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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 1A Konstantstrom


Autor: GMan (Gast)
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Moin
Ich brauche eine Konstantstromquelle die zwischne 50mA und 1,5A liefert.
Der Strom soll aber über einen AVR-Controller eingestellt werden können. 
Hat dazu jemand einen Schaltungsvorschlag?
PWM wollte ich ungern nutzen da ich sauberen Gleichstrom brauche.

Autor: Mandrake (Gast)
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Ist doch recht einfach.
Such dir einen entsprechenden OP aus, der deinen Ausgangsstrom liefern 
kann, oder erweitere einen billigen Standard-OP mit einem Transistor am 
Ausgang.
Ich werde mal die Variante mit einem Bipolar-Transistor beschreiben. Du 
kannst natürlich auch einen MOSFET nehmen und die Schaltung etwas 
anpassen.

Also:
OP= LM358 oder was ähnliches.
Am Ausgang des OP einen NPN-Transistor mit der Basis anschließen (Der 
Transistor sollte natürlich deine geforderten 1,5A aushalten).
Vom Emitter geht eine Leitung zurück an den invertierenden Eingang des 
OP.
Weiter wird ein Widerstand R1 vom Emitter gegen GND geschaltet.
Zwischen Kollektor des Transistors und VCC wird deine Last geschaltet.
An den nicht invertierenden Eingang des OPs kommt ein Ausgang eines 
DA-Wandlers, den du mit deinem Kontroller steuerst.
Fertig.

Funktionsprinzip:
Der OP bildet mit Transistor und R1 einen Regelkreis. Dieser Regler 
steuert den Transistor immer so aus (lässt also genau soviel Strom 
fließen), dass die Spannung über R1 die Gleiche ist wie die an dem nicht 
invertierten Eingang.
Dein steuerbarer Ausgangsstrom ist also die Ausgangsspannung deines 
AD-Wandlers Uad dividiert durch R1.

Ia = Uad/R1

Das ist erst einmal eine grobe Schaltungsidee die noch etwas verfeinert 
werden muss.
Tip: In LTSpice simulieren und weiterentwickeln.

Autor: nemon (Gast)
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mandrake: du meinst vermutlich sowas:
http://www.modding-faq.de/index.php?artid=518
nur,d ass anstele des lüfters z.b. ein 0,1ohm-shunt angeschlossen wird 
und zwischen fet und shunt die last angeklemmt wird. habe ich bei mir 
fürs fahrrad als led-konstantstromquelle verwendet. läuft gut.

Autor: GMan (Gast)
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Ein AVR hat aber keinen DA-Wandler! Also müsste ich dann noch AD Wandler 
haben, kannst du einen empfehlen?
Und wenn dich dann AD Wandler habe, könnte ich dann nicht einfach LM317 
nehmen und Poti duch Transistor ersetzen?

Autor: nixcheck (Gast)
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Der LM317 ist ein Spannungsregler und du wolltest doch eigentlich den 
Strom regeln? Kann es saien das du zudem noch DA un AD verwechselst ?

Für die ursprüngliche Fragestellung war Mandrakes Vorschlag schon die 
erste Wahl.
Dank der Ansteuerung mittel einer Spannung, kannst du das sogar mit PWM 
regeln und wenn du ein entsprechenden Tiefpassfilter vor den OP 
schaltest ohne das das Auswirkung auf deinen Strom haben sollte. Der 
Tiefpass schränkt allerdings die Regelgeschwindigkeit ein. Die Lösung 
ist dann doch ein E-poti oder DA-Wandler anstelle der PWM einzusetzen.

Gruß

Autor: Mandrake (Gast)
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@nemon:
Ja genau sowas ist das. Die Schaltung kann man denke ich gut verwenden.
Das Prinzip ist das gleiche wie bei meiner Schaltung. Die Potis nimmt 
man beide weg und hängt da dann den DA-Wandlerausgang an den OP ran. 
Vielleicht noch einen 100k Widerstand gegen Masse davor.

@GMan:
Du kannst den LM317 nehmen ist der gleiche wie der LM358 nur halt ein 
einzelner.
Poti gegen Transistor ersetzen ist nicht nötig. Einfach so machen wie 
ich nemon erklärt habe und dann sollte es gehen. Aber du musst auch die 
Sache mit dem Shunt von nemon beachten (siehe oben) sonst hast du 
nämlich eine steuerbare Spannungsquelle!
Bei den DA-Wandlern muss dir wohl ein anderer helfen. Habe keinen parat.
Aber schau mal bei Linear Technology oder Texas Instr. vorbei die haben 
sowas.

Autor: Markus (Gast)
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Wie wäre es, einen PWM-Ausgang zu nehmen und diesen über einen simplen 
RC-Tiefpass zu glätten?

Autor: Achim (Gast)
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@Mandrake:
Das ein LM358 ne 2fach Version eines LM317 sein soll ist mir neu. Der 
LM317 ist ein einstellbarer Spannungsregler und der LM358 ist nen 2fach 
OPAMP.

Autor: Gman (Gast)
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Richtig, und daher verstehe ich die Erklärung auch nicht!

Autor: JÜrgen Grieshofer (Firma: 4CKnowLedge) (psicom) Benutzerseite
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Markus wrote:
> Wie wäre es, einen PWM-Ausgang zu nehmen und diesen über einen simplen
> RC-Tiefpass zu glätten?

Wenns schon um Konstantstrom geht dann einen RL-Tiefpass od. einfach ne 
Spule hinten dran.

Autor: Mandrake (Gast)
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@achim:
Jo stimmt habe den LM317 mit dem LM324 verwechselt der 4 OPs hat.
Immer diese Nummern...

Also nimm halt den LM324 oder LM358 oder TL081 oder einen anderen 
passenden, dann gehts.

@Gman:

Also die Erklärung nochmal langsam:
Basierend auf der Schaltung

http://www.modding-faq.de/index.php?artid=518

1. P1 und TR1 rauswerfen. Einen 100k Widerstand vom invertierten Eingang
des OP gegen Masse.

2. DA-Wandler-Ausgang an invertierten Eingang anschließen.

3. Den FAN durch einen Widerstand R1 ersetzen. Mit dem wandelst du deine
DA-Wandlerausgangsspannung in einen Strom. Ia = Uda/R1

4. Zwischen Drain (MOSFET) und dem ersten Knoten rechts davon 
auftrennen.

5. Da zwischen deine Last reinschalten, die du konstantbestromen willst.

6. Fertig!


So jetzt sollte es aber verständlich sein.

Gruß

Mandrake

Autor: GMan (Gast)
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Ich weiss das es etwas viel verlangt ist, aber kannst du vielleicht ne 
Skizze dazu machen?

Autor: nemon (Gast)
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wenn ihr so wollt, ist der L317 auch eine art differenzverstärker mit 
leistungstreiber am ende. wer mal ins datenblatt schaut, wird sehen, 
dass das teil intern weitestgehend aus einem operationsverstärker, 
zenerdiode zur referenzspannungserzeugung und 
ausgangsleistungstransistor besteht. es lässt sich mit dem teil ja auch 
ohne weiteres eine konstantstromquelle bauen, wi das datenblatt erklärt. 
das ist im prinzip dann meine oben gepostete schaltung integriert in 
einem 3poligen baustein, nur die veränderbaren bauteile sind extern 
notwendig

Autor: nemon (Gast)
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nachtrag an mandrake: r1 und c1 kommen auch raus, die werden in der 
originalschaltung benötigt, damit der lüfter nen kurzen moment ne hohe 
spannung bekommt, also sicher anläuft, auch wenn die betriebsspannung 
unter der anlaufspannung liegt. der anfangs ungeladene c1 wirkt wie ein 
0ohm-widerstand (jaja, vereinfacht), sodass er mit r1 nen 
spannungsteiler bildet und die gatespannung auf masse zieht, sodass der 
mosfet voll durchsteuert. erst, wenn c1 sich über r1 lädt, steigt die 
gatespannung so weit, wie es "der opamp wüscht". dadurch eignet sich die 
regelung so nicht für sich schnell ändernde ausgangsspannungen am opamp. 
erst das entfernen von c1 und r1 lässt den fet quasi sofort auf sich 
ändernde lasten reagieren

Autor: Julien M. (Gast)
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Hier noch ein Nachtrag:

schau dir mal die LM3404 oder LM3404HV an.
Die können 1A und sind sogar per PWM regelbar.
Des weiteren sind zahlreiche App Notes verfügbar.

Autor: Gman (Gast)
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Mit den Änderungsbeschreibungen zum obenren Schaltbild macht ihr es 
einem sehr schwer zu folgen. Ihr habt jetzt schon soviel geändert das 
kaum noch was davon übrig bleibt.
Hat nicht jemand ne Skizze einer einfachen Stromregelung die mit AVR 
eingestellt werden kann, ohne PWM? Kann man nicht den L317 irgendwie 
digital einstellen?


@Julien: Der LM3404 ist leider nicht bezahlbar, teils über 40 Euro!

Autor: Manuel U. (hunter)
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@Gman: Nicht der LM3404 sondern das dazugehörige Evaluationboard kostet 
über 40€

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