Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Linear Regler (Steh auf dem Schlauch)


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von Timo F. (t_fox)


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Hallo zusammen,

ich steh grad auf dem Schlauch, mit welcher Schaltung bzw. IC ich 
folgende Anwendung erschlagen kann:

Ui = 0 bis 3V V
Uo = 0,3 bis 1,6V
mit
Ui <= 0,3 ~ Uo = 0,3
Ui >= 2,5 ~ Uo = 1,6
Ui 0,3-2,5 linear Uo 0,3-1,6
(Siehe Anhang).

Würde mich sehr über eine Rückmeldung freuen.

LG Timo

von Harry U. (harryup)


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it einem Schaltregler kannst du da machen, dem mc34063 Z. Beispiel

von Lothar J. (black-bird)


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Wenn bei Ui = 0V bereits 0,3V an Uo anliegen, dann muss irgendwo noch 
eine Spannungsquelle vorhanden sein.

Sieht aus wie irgendeine Schutzbeschaltung eines IC-Eingangs, der 
bereits seine Versorgungsspannung anliegen hat.

Blackbird

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Timo F. schrieb:
> Würde mich sehr über eine Rückmeldung freuen.
Welche Versorgungsspannung(en) hast du?
Wie "scharfkantig" müssen die Übergänge an den Knicken der KL sein?
Wie schnell muss dieser "Kennlinienumformer" sein?

Oder eher allgemein: was ist das eigentliche Problem, das du mit diesem 
Lösungsansatz beheben willst? Woher kommt das eine Signal, wohin geht 
das bearbeitete und begrenzte Signal?

> mit welcher Schaltung bzw. IC ich folgende Anwendung erschlagen kann
Ich würde einen uC mit AD und DA nehmen...

: Bearbeitet durch Moderator
von Michael B. (laberkopp)


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Timo F. schrieb:
> mit welcher Schaltung bzw. IC ich folgende Anwendung erschlagen kann:

geclampter Spannungsteiler, nicht Linearregler.

Es gibt prinzipiell 3 Varianten:

Eingangssignal begrenzen

Ausgangssignal clampen (begrenzen)

An den Grenzen umschalten per Analogschalter

Die exakteste Umsetzung bekommst du mit der dritten Variante, die 
benötigt 2 Komparatoren (LM339) und 2 2:1 Analog Multiplexer (CD4053), 
die taugt aber nicht für hohe Frequenzen.

Fur den Spannungsteiler brauchst du eine Hilfsspannung von 0.3V. Wenn 
die Versorgungsspannung stabil genug ist, kann man die aus der 
Versorgungsspannung gewinnen.
1
                       +3V
2
                        |
3
           Ausgang    270R
4
               |        |
5
Eingang--180k--+--260k--+
6
                        |
7
                       30R
8
                        |
9
                       GND
Bleibt die Begrenzung. Das kann (beispielsweise am Eingang) ein 
Rail-To-Rail OpAmp wie TS912 (je nach Genauigkeit, Geschwindigkeit) 
ubernehmen, den man mit 0.3V an V- und 2.5V an V+ versorgt.
1
                                 +3V
2
                                  |
3
                                 500R
4
                                  |
5
           +----------------------+---+
6
           |                      |   |
7
           |          Ausgang    220R |
8
Eingang --|+\            |        |   |
9
          |  >--+--180k--+--260k--+ 100nF
10
       +--|-/   |                 |   |
11
       |   |    |                 |   |
12
       |   +----(-----------------+---+
13
       |        |                 |
14
       +--------+                30R
15
                                  |
16
                                 GND

von Timo F. (t_fox)


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Dauerhafte Spannungsquelle von 3,3V ist vorhanden.

Ist ein Treiber für eine LED, bei welcher die ADJ Spannung nicht unter 
0,3V fallen darf. Mit einem einfachen Spannungsteiler ist es leider 
nicht möglich, da die Schaltung auch Spannungen unterhalb 0,3 bzw. 
oberhalb 2,5V abfangen muss.

An einen OP habe ich auch schon gedacht, weiß allerdings nicht, wie die 
Schaltung entsprechend aufbauen muss :( Shame on me.

von Udo S. (urschmitt)


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Timo F. schrieb:
> Ist ein Treiber für eine LED

Und wer oder was steuert den Treiber an?
Wenn es nur ein Poti ist, reichen zwei zusätzlichen Widerstände.
Wenn es ein µC ist kann das in Software gemacht werden.

Oder um es mit Lothars Worten nochmal zu sagen:
Lothar M. schrieb:
> Oder eher allgemein: was ist das eigentliche Problem

von Andreas B. (bitverdreher)


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Mit Ui=0V also ein Perpetuum mobile?

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Timo F. schrieb:
> Ist ein Treiber für eine LED, bei welcher die ADJ Spannung nicht unter
> 0,3V fallen darf

Warum? Wer sagt das? Nicht unter -0.3V ist eine oft gelesene Forderung. 
Aber nicht unter 0.3V? Falsch gelesen?

Abgesehen davon ist die Wahl "Spannungsregler" dafür Unsinn. Ein 
Spannungsregler ist für die Regelung einer Versorgungsspannung 
gedacht. Also eine Spannung aus der nennenswert Strom bezogen wird. Oft 
ist auch die Konstanz der Spannung bei wechselndem Strom der wichtigere 
Aspekt. Das alles hast du nicht.

Du willst ein Steuersignal konditionieren, im Wert begrenzen. Woher 
kommt das Steuersignal? Welche Belastung stellt der Steuereingang dar?

Im Prinzip macht man das so, wie von Laberkopp dargestellt. Man clampt 
das Signal. Nach einer evtl. Reduktion mit einem Spannungsteiler. Einen 
OPV braucht man nur, wenn man den Pegel vergrößern möchte.

von Timo F. (t_fox)


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Hello zusammen,
erstmal Danke fürs Feedback.

Ich hab nochmal eine neue Zeichnung gemacht in der hoffentlich klarer 
wird, welche Voraussetzungen die Schaltung mit sich bringt (Bild 1):

Die Schaltung dient dazu, dass der ADJ Pin des LED Treibers nie unter 
0,3V fallen darf, sobald dieser mit Strom versorgt wird, da ansonsten 
der LED Treiber ausgeht bzw. die LED.
Die Steuerung des Treibers ist dabei vom Fototransistor abhängig. Bei 
vollständiger Dunkelheit muss weiterhin der Treiber mit minimal 0,3V 
angesteuert werden und den gewünschten maximalen Strom bei ca. 1.6V 
erreichen.
Die exakten Werte müssen sein, da die minimalen und maximalen Werte der 
Lichterzeugung der LED definiert sind.

Ein einfacher Spannungsteiler, wie in Bild 2, gezeigt funktioniert 
nicht, da der Fototransistor sich in der Nähe der LED befindet. Sobald 
der ADJ Pin des LED Treibers mit 0,3 angesteuert wird, öffnet der 
Transistor durch das Licht der LED, was dazu führt, dass das 
"minimalste" Licht welches bei UAdj = 0,3 gewünscht ist, nicht erreicht 
wird, da der Wert direkt auf 0,44V springt.

Auch würde dies dazu führen, dass das Treiber sich durch mehr Licht so 
weiter hochschaukeln würde, was grade wenn es dunkel ist vermieden 
werden muss.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Timo F. schrieb:
> da der Fototransistor sich in der Nähe der LED befindet.
Ich glaube, das "sich selber blenden" ist bei jeder einfachen analogen 
Schaltung ein Problem.

Manche LED-Straßenlampen (mit adaptiver Helligkeit in der Dämmerung oder 
Herunterdimmen in der Mitte der Nacht) messen die Umgebungshelligkeit 
z.B. einfach, indem sie ab&zu das Licht für ein paar ms ausschalten und 
dann nur die Umgebungshelligkeit haben. Weil das Ausschalten nur kurz 
ist, ist das Auge zu langsam, um es zu erkennen.

Ich würde das (wie schon geschrieben) ebenfalls mit einem µC machen.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Timo F. schrieb:

> Ich hab nochmal eine neue Zeichnung gemacht in der hoffentlich klarer
> wird, welche Voraussetzungen die Schaltung mit sich bringt (Bild 1):
>
> Die Schaltung dient dazu, dass der ADJ Pin des LED Treibers nie unter
> 0,3V fallen darf, sobald dieser mit Strom versorgt wird, da ansonsten
> der LED Treiber ausgeht bzw. die LED.

Also nur dämlich formuliert. Nix mit "darf nicht unter 0.3V" sondern 
"alles unter 0.3V ist Totbereich, deswegen geht der Steuerbereich nur 
bis dahin". Und die für 1.6V gilt das gleiche.

> Die Steuerung des Treibers ist dabei vom Fototransistor abhängig. Bei
> vollständiger Dunkelheit muss weiterhin der Treiber mit minimal 0,3V
> angesteuert werden und den gewünschten maximalen Strom bei ca. 1.6V
> erreichen.

Also eine Helligkeitsregelung, wohl um eine Anzeige an die Umgebung 
anzupassen.

> Ein einfacher Spannungsteiler, wie in Bild 2, gezeigt funktioniert
> nicht, da der Fototransistor sich in der Nähe der LED befindet.

Wenn das Licht der LED auf den Fototransistor fällt, funktioniert eh 
nichts mehr. Die Schaltung fährt einfach in den Bereich der größten 
Helligkeit und bleibt da. Du mußt schon dafür sorgen, daß der 
Fototransistor nur die Umgebungshelligkeit "sieht".

Ansonsten ist das trivial.
1
3.3V o--*--[R2]--Q1--*--[R1]--o GND
2
        |            |
3
        '--[R3]------*--------> U_regel

Spannungsteiler aus Fototransistor Q1 und Widerstand R1. In Reihe mit Q1 
ein Widerstand R2, der die Spannung bei maximaler Helligkeit (Q1 ~ 0Ω) 
einstellt. Ein dritter Widerstand R3 parallel zu Q1 und R2. Der bestimmt 
die Ausgangsspannung bei Dunkelheit (Q1 ~ ∞). Also etwa R1=10K, R2=10K 
gibt U_max=1.65V und R3=100K gibt U_min=0.3V.

Die Steilheit der Regelung hängt vom konkreten Fototransistor ab. Das 
kann man mit dem Widerstandsgrundwert einstellen. Die Eckwerte sind ja 
nur von Verhältnis der Widerstände abhängig.

: Bearbeitet durch User
von Timo F. (t_fox)


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Hier die Lösung, war dann doch recht trivial, stand wie gesagt, einfach 
aufm Schlauch.

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