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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Artikel: Konstantstromquelle


Autor: Axel (Gast)
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Hallo,

ich habe den Artikel zur Konstantstromquelle
http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle
mal etwas bearbeitet. In den nächsten Tagen werden ich mal die Threads 
aus dem Forum durchsuchen, auswerten und das in dem Artikel 
zusammenfassen. Fall jemand etwas beitragen will, ist er dazu herzlich 
eingeladen.

Axel

: Verschoben durch Admin
Autor: anonymous (Gast)
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Ich habe gerade keine Zeit (Ausrede No1 ;) ), aber könntest du noch ein 
paar Sache mit hineinbringen?

Soweit ich weiß, kann man eine Konstantstromquelle auch mittels LM26xx 
oder MC34063 aufbauen, das sind zwar Konstantspannungsquellen, aber es 
geht.

Was ich ausprobiert habe ist eine Schaltung von www.led-treiber.de. Das 
funktioniert, ist aber vielleicht nicht so schön.

Eine weitere Möglichkeit sind die diversen step-up led-treiber von 
national semi usw. Gerade bei step-up ist es schwierig  sich zu 
orientieren.

Natürlich nur wenn du Zeit und Lust hast :) Ich habe mich einmal 
hindurchgewühlt. Es wäre schon gut, wenn die ein, zwei sinnvolle Threads 
verlinkst. Die meisten gehen in sinnlosen geflame unter und es ist 
zeitverschwendung, sie durch zu lesen.

Autor: Axel (Gast)
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Ist mal notiert als Platzhalter. :)

Autor: Axel (Gast)
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Hat jemand hier Details zum Startverhalten der angegebenen 
Konstantstromquellen? Also z.B. mit welcher Frequenz man die maximal 
ein- und ausschalten kann oder wie sich der Strom am Anfang verhält?

Autor: Der Techniker (_techniker_)
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@Axel:
Ich Umgehe das Problem der Einschwingzeit mittels einem Mosfet, der die 
eigendliche Last (=LED) kurzschließt. Habe festgesetellt, dass eine 
derartige Laständerung wesentlich einfach in Griff zu bekommen ist, das 
direktes ein/ausschalten der Konstantstromquelle.

Autor: Axel (Gast)
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Wie machst du das dann, wenn keine Last dran ist? Den Strom einfach über 
einen Widerstand leiten? Irgendwo muss der ja hin gehen.....

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Ich denke mal er schließt die Last kurz.

In dem Artikel steht unter Nachteile bei der Stromquelle mit 
Bipolartransistoren, dass die Verlustleistung höher wäre. Das macht 
irgendwie keinen Sinn, denn egal ob Bipolar oder FET, die ungenutze 
Spannung wird bei beiden verbraten...

Autor: Axel (Gast)
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Ich raffe das wohl noch immer nicht. Was genau heisst "Last 
kurzschliessen" denn? Ich interpretiere das so, dass in dem Fall z.B 
beide Anschlüsse der LED  zusammengeschaltet werden. Und in dem Fall 
gibt es ja dann keine Last mehr - nur wo geht dann der Strom hin? 
Irgendeinen Verbrauche muss ich doch haben...?

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Ja, dann verheizt die Konstantstromquelle eben die gesamte Leistung.

Autor: Falk (Gast)
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@ Axel

>Ich raffe das wohl noch immer nicht. Was genau heisst "Last
>kurzschliessen" denn? Ich interpretiere das so, dass in dem Fall z.B
>beide Anschlüsse der LED  zusammengeschaltet werden. Und in dem Fall

Genau.

>gibt es ja dann keine Last mehr - nur wo geht dann der Strom hin?

Der Weg alles Irdischen. Der Strom fliess nach Masse. Und die 
Stromquelle bekommt die volle Betriebsspannung ab und muss 
dementsprechend die Leistung verbraten. Ob das so sinnvoll und notwenig 
ist, sei dahingestellt. Ich behaupte mal, dass eine Stromquelle mit 
LM317 ein überaus passables Einschaltverhalten zeigt und somit die 
Brachialmethode überflüssig ist.

MfG
Falk


Autor: antworter (Gast)
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>Soweit ich weiß, kann man eine Konstantstromquelle auch mittels LM26xx
>oder MC34063 aufbauen, das sind zwar Konstantspannungsquellen, aber es
>geht.

Eine "schaltgeregelten" Konstantstromquelle würde ich auch sehr gerne 
sehen :-)

Ein sehr schöner Artikel von EDN dazu:

http://www.edn.com/contents/images/53002di.pdf (Artikel auf letzter 
Seite)

Autor: Axel (Gast)
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> Der Strom fliess nach Masse. Und die Stromquelle bekommt die volle
> Betriebsspannung ab und muss dementsprechend die Leistung verbraten.
> Ob das so sinnvoll und notwenig ist, sei dahingestellt. Ich behaupte

Macht das ein normales Netzteil so ohne weiteres mit - also wird
dann einfach nur schön warm? Oder verabschiedet sich das dann
irgendwann mal?

> mal, dass eine Stromquelle mit LM317 ein überaus passables
> Einschaltverhalten zeigt und somit die Brachialmethode überflüssig ist.

Was ist denn genau "überaus passabel", kannst du das irgendwie in
ns ausdrücken oder eine Ein/Aus Frequenz angeben, über das sich
der Strom dann nicht mehr stabilisiert.
Mich interessiert bei den Schaltungen auch, was genau passiert - also 
steigt der Strom einfach von 0 an oder schwingt sich das ein, so dass 
auch
mal höhere Ströme fliessen können, bis das stabil ist?

Autor: Andreas K. (a-k)
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> Macht das ein normales Netzteil so ohne weiteres mit

Seit wann hat ein Netzteil Probleme mit konstanter Last?

Autor: Der Techniker (_techniker_)
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> Ja, dann verheizt die Konstantstromquelle eben die gesamte Leistung.

Genau so meinte ich das.. ;-)

> Ich behaupte mal, dass eine Stromquelle mit LM317 ein überaus passables
> Einschaltverhalten zeigt und somit die Brachialmethode überflüssig ist.

Da irrst du leider.. :-/
Mir hat so ein doofer LM317 durch einen Überschwinger (hatte ich damals 
mitgeloggt) einen Prüfling zerstört.. :(

Autor: Axel (Gast)
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> Mir hat so ein doofer LM317 durch einen Überschwinger (hatte ich
> damals mitgeloggt) einen Prüfling zerstört.. :(

Das ist doch gleich mal was, das sich in dem Konstantstromquelle-Artikel 
verwenden lässt. Wenn du da noch ein paar Details hast, wäre das evtl. 
noch besser. :)


Axel

Autor: Falk (Gast)
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@ Der Techniker

>> Ich behaupte mal, dass eine Stromquelle mit LM317 ein überaus passables
>> Einschaltverhalten zeigt und somit die Brachialmethode überflüssig ist.

>Da irrst du leider.. :-/
>Mir hat so ein doofer LM317 durch einen Überschwinger (hatte ich damals
>mitgeloggt) einen Prüfling zerstört.. :(

Hmm, ist das ein prinzipieller Fehler des LM317 oder eher deiner 
Schaltung?
Ist das Problem nachvollziehbar?
Wenn du es mitgeloggt (schönes Wort ;-) hast, kannst du dann den 
Stromverlauf darstellen? Und die Schaltung dazu?

MFG
Falk


Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Hier mal eine einfache Konstantstromquelle mit einem MC34063:
Der Ausgangsstrom beträgt 1,25V/Rx, die Spannung an der Last muss 
mindestens 5V betragen, die Stromquelle ist also nicht kurzschlussfest. 
Das ganze kann man z.B. für mehrer LEDs in Reihe verwenden um diese mit 
5V oder mit 4x 1,5V Batterien zu betreiben. Weiterhin ist zu beachten, 
dass die Schaltung auch nicht leerlauffest ist: Im Leerlauf läuft die 
Spannung auf >40V, und dann geht der MC34063 kaputt. Daher sollte man 
zur Sicherheit eine 30-40V Z-Diode parallel zur Last legen, wenn es 
passieren kann, dass die Last abgeklemmt wird. Aufgrund des Elkos am 
Ausgang ist die Stromquelle recht träge.

Autor: Andreas K. (a-k)
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Bei dieser Schaltung seh ich schwarz.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Lustig, bei mir auf dem Rechner funktioniert das Bild. Hier nochmal als 
gif.

Autor: Falk (Gast)
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@ Benedikt K. (benedikt)

>Hier mal eine einfache Konstantstromquelle mit einem MC34063:

Das Bild ist rabenschwarz.

>passieren kann, dass die Last abgeklemmt wird. Aufgrund des Elkos am
>Ausgang ist die Stromquelle recht träge.

Wozu dann der Elko?

MFG
Falk


Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Und hier eine weitere Version als Step-Down:
Diese Version ist Leerlauf und Kurzschlussfest. Allerdings entläd sich 
der Elko erstmal in die Last, wenn man diese im Betrieb anklemmt. 
Dadurch kann die Last und der MC34063 beschädigt werden. In diesen 
Fällen sollte man daher  einen Widerstand zwischen Rx und Pin5 vom 34063 
einbauen, damit dieser nicht beschädigt wird. Das gleiche gilt auch bei 
der Step-Up Version.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Falk wrote:

>>passieren kann, dass die Last abgeklemmt wird. Aufgrund des Elkos am
>>Ausgang ist die Stromquelle recht träge.
>
> Wozu dann der Elko?

Das ganze ist ein Schaltregler. Ohne Elko hat man keine Gleichspannung 
sondern eine gepulste Rechteckspannung am Ausgang.

Autor: Falk (Gast)
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OK, besser.

Aber sollte man nicht

a) die Z-Diode zur Spannungsbegrenzung gleich einzeichnen
b) Den Sense Widerstand Rx nicht kleiner machen und per OPV die Spannung 
wieder verstärken? Denn So eine Stromquelle mit Schaltregler ist ja 
vorzugsweise für grosse Lasten gedacht ala LUXEON LEDs etc. Wenn dort 
bei 350mA 1,25V abfallen sind das immerhin ~440mW. Nicht soooo wild, 
aber unschön.
c) Muss C1 so gross sein?

MfG
Falk

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Falk wrote:
> a) die Z-Diode zur Spannungsbegrenzung gleich einzeichnen

OK, mach ich. Wenn z.B. die LEDs aber direkt auf der Platine sind, kann 
darauf aber verzichten. Nur wenn ein Kabel zwischen 34063 und LEDs sind 
solle man diese einbauen.

> b) Den Sense Widerstand Rx nicht kleiner machen und per OPV die Spannung
> wieder verstärken? Denn So eine Stromquelle mit Schaltregler ist ja
> vorzugsweise für grosse Lasten gedacht ala LUXEON LEDs etc. Wenn dort
> bei 350mA 1,25V abfallen sind das immerhin ~440mW. Nicht soooo wild,
> aber unschön.

Das ist eine Möglichkeit, ich habe das ganze erstmal so einfach wie 
möglich gemacht. Allerdings macht das bei der StepUp Variante kaum Sinn, 
denn diese ist bevorzugt bei Spannungen >10V einzusetzen, und dann gehen 
nur <10% verloren. Es gibt andere ICs die weitaus besser für 
Stromquellen geeignet sind, diese haben dann teilweise nur 50mV statt 
den 1,25V auf die am Feedback Pin geregelt werden. Dafür ist der 34063 
aber weit verbreitet und günstig überall zu bekommen.

> c) Muss C1 so gross sein?

Bei der StepUp Variante je nach Strom und gewünschtem Ripple teilweise 
ja, bei der StepDown Variante kann man eigentlich auf diesen verzichten, 
wenn die Induktivität größer gewählt wird.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Ich habe das ganze nochmal ein wenig ordentlicher gezeichnet. Die 
Bauteilwerte sind alle relativ unkritisch. Je nach Betriebsspannung sind 
die Bauteilwerte etwas anzupassen um den optimalen Wirkungsgrad und die 
beste Performance zu erziehlen. Die eingezeichneten Bauteilwerte sind 
für geringe Ströme (<100mA) und Eingangsspannungen zwischen 5 und 15V 
ausgelegt. R2 sollte bei hohen Spannungen vergrößert werden. Wie man die 
Werte genau berechnet steht in der Application Note AN920/D:
http://www.onsemi.com/pub/Collateral/AN920-D.PDF

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Bei der Stepdown Version kann man die Elkos noch kleiner machen, wenn 
man die Spule vergrößert. Wie immer ist das ein Kompromiss zwischen 
Wirkungsgrad, Kosten und Bauteilgröße.

Autor: Falk (Gast)
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@ Benedikt K.

Und nun nur noch in den Wiki-Artikel einfügen. ;-)

MFG
Falk

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Das überlasse ich anderen Leuten...

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Könnte mal jemand noch das andere Bild einfügen und einen Abschnitt für 
den Text ? Ich habe leider keine Ahnung wie das funktioniert, ich kann 
nur den Text bearbeiten.

Autor: Falk (Gast)
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@ Benedikt K. (benedikt)

>Könnte mal jemand noch das andere Bild einfügen und einen Abschnitt für

Hab ich gemacht.

>den Text ? Ich habe leider keine Ahnung wie das funktioniert, ich kann
>nur den Text bearbeiten.

Dann solltest du es lernen. Ist wirklich einfach. Probiers mal. Man kann 
ja so schnell nix kaputt machen ;-)

MFG
Falk



Autor: Stephan Henning (stephan-)
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Hallo Leute,

auf www.led-treiber.de sind noch einige Ideen dazu. Speziell mit 
TDA2050.
Damit will ich mal was mit Akkus probieren aber mit (A2030).
Vielleicht findet ihr da noch was interessantes.

Gruß Stephan

Autor: Axel H. (axelh)
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> Ich Umgehe das Problem der Einschwingzeit mittels einem Mosfet, der die
> eigendliche Last (=LED) kurzschließt.

Muss das eigentlich unbedingt ein Mosfet sein oder tut das auch jeder 
andere Transistor, solange er den Strom verträgt?

Autor: Der Techniker (_techniker_)
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Normalerweise isses hier wurscht.. :)

Autor: Mathias (Gast)
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Hallo,

Hat jemand einen Schaltplanentwurf für eine Konstantstromquelle mit dem 
besagten MC34063A als Buck/Boost-Aufbau (Invertierender Aufbau)?

Autor: Euro (Gast)
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Datenblatt Seite 8, anstelle der Ausgangsspannung misst du über nen 
Shunt gegen Masse.

Autor: Mathias (Gast)
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Den Shunt zwischen Pin 5 und Masse? Oder sehe ich da was Falsch?

Gibts vielleicht irgendwo ein Schaltbild?

Autor: Simulant (Gast)
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Mathias schrieb:
> Gibts vielleicht irgendwo ein Schaltbild?

Scroll ganz nach oben, klick auf den Link im ersten Beitrag.

Autor: Mathias (Gast)
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Diese Schaltbilder in dem Link im ersten Beitrag sind für Step Up und 
Step Down.

Ich habe es so aufgebaut und habe dann nur 1,3V am Ausgang!

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