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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Verständnis Fragen zu Strombegrenzung


Autor: Tim J. (tim13)
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Guten Tag,

ich habe eigentlich zwei verschiedene Strombegrenzungschaltungen bei 
Längsreglern gefunden, entweder wird die Basis Spannung zur Regelung 
über einen Transistor auf Masse gezogen oder solch eine Schaltung wie 
ich sie angehängt habe.

Zur ersten Möglichkeit (Basis auf Masse ziehen):
Für mich ist das ganze eher eine Sicherung die sich dauernd ein/aus 
Schaltet.
Im Falle eines zu hohen Stroms wird die Basis auf Masse gezogen. Dann 
sinkt die Ausgangs Spannung und natürlich auch der Strom.
Aber wenn der Strom sinkt sperrt der Strombegrenzung Transistor ja auch 
wieder, d.h. Ausgangs Spannung und Strom steigen wieder. Da sich am Last 
Teil  ja nichts geändert hat zieht der Transistor die Basis ja auch 
direkt wieder auf Masse ...
Das geht dann praktisch endlos so weiter. ich sehe nicht wirklich wo da 
die Strombegrenzung ist, vielmehr sehe ich da nur eine Art Sicherung die 
aber nicht wirklich was bringt, es fließt ja doch immer wieder kurz 
Zeitig ein zu hoher Strom.

Die angehängte Strombegrenzung verstehe ich ebenfalls nicht. Alles was 
ich dabei verstehe ist das der Transistor bei einem entsprechendem Strom 
schaltet. Das ganze ist für mich eher eine Schaltung zum rösten der 
Regelung (bei einem zu hohen Strom schaltet der Transistor und es fließt 
ein höherer Strom durch den regelungs Teil.

Autor: Stefan (Gast)
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Zur 1. Möglichkeit:
Da darfst das nicht so "schwarz/weiß", oder in diesem Fall "an/aus", 
sehen. Der Transistor schaltet nicht dauernd an und aus, sondern regelt 
den Strom auf einen bestimmten Wert. An meinem Labornetzteil etwa habe 
ich eine einstellbare Strombegrenzung, wenn ich die z.B. auf 2A Stelle, 
auf 12V aufdrehe und eine dicke Last dranhänge, fällt die Spannung 
soweit zurück dass eben genau 2A fließen.

Stefan

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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angehängte Schaltung.
Beispiel oberer Widerstand hat 1 ohm. dann fallen bei 0,7A 0,7V ab. Der 
untere Transistor wird leitend und schliesst die Basis-Emitterstrecke 
des oberen Transistors kurz, so dass dieser etwas sperrt und den Strom 
so reduziert, dass gerade 0,7V am Widerstand abfallen. Der Strom ist 
somit konstant

Autor: Der Micha (steinadler)
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Mal ne Dumme Frage: Wo ist denn hier Masse und wo ist Plus?
Der Verbraucher müsste doch der obere Widerstand sein, oder?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Micha R. (steinadler)

>Mal ne Dumme Frage: Wo ist denn hier Masse und wo ist Plus?

Plus ist der linke obere Anschluss. Der linke untere ist die 
Steuerspannung/Steuerstrom für den linken oberen Transistor 
(Leistungstransistor). der rechte Tranistor macht die Strombegrenzung 
(Kleinsignaltransistor reicht). Über den rechten Anschluss (mit Pfeil 
nach rechts) geht es über den Lastwiderstand gegen Masse (der 
Lastwiderstand ist hier nicht eingezeinet).

>Der Verbraucher müsste doch der obere Widerstand sein, oder?

Nö, das ist der Strommesswiderstand. Der senkrecht stehende Widerstand 
ist der Basisvorwiderstand fürden Strombegrenzungstransistor, auch wenn 
der hier etwas überflüssig ist.

MFG
Falk

Autor: Der Micha (steinadler)
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Könnten wir als Basis mal diese Zeichnung nehmen?

Hier ist doch auch oben Plus und unten Masse?
Ich versteh hier irgendwie die Funktionsweise nicht.

Wie kommt denn die Steuerspannung für T2 zustande?

Autor: Tcf Kat (tcfkat)
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Auch, wenn der Thread schon alt ist...
@tim13: Richtig, das Teil begrenzt nur den Strom, da ist keinerlei 
thermischer Schutz drin, dafür ist der User selber verantwortlich 
(ausreichend kühlen oder separaten Schutz einbauen).

@steinadler: Links oben wird eingespeist, rechts oben geht es zum 
Verbraucher (der gegen Masse liegt). Der Widerstand in Reihe ist ein 
Messshunt, und hat nichts mit dem Verbraucher zu tun.

Autor: Der Micha (steinadler)
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Angenommen ich speise 10V ein, dann würde doch der untere Transistor 
durchgesteuert werden?

Autor: Tcf Kat (tcfkat)
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@steinadler Post v. 16:31: Steht doch da, der Strom, der durch den 
Verbraucher und damit durch den Shunt fließt, erzeugt die Spannung Ube 
für T2... wo ist das Problem? Wenn die Spannung=Strom groß genug ist, 
leitet der T2, und der zieht dann den T1 herunter.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Micha R. (steinadler)

>Könnten wir als Basis mal diese Zeichnung nehmen?

Ja.

>Hier ist doch auch oben Plus und unten Masse?

Wenn du damit Ue meinst, dann ja.

>Wie kommt denn die Steuerspannung für T2 zustande?

Ganz einfach. Der Ausgangsstrom I_RM fliesst über den Widerstand RM. Bei 
geringen Strömen ist der Spannungsabfall klein (0...500mV). Dabei ist T2 
gesperrt, weil die Basis_Emitterspannung (welche gleich U-RM ist!) zu 
klein ist. Steigt der Strom I_RM nun an un erzeugt ca. 0,7V 
Spannungsabfall über RM beginnt T2 zu leiten, die 
Kollektor-Emitterstrecke wird niederohmig. Damit fliesst aber ein Teil 
des Stroms, welcher bisher in die Basis von T1 geflossen ist, über den 
Kollektor von T2 zur Last. Damit bekommt T1 weniger Basisstrom und der 
Ausgangsstrom wird dadurch geringer (Gegenkopplung).

MfG
Falk

Autor: Der Micha (steinadler)
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Aber wenn angenommen UE=5V, dann würden doch an der Basis von T2 genau 
die 5V anliegen, oder???

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Micha R. (steinadler)

>Aber wenn angenommen UE=5V, dann würden doch an der Basis von T2 genau
>die 5V anliegen, oder???

Nein, T2 hat ein anderes Bezugspotential. Nicht Masse (wie bei den 
meisten Bauteilen, sondern Plus vom Lastwiderstand.

MfG
Falk

Autor: Tcf Kat (tcfkat)
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Sorry, da fehlen wohl einige Elektronikgrundlagen... lesen, lesen, 
lesen...

Autor: TOM (Gast)
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Für den Fall das T1 voll leitet, ja. z.B. wenn keine Last angeschlossen 
ist oder ILast < IMax

Für was ist D1?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ TOM (Gast)

>Für den Fall das T1 voll leitet, ja. z.B. wenn keine Last angeschlossen
>ist oder ILast < IMax

Was ist dann? Zitate sind ungemein nützlich.

>Für was ist D1?

Das ist die Spannungsreferenz, welche die Ausgangsspannung bestimmt.

MFG
Falk

Autor: Tcf Kat (tcfkat)
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TOM wrote:
> Für den Fall das T1 voll leitet, ja. z.B. wenn keine Last angeschlossen
> ist oder ILast < IMax

Was für ein Unfug! Das wäre der erste bipolare Transistor, bei dem 
Uce=0V wird.

> Für was ist D1?

Damit hast Du Dich dann qualifiziert.

Autor: Der Micha (steinadler)
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Falk Brunner wrote:
> Nein, T2 hat ein anderes Bezugspotential. Nicht Masse (wie bei den
> meisten Bauteilen, sondern Plus vom Lastwiderstand.
>
> MfG
> Falk

Hm stimmt.
Jetzt wo du's sagst, versteh ich das.
Das, mit dem Bezugspotential ist mir gar nicht aufgefallen.

Also wenn man davon ausgeht und die Regelung weglässt, dass
Rm = 1 Ohm,
Ue = 5 V,

würde, bei einem Kurzschluss des Rl durch Rm ein Strom von 5 A fließen, 
das hieße 25 W an Rm sein?

Und wie kann ich berechnen, ab welchem Strom die Spannung Ube die 0,7 V 
erreicht?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Micha R. (steinadler)

>Also wenn man davon ausgeht und die Regelung weglässt, dass
>Rm = 1 Ohm,
>Ue = 5 V,

>würde, bei einem Kurzschluss des Rl durch Rm ein Strom von 5 A fließen,
>das hieße 25 W an Rm sein?

Naja, dann müsste aber T1 Null Volt Sättigungsspannung haben.

>Und wie kann ich berechnen, ab welchem Strom die Spannung Ube die 0,7 V
>erreicht?

Mit dem Ohmschen Gesetz?

I = U / R = 0,7 V / 1 Ohm = 0,7A.

MfG
Falk

Autor: Emil (Gast)
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Hallo
und entschudigt das ich diesen Thread wieder aufmache, aber ich habe mit 
genau dieser Schhaltung ebenfalls ein Problem.

http://www.mikrocontroller.net/attachment/26716/02041321.gif

Der Sinn dieser Schaltung ist klar nur möchte ich nun einen Strom auf 
10A begrenzen bei 12V! Ich sehe das doch also richtig das ich einen 
SenseRM von ca. 0,07 Ohm verbauen müsste? Der dann trotzdem 120W 
abkönnen muss? Solche Widerstände kosten mich dann aber mal locker 50€ 
aufwärts. Oder mache ich einen Denkfehler?

Es handelt sich hierbei um einen Motoranlaufstrom und ich habe in einem 
anderen Thread gelesen, dass sich dieser Strom auch über eine 
Induktivität begrenzen läßt, gilt das auch für DC Spannungen und wie 
genau/zuverlässig arbeitet das bei großen Strömen?

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Autor: Paul Baumann (Gast)
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Da P=I(Quadrat)*R ist wäre die Leistung an Deinem Widerstand:

10A*10A*0,07Ohm = 7 Watt

...und das geht doch noch einigermaßen. ;-)

MfG Paul

Autor: Emil (Gast)
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:rolleyes:
uiuiui also doch ein Denkfehler meinerseits, ich hatte mit 12V*10A 
gerechnet aber die fallen da dann ja garnicht ab...
kopf--->tastatur
aber danke fürs Geraderücken :)

Autor: Paul Baumann (Gast)
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Bitte.

Paul

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