Strom im Stromkreis begrenzen? Welche Möglichkeiten gibt es? 12V

Mark schrieb:
> Verbraucher LED 12V 3W 0,25A
> Den Stromkreis möchte ich aber jetzt auf 0,2A oder regelbar so zwischen
> 0,1A und 3A begrenzen.
Dein LEDs werden beim Mindeststrom kaum merklich dunkler sein als beim 
Nenntrom (das Auge funktioniert logarithmisch) und bei 3A einfach kurz 
rot leuchten. Egal was für eine Farbe die vorher hatten.

Mark schrieb:
> Möchte in einen Stromkreis mit 12V Spannung Strom zwischen 0,1A und 3A
> mit einem NANO begrenzen / regeln.
Du kannst bei einer definierten Last nur entweder den Strom oder die 
Spannung festlegen. Das jeweils andere ergibt sich dann. Entweder hast 
du nach der Realisierung deiner Schaltung also 12V und 0,1..3A oder du 
hast begrenzte 3A und 0..12V. Einfach mal ausführlich drüber nachdenken.

Aber warum beschreibst du nicht einfach mal die eigentliche Aufgabe. Was 
willst du mit den vom µC gesteuerten 12V und 100mA..3A denn eigentlich 
machen? Was ist die Last, die an dieser Versorgung hängt?

Wenn es deine exemplarische LED ist und du den Strom auf 100mA begrenzt, 
dann werden an der LED ca. 3,5V anliegen. Wenn du die LED mit begrenzten 
400mA bestromst, dann wird die sehr heiß und es fällt eine Spannung von 
ca. 4V an ihr ab.

Mark schrieb:
> Anwendungsfall 1: LED Lampe Dimmen.
> Ich möchte dass die Helligkeit sanft hochfährt beim Einschalten und
> sanft runterfährt beim Ausschalten.
Dann solltest du die LED auf annähernd 0mA runterdimmen, denn wie 
gesagt: dein Auge wird kaum einen Unterschied zwischen 100mA und 250mA 
sehen.

> Ich weiß schon das ich mit PWM Spannungen regeln kann.
Nein, kann man nicht. Man kann den "Mittelwert" einer Spannung ändern, 
aber die absolute Höhe der PWM-Spannung ist immer die selbe. Eine PWM 
mit 12V-Versorgung schaltet immer zwischen 12V und 0V um.

> Anwendungsfall 1 ... 4
Warum meinst du gleich mal aus dem Stand eine Schaltung machen zu 
wollen, die alles kann? Fang einfach mal mit der einfachsten Anwendung 
an und gib ein konstante Spannung aus. Dafür gibt es fertige Bauteile. 
Überleg dir, wie man das mit einem µC einsellbar machen könnte.

> Ein einfacher Widerstand scheidet da aus, da ich möglichst wenig Energie
> verpuffen lassen möchte.
Ich sags mal so: wenn du grade völlig urschleimig mmit Elektronik 
anfängst, solltest du dir vorerst keine Sorgen um die Erderwärmung 
machen. Sondern du solltest einfach mit irgendwas anfangen um überhaupt 
was zu lernen.

Mein Tipp: kauf dir zur Versorgung deiner Schaltungsideen ein 
brauchbares Labornetzteil im Bereich 0-30V und 0-3A. Da kannst du dann 
schon mal Untersuchungen zur nächten Frage damit anstellen, wo
Mark schrieb:
> Es gibt Ladegeräte die die Spannung und den Strom stabil halten, wie
> geht das, technisch?
Es geht nicht, gleichzeitig die Spanung und den Strom stabil zu 
halten, wenn sich gleichzeitig der Verbraucher (z.B. wegen Erwärmung 
oder zunehmender Akkuladung) ändert. Wie gesagt: denk über dieses 
grundlegende Thema ausführlich nach. Das kann wie bei mir seinerzeit 
schon mal ein paar Tage dauern, bis der Cent fällt.

> Es gibt Ladegeräte die die Spannung und den Strom stabil halten, wie
> geht das, technisch?
1. Es gibt Geräte, die geben eine konstante Spannung aus, bis bei 
niederohmig werdender Last ein maximaler Strom erreicht wird. Dann 
begrenzen sie den Strom und die ausgegebene Spannung wird kleiner. Das 
selbe ist, wenn z.B. beim Akkulade erst ein konstanter Strom fließt und 
die Spannung am Akku ansteigt, bis dann eine bestimmte Spannung erreicht 
wird. Dann wird die Spannung "begrenzt" wird und der Strom verringert 
sich.

2. Im Grunde sind es zwei Regler: einer für die Spannung und einer für 
den Strom. Sieh dir ein paar der zigtausend im Internetz frei 
auffindbaren "Einstellbares-Netzteil"-Schaltpläne an und versuche zu 
verstehen, was da gemacht wird. Finde die zwei Regelkreise und sieh dir 
an und versuche zu verstehen wie sie realisiert sind.

> Möchte aber wissen ob es eine einfache elektrische Schaltung gibt die
> den Strom begrenzen kann, möglichst mit wenig Verlusten und wenigen
> günstigen Bauteilen.
Ja, die gibt es. Aber es bringt nichts, wenn man dir sagt, wie diese 
Schaltung aussieht, denn sowas ist immer anwendungsspezifisch und hat in 
>>90% der Fälle etwas mit Schaltreglern zu tun. Und speziell da liegt 
die Latte noch einiges höher: in Firmen werden Ingenieursmannjahre damit 
verbraten und Anfänger fallen mit solchen Designs regelmäßig auf die 
Nase.

Mark schrieb:
> Wenn aber Strom begrenzen effektiver ist als PWM

Das klingt so als wüdest du Buzzwords verwenden ohne auch nur 
ansatzweise zu verstehen wie das funktioniert.
Versuche doch erst mal die Grundlagen zu verstehen.

Mark schrieb:
> Der Ansatz mit dem Labornetzteil war gut ist aber wohl sehr teuer.

Im Strombegrenzungsfall (700mA) fallen bei dieser Schaltung leider immer 
0,7V am 1R Widerstand ab und im Kurzschlussfall fließen dafür aber auch 
nicht mehr als 700mA.

Hallo Mark,

Mark schrieb:
> Aber wie kann man den Strom in einem Stromkreis begrenzen?

Immmer durch Reduzierung der Spannung.

> Beispiel
>
> Verbraucher LED 12V 3W 0,25A
> Den Stromkreis möchte ich aber jetzt auf 0,2A oder regelbar so zwischen
> 0,1A und 3A begrenzen.
>
> Wie geht das?

Das geht kaputt.
Einen Verbraucher der 0,25A benötigt mit 3A zu speisen, führt zur 
Erzeugung von Rauch.

Deine Frage ist viel zu allgemein formuliert.
Die dazu passende allgemeine Antwort lautet:
Das geht durch Reduzieren bzw. Regeln der Spannung.

Deine Beschreibung "Verbraucher LED 12V 3W 0,25A" suggeriert, dass da 
nicht eine oder mehrere nackte LEDs gemeint sind, sondern eine 
Schaltung, die LEDs beinhaltet. Diese Schaltung versucht, den Strom 
durch die in der Schaltung verbauten LEDs auf 0,25A einzuregeln.

Wenn Du nun die Eingangsspannung minderst in dem Bestreben, den Strom zu 
reduzieren, dann bemerkt Deine LED-Schaltung den Minderstrom und regelt 
den Strom hoch. Du hast dann zwei Schaltungen, die gegeneinander regeln 
- das ist schlecht.

> Anwendungsfall 4: Lernen
> Ich möchte z.b. wissen wie ein LED Treiber funktioniert.

Ein LED-Treiber ist eine Konstantstromquelle. Diese kann man herkömmlich 
aufbauen, das heißt überschüßige Energie (Spannung) verheizen oder in 
Schaltregeltechnik (tendenziell effizient).

Beitrag "Welcher Schaltregler für Power LED am besten?"

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm2576.pdf

Bau Dir erst einmal einen Schaltregler, der z.B. aus 12V am Eingang 5V 
am Ausgang macht.
Wenn das funktioniert, dann baue den Schaltregler um, dass am Ausgang 
keine feste Spannung eingeregelt wird, sondern ein Strom.
Das funktioniert so, dass der Feedback-Pin nicht auf einen 
Spannungsteiler gelegt wird sondern auf einen Shunt (Minus-Seite 
benutzen), der im Stromkreis liegt.

Die Anbindung an einen Mikrocontroller erfolgt dann entweder über an 
anderes Schaltregler-IC, das explizit eine externe Steuerung vorsieht, 
oder über einen selbstgebauten Schaltregler aus Einzelteilen.
Die Regelschleife des selbstgebauten Schaltregler vergleicht dann die 
Ausgangsspannung des Mikrocontrollers mit der Spannung am Shunt und 
regelt so den gewünschten Zielstrom.

Kann ein Moderator bitte mal schauen ob die letzten trolligen Einträge 
von dem selben "Mark" sind wie der erste Beitrag, oder ob da ein 
Trittbrettfahrer den Thread vollends ins Absurde ziehen will.
Danke

Mark schrieb:
> Anwendungsfall 4: Lernen
> Ich möchte z.b. wissen wie ein LED Treiber funktioniert.

Fang mit 4. an!
Du fängst hier auch so scheibchenweise an.

Dann fange an all diese Sachen zu lernen, indem du entsprechende Bücher 
liest.
Wenn dabei Verständnisfragen in Teilbereichen sind, frage gezielt 
danach!
Oder, und wenn du das alles weist, machst du es, wie Stefan es 
beschrieben hat.

Stefan F. schrieb:
> Selbst die meisten Leute die das wissen kaufen solche Geräte fertig.
> Suche nach einem LED Treiber mit 350mA und passender Ausgangsspannung.
> Es gibt viele mit 5V PWM Eingang zum Steuern, da kannst den Arduino
> direkt dran anschliessen.

Wenn du mit Buck und Boost geübt hast, dann wirst du die Sachen sowieso 
fertig kaufen.
Warum? Ganz einfach: Nicht nur, dass das schon einiges an Wissen 
erfordert, aber vielmehr, selbst wenn du auch schon Erfahrungen 
gesammelt hättest, das kriegst du vielleicht für den doppelten Preis 
halb so gut hin, wie es die Sachen fertig gibt. Und das Beste, die haben 
auch noch ein Gehäuse drum rum, das du dir erstmal "stricken" musst.

Das was du eigentlich willst, das ist ein Labornetzteil. Kannst du auch 
fertig kaufen.

Udo S. schrieb:
> ob da ein Trittbrettfahrer den Thread vollends ins Absurde ziehen will.
So ist es. Ich habe mal die Posts des Trolls gelöscht.
> Danke
Keine Ursache.

Lothar M. schrieb:
>> ob da ein Trittbrettfahrer den Thread vollends ins Absurde ziehen will.
> So ist es. Ich habe mal die Posts des Trolls gelöscht.

Die ganzen geisteskranken Typen scheinen sich nur hier zu tummeln.

Hallo, an einem regelbarem Hutschienen Netzteil betreibe ich fünf Kreise 
a drei Lampen mit je ca. 10V. Früher habe ich die über einen 
Vorwiderstand mit einem Mosfet geschaltet. Das ging sehr gut. Jetzt 
nutze ich diese Schaltung (Bild). Die hat den Vorteil, das bei einer 
defekten LED keine anderen Lampen mitgerissen werden. Im warmen Zustand 
eingestellt ist die bei mir ausreichend stabil. Vielleicht ist das was 
für Dich.
Gruß Carsten