Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Strom-/Spannungsquelle regelbar 1,5V, 3V, 9V (+-0,5V), 0..20mA


von T. S. (d-platoon)


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Hallo zusammen,

da es vermutlich nichts fertiges gibt (zumindest hab ich nichts 
gefunden), möchte ich eine kleine Schaltung basteln. Im Endeffekt wie 
ein Labornetzgerät als einstellbare Strom- und Spannungsquelle. Sprich 
so lange der Strom unterm Limit liegt, ists ne Spannungsquelle. Liegt er 
überm Limit, wird die Spannung runter geregelt.
Können meine Labornetzteile prinzipiell, ABER nicht in der feinen 
Einstellbarkeit:
Stromlimit: 0..20mA einstellbar
Spannungen in drei Bereiche per Schalter wähl- (1,5V, 3V und 9V) und 
dann jeweils mit dem Poti ca. +-0,5V einstellbar.
Die Versorgungsspannung würde ich aus dem Bauch heraus bei 12V DC 
ansetzen (ist aber prinzipiell verhandelbar).

Jetzt habe ich schon mit dem LM317 rumprobiert. Der geht aber leider nur 
bis 1,25V runter, das passt im untersten Spannungsbereich leider nicht 
mehr. Außerdem habe ich es damit mit der Stromregelung nicht wirklich 
hinbekommen.

Daher die Frage: Gibt's ein IC, das meine Anforderungen abdecken kann 
(welches ich noch nicht entdeckt habe) oder würdet ihr das eher als 
OP-Amp-Schaltung aufbauen? Letzteres wäre vermutlich um einiges 
komplexer.

Viele Grüße

von Nemopuk (nemopuk)


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von Alexander S. (alesi)


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Das ist aber nicht auf 1 mA genau.

Lastausregelung:
Spannung: <0,01%+2 mV
Strom: <0,1%+10 mA

Netzausregelung:
Spannung: <0,01%+3 mV
Strom: <0,1%+3 mA

Genauigkeit (bei 25°C +/- 5°C):
Spannung: <0,5%+20 mV
Strom: <0,5%+ 10 mA

Restwelligkeit (20 Hz - 20 MHz):
Spannung: <2 mV rms
Strom: <3 mA rms

von Michael B. (laberkopp)


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T. S. schrieb:
> Gibt's ein IC, das meine Anforderungen abdecken kann

Da es nur 20mA liefern muss: ja, ein OpAmp (Operationsverstärker) dual, 
wie LM358.

Wenn deine 12V genau genug sind, nutze lediglich einen Spannungsteiler 
um die 1.5, 3 und 9V zu erzeugen und ein Poti um die um +/-0.5V zu 
verstellen


und zur Stromregelung nutze den zweiten OpAmp, der den Spannungsabfall 
an einem shunt misst und mit dem mit einem zweiten Poti eingestellten 
Maximalstrom vergleicht und daraufhin ggf. den ersten OpAmp abregelt.

von Andrew T. (marsufant)


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T. S. schrieb:
> Daher die Frage: Gibt's ein IC, das meine Anforderungen abdecken kann
> (welches ich noch nicht entdeckt habe) oder würdet ihr das eher als
> OP-Amp-Schaltung aufbauen? Letzteres wäre vermutlich um einiges
> komplexer.

Reicht Dir ein Einzelstück?  Oder machst Du Grossserie?

Der uralte L200 kann dies Regelung.
https://www.experimentalistsanonymous.com/diy/Datasheets/L200.pdf

dort Fig. 23 und insbesondere die Fussnote unter der Abbildung beachten.
So funktioniert es ab 0V.

Was übrignes auch bei mLM317 ähnlich geht .-)
Jedoch ist die Strombegrenzung beim L200 etwas eleganter.

von Alexander S. (alesi)


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Hier gibt es auch noch Vorschläge, z.B. 5V-U/I-Regler (2x LM385), 
5V-U/I-Regler (1x LM385) oder 20V-U/I-Regler (Var. 2).

http://pegons-web.de/2power1.html

(weit herunter scrollen)

von T. S. (d-platoon)


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Das ging ja flott mit den Antworten.

Das fertige Netzteil vom Reichelt ist a) aus Kostengründen und b) 
aufgrund der nicht ganz so passenden Spezifikationen aus dem Rennen.

Michael B. schrieb:
> Da es nur 20mA liefern muss: ja, ein OpAmp (Operationsverstärker) dual,
> wie LM358.
> Wenn deine 12V genau genug sind, nutze lediglich einen Spannungsteiler
> um die 1.5, 3 und 9V zu erzeugen und ein Poti um die um +/-0.5V zu
> verstellen
> und zur Stromregelung nutze den zweiten OpAmp, der den Spannungsabfall
> an einem shunt misst und mit dem mit einem zweiten Poti eingestellten
> Maximalstrom vergleicht und daraufhin ggf. den ersten OpAmp abregelt.
Ich kann nicht sicherstellen, dass die 12V präzise sind.
Aber Alexander hat ja einen Link zu Pegon's Elektronik genannt. Die 
Schaltungen dort scheinen recht robust bzgl. der Eingangsspannungen zu 
sein.

Alexander S. schrieb:
> Hier gibt es auch noch Vorschläge, z.B. 5V-U/I-Regler (2x LM385),
> 5V-U/I-Regler (1x LM385) oder 20V-U/I-Regler (Var. 2).
> http://pegons-web.de/2power1.html
> (weit herunter scrollen)
Das geht schon sehr nahe an das, was ich wollte. Allerdings sind die 
Schaltungen einigermaßen komplex. Ist per se nicht schlimm, aber es 
macht den Aufwand eben etwas größer. Den geh ich ein, wenn die einfache 
Variante scheitert ;-)

Andrew T. schrieb:
> Reicht Dir ein Einzelstück?  Oder machst Du Grossserie?
> Der uralte L200 kann dies Regelung.
> https://www.experimentalistsanonymous.com/diy/Datasheets/L200.pdf
> dort Fig. 23 und insbesondere die Fussnote unter der Abbildung beachten.
> So funktioniert es ab 0V.
> Was übrignes auch bei mLM317 ähnlich geht .-)
> Jedoch ist die Strombegrenzung beim L200 etwas eleganter.
Das ist tatsächlich auf den ersten Blick genau das, was ich gesucht 
habe. Der L200 scheint zwar nicht mehr produziert zu werden, aber es 
scheint noch ein paar Quellen dafür zu geben. Einen TSL MA741 habe ich 
sogar noch einen rumliegen.

Einzig das Bereitstellen einer negativen Spannung ist etwas lästig.
Theoretisch könnte ich doch die Schaltung mit z.B. 24V DC versorgen und 
einen LM7805 (davon habe ich noch einige hier) verbauen. Die +5V sind 
dann die "Masse" der Schaltung und Masse vom LM7805 würde ich mit Punkt 
A in Figure 23 verbinden. Somit bleiben der Schaltung noch 19V zwischen 
"Masse" und den 24V vom Netzteil. Oder habe ich hier einen Denkfehler?
Ich hoffe, mein Gedankengang ist klar. Sonst muss ich nachher kurz ne 
Schaltung am anderen PC pinseln.

: Bearbeitet durch User
von Jens G. (jensig)


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T. S. schrieb:
> Einzig das Bereitstellen einer negativen Spannung ist etwas lästig.
> Theoretisch könnte ich doch die Schaltung mit z.B. 24V DC versorgen und
> einen LM7805 (davon habe ich noch einige hier) verbauen. Die +5V sind
> dann die "Masse" der Schaltung und Masse vom LM7805 würde ich mit Punkt
> A in Figure 23 verbinden. Somit bleiben der Schaltung noch 19V zwischen
> "Masse" und den 24V vom Netzteil. Oder habe ich hier einen Denkfehler?

Ja, Du hast einen Denkfehler. Denn der die L200-Schaltung würde das 
5V-Potential nach oben ziehen, und der 5V-Regler kann nix dagegen 
machen, da er nicht nach unten ziehen/gegenhalten kann. Hat ja 
schließlich keinen Gegentaktausgang ...
Wenn schon, dann einen Negativregler (-15V oder -18V)stattdessen nehmen, 
der nach unten ziehen kann.

von Jörg R. (solar77)


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T. S. schrieb:
> Andrew T. schrieb:
>> Reicht Dir ein Einzelstück?  Oder machst Du Grossserie?
>> Der uralte L200 kann dies Regelung.
>> https://www.experimentalistsanonymous.com/diy/Datasheets/L200.pdf
>> dort Fig. 23 und insbesondere die Fussnote unter der Abbildung beachten.
>> So funktioniert es ab 0V.
>> Was übrignes auch bei mLM317 ähnlich geht .-)
>> Jedoch ist die Strombegrenzung beim L200 etwas eleganter.
> Das ist tatsächlich auf den ersten Blick genau das, was ich gesucht
> habe. Der L200 scheint zwar nicht mehr produziert zu werden, aber es
> scheint noch ein paar Quellen dafür zu geben.

2 Stück L200 könntest du von mir bekommen, gegen Portoerstattung. Wenn 
du Interesse hast schicke mir eine PN mit deiner Mailadresse.

von Jük P. (tik-tak)


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Warum nimmst du als Grundlage nicht PC atx Netzteil?

von T. S. (d-platoon)


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Jens G. schrieb:
> Ja, Du hast einen Denkfehler. Denn der die L200-Schaltung würde das
> 5V-Potential nach oben ziehen, und der 5V-Regler kann nix dagegen
> machen, da er nicht nach unten ziehen/gegenhalten kann. Hat ja
> schließlich keinen Gegentaktausgang ...
> Wenn schon, dann einen Negativregler (-15V oder -18V)stattdessen nehmen,
> der nach unten ziehen kann.

Okay, habs verstanden. Also so, richtig?

24V ---L7815---- +15V
         |
         O------ GND
         |
0V  ---L7905---- -5V

Die Kondensatoren ausm Datenblatt hab ich jetzt einfach mal weggelassen.
L7815 und L7905 hätte ich halt gerade noch hier liegen und sollten ja 
bzgl. der Spannungen locker reichen.

Jük P. schrieb:
> Warum nimmst du als Grundlage nicht PC atx Netzteil?
Es darf durchaus noch einigermaßen kompakt bleiben und 24V hätte ich 
hier direkt abgreifbar.

: Bearbeitet durch User
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