehr 
weiter hilft:

Elliot schrieb:
> Q2 sogt für die Kompensation des Q1, den kannst du also nicht weglassen.

[Elliot (Gast)]

Jens schrieb:
> Ein Effekt ist, dass sich Ube in einem Temperaturbereich von 50K von
> 0,5V bis 0,8V bewegen kann.

Bei 50K eher nur 100mV. Dieser Einfluß auf Q1 wird von Q2 kompensiert.

> Der zweite Effekt ist, dass sich dadurch die Spannungsfälle je an R1 und
> R2 verändern müssen.

Ja. Und dagegen kann deine Schaltung nichts machen. Du müsstest anstelle 
des R1 eine temperaturstabile Stromquelle einbauen. Aber dann kannst du 
die gleich direkt für deine Anwendung nehmen und den Stromspiegel 
weglassen. Das ist oben schon gesagt worden.

[Elliot (Gast)]

Elliot schrieb:
> anstelle des R1
Meinte R2

[Jens (Gast)]

Elliot schrieb:
> Und dagegen kann deine Schaltung nichts machen.

Um also das maximale aus diesem Schaltungskonzept rauszuholen habe ich 
jetzt, wegen der besseren thermischen Kopplung einen BCV62 eingesetzt 
und beide Hälften mit gleichen Emitterwiderständen ausgelegt (Schaltung 
wegen fehlendem BCV62 noch nicht aufgebaut).

Wenn ich was besseres haben will, kann ich mir die Tipps und Links der 
anderen Teilnehmer nochmal näher ansehen:

Rote LED, TL431, OPV, REF200AU, LM334, usw.

Danke dafür. 🙂

[Elliot (Gast)]

Jens schrieb:
> Um also das maximale aus diesem Schaltungskonzept rauszuholen

Also das Maximale hast du noch lange nicht rausgeholt. Da sind z.B. noch 
die stark temperaturabhängigen Basisströme im Referenzzweig, oder die 
stark unterschiedlichen Uce der Transistoren.

[Axel S. (a-za-z0-9)]

2aggressive schrieb:
>> warum verwendest du eine Schaltung, die den Strom spiegeln soll,
>> als Konstantstromquelle?
> Ich kann zwar nicht für Jens antworten, aber in einem hiesigen Artikel
> wird das (völlig zurecht) als eine Möglichkeit vorgeschlagen:

Konstantstromquelle: Stromspiegel als Konstantstromquelle

Ja. Aber auch dort wird nicht gesagt, woher man den den konstanten 
Referenzstrom nehmen soll. Bzw. wird davon ausgegangen daß man den 
Einfluß der Temperatur vernachlässigen kann.

Und für den Betrieb einer LED reicht die Stromkonstanz ja auch. Da fällt 
schon eher ins Gewicht, daß man den gleichen Strom wie durch die Last 
sinnlos verheizt. Außer man macht den Stromspiegel asymmetrisch.

[abs (Gast)]

Jens schrieb:
> und jetzt aber weg schrieb:
>> Was soll's denn werden ?
>
> Nichts konkretes, nur eine KSQ die mit möglichst wenig Bauteilen
> einigermaßen funktioniert.

Das bedeutet im Grunde "Bauteileffizienz".

Da Du keine konkreten Werte fordertest, wurden bauteileffiziente
Lösungen vorgeschlagen (natürlich gewissen Mindestanforderungen
entsprechende - die den Namen "KSQ" halbwegs verdienen).

Du aber scheinst am Stromspiegel sozusagenzu "kleben" - obwohl Du
nach anderem fragtest... das verwundert dann doch ein wenig.

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Elliot schrieb:
> Jens schrieb:
>> Um also das maximale aus diesem Schaltungskonzept rauszuholen
>
> Also das Maximale hast du noch lange nicht rausgeholt. Da sind z.B. noch
> die stark temperaturabhängigen Basisströme im Referenzzweig, oder die
> stark unterschiedlichen Uce der Transistoren.

Ich empfehle Jens https://de.wikipedia.org/wiki/Stromspiegel zur 
Lektüre. Da kann er sich dran austoben.

Was sein Projekt "Konstantstromquelle" angeht, so würde ich für 
geringsten Aufwand nach einer Spannungsreferenz mit ebenfalls ca. -2mV/K 
suchen. So wie das bei früheren roten LEDs geklappt hat. Ca. 1.7V 
Flußspannung mit -2mV/K. Macht mit einem Transistor ca. 1V über den 
Emitterwiderstand und kompensiert den Temperaturgang der U_be. Sonst 
eben eine stabile Referenz mit einer Si-Diode in Reihe schalten.

Wenn es als Stromsenke auch geht, dann die Schaltung mit dem TL431. Kann 
man auch mit anderen Bandgap-Referenzen bauen, wenn die 2.5V über dem 
Emitterwiderstand zu viel sind. Und bei nur 1mA besser mit MOSFET.

[MaWin (Gast)]

Axel S. schrieb:
> Aber auch dort wird nicht gesagt, woher man den den konstanten
> Referenzstrom nehmen soll

Man könnte einen JFET als Konstantstromdiode nutzen...

Aber das ist alles akademisch wenn Jens gar keine Anwendung mit 
konkreten Stabilitâtsanforderungen hat.

Bei seiner Schaltung ist der Strom eher proportional zur 
Versorgungsspannung, das hätte er mit einem einfachen Widerstand genauer 
hinbekommen können.

[Alex D. (daum)]

Eine einfache und halbwegs genaue KSQ kann man auch mit einem adjustable 
LDO und einem Widerstand aufbauen.

Widerstand zwischen Out und ADJ des LDO und die Last auch hinter diesen 
Widerstand. Der LDO hält dadurch die Spannung des Widerstands konstant, 
und das ergibt einen konstanten Strom.

[abs (Gast)]

Alex D. schrieb:
> Eine einfache und halbwegs genaue KSQ kann man auch mit einem adjustable
> LDO und einem Widerstand aufbauen.

Allgemein schon, bloß lautet die (einzige gestellte) Anforderung:

Jens schrieb:
> eine 1mA Konstantstromquelle

Und wie man hier nachlesen kann:

https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Linearreglern

"Schrittweise einstellbare Variante", vorl. Absatz vor "Weblinks":

"Die Messung an neueren Chargen (gefertigt nach 2006) des LM317 diverser 
Hersteller zeigt, dass auch 1mA nicht sicher erreichbar sind. Es ist 
vielmehr so, das diese KSQ erst korrekt ab 003 mA bis hoch zu den 999 mA 
funktioniert. Das heißt konkret, die Einstellungen 000 mA, 001 mA und 
002 mA sind nicht mehr stromstabilsiert. Das sollte man beachten, sofern 
man unbedingt den LM317 bei sehr kleinen Strömen einsetzen möchte."

...geht genau das nicht.

[Alex D. (daum)]

abs schrieb:
> "Schrittweise einstellbare Variante", vorl. Absatz vor "Weblinks":
>
> "Die Messung an neueren Chargen (gefertigt nach 2006) des LM317 diverser
> Hersteller zeigt, dass auch 1mA nicht sicher erreichbar sind. Es ist
> vielmehr so, das diese KSQ erst korrekt ab 003 mA bis hoch zu den 999 mA
> funktioniert. Das heißt konkret, die Einstellungen 000 mA, 001 mA und
> 002 mA sind nicht mehr stromstabilsiert. Das sollte man beachten, sofern
> man unbedingt den LM317 bei sehr kleinen Strömen einsetzen möchte."

Man muss ja keinen LM317 verwenden, es gibt auch andere LDOs. Man muss 
halt ins Datenblatt schauen und einen finden, bei dem die Mindestlast 
klein genug ist.

Habe kurz bei Mouser gesucht, auf die schnelle gefuden:
MCP1824: Spezifiziert Load Regulation ab 1mA, sollte also gehen
NCP718: Spezifiziert Load Regulation ab 0.1mA
AP7366: "the device maintains a stable, regulated output voltage without 
a load current"
AZ2117: Minimum Load current: Typ 0.3mA, Max 1mA

Das waren 4 von 6 Reglern, bei denen ich das Datenblatt angeschaut habe, 
da sollte es also genügend geben.

[Arno H. (arno_h)]

2aggressive schrieb:
...
> Vorschlag: Figure 39 auf Seite 30:
> http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl431.pdf

Diese Schaltung ist eine Stromsenke, eine KSQ gibt es mit dem LM4041.

Arno

[2aggressive (Gast)]

Arno H. schrieb:
> 2aggressive schrieb:
>> Vorschlag: Figure 39 auf Seite 30 ...TL431:
> Diese Schaltung ist eine Stromsenke
Da hast du natürlich recht, das war zu schnell geschossen.
LOL, man könnte mit Hilfe eines Stromspiegels... duck und weg

[Tany (Gast)]

abs schrieb:
> "Die Messung an neueren Chargen (gefertigt nach 2006) des LM317 diverser
> Hersteller zeigt, dass auch 1mA nicht sicher erreichbar sind. Es ist
> vielmehr so, das diese KSQ erst korrekt ab 003 mA bis hoch zu den 999 mA

man kann schon, ob das sinnvoll ist, steht auf anderem Blatt

Beitrag "Re: Stromquelle funktioniert nicht wie geplant"

[Carlo (Gast)]

.... für die Grundlagen :-)
https://circuitdigest.com/tutorial/current-mirror-circuit-wilson-and-widlar-current-mirroring-techniques

https://wiki.analog.com/university/courses/electronics/text/chapter-11
https://wiki.analog.com/university/courses/electronics/electronics-lab-6
LTspice modell am Ende der Seite