Einfache Strombegrenzung Stellbereich 500-1200mA; Drop bis 1,25V gesucht?

OP #7869891
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Hallo zusammen,

ich habe mich schon etwas informiert und bin noch nicht auf eine einfache Lösung gestoßen. L200, LM317, Diskret, INA180 ect...

Was ich suche ist eine Strombegrenzung die, mit einem Drop bis maximal 1,25V, in einem Strombereich von 500mA bis 1,2A für verschiedene Verbraucher einstellbar ist. Als Eingangsspannung habe ich 6,3V zur Verfügung. Nach der Begrenzung müssen noch 5V übrig sein.

Einfach bedeutet für mich: Möglichst wenig Teile die beschaffbar sind. Am besten THT-Teile, größere SMD-ICs im SO Gehäuse wären auch OK. Günstig.

Kennt jemand eine einfache Lösung?

Viele Grüße und einen Sonnigen Feiertag :)

#7869909
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Matthias B. schrieb:

Was ich suche ist eine Strombegrenzung die, mit einem Drop bis maximal 1,25V, in einem Strombereich von 500mA bis 1,2A für verschiedene Verbraucher einstellbar ist. Als Eingangsspannung habe ich 6,3V zur Verfügung. Nach der Begrenzung müssen noch 5V übrig sein.

Das wirst du nicht hinbekommen. Bei einer Eingangsspannung von 6.3V und einer Ausgangsspannung von 5V muss der "Drop" mehr als 1,25V betragen, weil die Differenz bei 1,3V liegt. Auch kannst du nicht gleichzeitig den Strom begrenzen und auf eine feste Ausgangsspannung hoffen. Das widerspricht sich, weil die (unbekannte) Last entscheidet, bei welchem Strom welche Spannung ansteht.

#7869988
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Matthias B. schrieb:

Was ich suche ist eine Strombegrenzung die, mit einem Drop bis maximal 1,25V, in einem Strombereich von 500mA bis 1,2A für verschiedene Verbraucher einstellbar ist. Als Eingangsspannung habe ich 6,3V zur Verfügung. Nach der Begrenzung müssen noch 5V übrig sein.

Einfach bedeutet für mich: Möglichst wenig Teile die beschaffbar sind. Am besten THT-Teile

Schaltung im Anhang.

Beispielhaft die Kurven für 500mA (grün) und 1,2A (blau). Die Ausgangsspannung ist bei 500mA max. 6V (braun) und bei 1,2A max. 5,5V (violett). Der max. Strom wird mit dem 30R-Widerstand eingestellt, der genaue Wertebereich hängt vor allem vom Idss des JFet (BF256, BF244 o.ä.) ab.

Angehängte Dateien:
#7870020
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Michael B. schrieb:

Warum müssen immer die Ahnungslosesten eine unsinnige Antwort geben ?

Dann verrate erstmal, warum bei einer Begrenzung auf 500mA oder 1,2A ausgerechnet 5V übrig bleiben sollten.

Bei einer Last von bspw. 5Ω und Begrenzung auf 500mA wären es am Ausgang ganz sicher 2.5V und nicht 5V.

Matthias B. schrieb:

Was ich suche ist eine Strombegrenzung die ... in einem Strombereich von 500mA bis 1,2A für verschiedene Verbraucher einstellbar ist. ... Nach der Begrenzung müssen noch 5V übrig sein.

Ahnung hin oder her - das ohmsche Gesetz behält seine Gültigkeit. Über Naturgesetze lässt sich nicht verhandeln.

#7870033
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Ich verstehe den TO so, dass er ein 5V Festspannungsnetzteil mit einstellbarer Strombegrenzung (500mA - 1.200mA) haben möchte, dass bereits ab einer Eingangsspannung von 6,3V funktioniert.

Als selbstverständlich nehme ich an, dass der TO weiß, dass die Ausgangsspannung zusammenbrechen muss, wenn die Last mehr Strom zieht als es die Strombegrenzung zulässt. Alles andere würde - wie schon weiter oben festgestellt - das Ohmsche Gesetz verletzen.


Vom Ansatz her würde ich für so eine Schaltung einen adjustable LDO nehmen und ihm einen Shunt vorschalten. Die am Shunt gemessene Differenzspannung würde ich dann in einer kleinen Schaltung so verarbeiten, dass sie die Spannungsregelung des LDO beeinflusst und damit den LDO herunterregelt, wenn Imax erreicht ist. Soweit mein prinzipieller Ansatz.

Im Detail:

So ein LDO hat typischerweise einen ADJ-Eingang, der per Spannungsteiler mit der Ausgangsspannung des LDO gefüttert wird: https://en.wikipedia.org/wiki/Low-dropout_regulator

Der LDO versucht dann seine Ausgangspannung so zu regeln, dass am ADJ-Eingang eine Spannung anliegt, die einer Referenzspannung (die irgendwo im LDO erzeugt wird) entspricht.

Das ganze Ding funktioniert also ähnlich einem Operationsverstärker, dessen nicht-invertierenden Eingang Du an eine Referenzspannung anschließt und wo Du den Ausgang über einen Spannungsteiler an den invertierenden Eingang anschließt. Dieser OpAmp wird ebenfalls versuchen, den Ausgang so zu regeln, dass Uout = (1 + R1/R2) * Uref ist.

Hebst Du die Spannung am ADJ-Eingang über die interne Referenzspannung, so regelt der LDO zu.

Möchtest Du also den Strom z.B. auf 1200mA begrenzen, so schaltest Du dem LDO einen Shuntwiderstand von z.B. 0,5 Ohm vor. Dort werden bei 1200mA genau 0,6V abfallen. Damit kannst Du prima die Basis-Emitter-Strecke eines PNP-Transistors durchschalten (oder einen Opamp ansteuern).

Das wiederum kannst Du dann mit etwas weiterem Hühnerfutter geschickt nutzen, um den ADJ-Eingang Deines LDO "hochzuziehen" (also über die interne Referenzspannung zu heben).

Dann "denkt" der LDO nämlich, seine Ausgangsspannung sei zu hoch und wird die Ausgangsspannung herunterregeln. Und schwupps - schon hast Du Deine Strombegrenzung realisiert.

Figure 3 auf folgender Seite zeigt in etwa, was ich meine: https://www.analog.com/en/resources/technical-articles/external-programmable-current-limit-for-max38902-ldo.html

Den LDO wählst Du natürlich so, dass er zum einen die geforderten 1,2A liefern kann und zum anderen die mit einem Spannungshub von (im Beispiel oben) 0,65V auskommt. Dann bleiben Dir noch 0,6V, die Du am Shunt verheizen kannst.

Soweit mein Ansatz (leider alles ohne Gewähr, da noch niemals selbst ausprobiert - mich würde daher sehr interessieren, was die erfahreneren Hasen dazu sagen).

Viele Grüße

Igel1

#7870036
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Rainer W. schrieb:

Dann verrate erstmal, warum bei einer Begrenzung auf 500mA oder 1,2A ausgerechnet 5V übrig bleiben sollten.

Es soll, bei einer 6.3V Versorgung, auch bei eingestellten 1.2A durch eine Last von minimal 4.166 Ohm, diese 1.2A fliessen können, daher darf die Stromregelung nicht mehr als 1.2V fur sich selbst benötigen, drop out Spannung damit 5V fur die Last übrig bleiben.

Da hättest du selbst drauf kommen können, wenn du Naturgesetze verstehen würdest und nicht als Religion betrachtest.

#7870067
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Udo S. schrieb:

Er will eine einstellbare Konstantstromquelle, die zwischen 500-1200mA einstellbar ist, und die bei 6,3V Eingang mindestens 5V Ausgangsspannung schafft.

Andreas S. schrieb:

Ich verstehe den TO so, dass er ein 5V Festspannungsnetzteil mit einstellbarer Strombegrenzung (500mA - 1.200mA) haben möchte, dass bereits ab einer Eingangsspannung von 6,3V funktioniert.

Dann haben wir doch alles beisammen. Bleib zu klären was nun gewünscht wird:

Ich möchte eine a) Stromquelle [ ] b) Spannungquelle [ ]

#7870069
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Rainer W. schrieb:

Udo S. schrieb:

Er will eine einstellbare Konstantstromquelle, die zwischen 500-1200mA einstellbar ist, und die bei 6,3V Eingang mindestens 5V Ausgangsspannung schafft.

Andreas S. schrieb:

Ich verstehe den TO so, dass er ein 5V Festspannungsnetzteil mit einstellbarer Strombegrenzung (500mA - 1.200mA) haben möchte, dass bereits ab einer Eingangsspannung von 6,3V funktioniert.

Dann haben wir doch alles beisammen. Bleib zu klären was nun gewünscht wird:

Ich möchte eine [ ] Stromquelle [ ] Spannungquelle

Es gibt nichts zu klären. Der TO braucht 5V mit einer einstellbaren Strombegrenzung von 500mA bis 1200mA..wofür auch immer. Er braucht keine KSQ.

Ich frage mich allerdings woher die scheinbar konstanten 6,3V kommen? Ein Akku kann es nicht sein, die Spannung wäre nicht konstant.

#7870071
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Matthias B. schrieb:

Einfach bedeutet für mich: Möglichst wenig Teile die beschaffbar sind. Am besten THT-Teile, größere SMD-ICs im SO Gehäuse wären auch OK. Günstig.

Thomas B. schrieb:

Kann man den LT3083 nicht verwenden?

Reichelt.de schreibt: 13,30€ (Schnäppchenartikel!) (https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/ldo-regler_einstellbar_0_23_v_sot-220-5-148550)

Fazit: Der LT3083 ist nicht wirklich günstig (auch nicht bei mouser & Co). Aber was genau "günstig" bedeutet, kann uns nur der TO sagen.

Auch wäre es "günstig", wenn uns der TO noch ein paar weitere Angaben macht:

  • möchte er nur eine Konstantstromquelle oder
  • möchte er eine Art "Labornetzteil", was die Spannung runterregelt, wenn Imax erreicht wird?
  • welcher Eingangsspannungsbereich ist zu erwarten (auch >6,3V ?)?
  • muss die Regelung besonders schnell sein?
  • wie genau muss die Regelung sein (max. Spannungsschwankungen bei Änderung der Eingangsspannung bzw. Laständerung)?
  • und wie teuer darf's werden?

Viele Grüße

Igel1

Gast #7870474
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Jörg R. schrieb:

Es gibt nichts zu klären. Der TO braucht 5V mit einer einstellbaren Strombegrenzun

Offenbar doch, denn nicht nur ich interpretiere seine Anforderung anders.

Matthias B. schrieb:

Was ich suche ist eine Strombegrenzung die, mit einem Drop bis maximal 1,25V, in einem Strombereich von 500mA bis 1,2A für verschiedene Verbraucher einstellbar ist.

Von einer Spannungsregelung auf 5V hat er nichts geschrieben. Nur dass die Strombegrenzung maximal 1,25V Drop haben soll. Was auch bedeutet, dass weniger Drop auch gut wäre.

Nach der Begrenzung müssen noch 5V übrig sein.

Das verstehe ich als "mindestens 5V". Sonst wären die Angaben "ich suche eine Strombegrenzung" und "Drop bis maximal 1,25V" Quatsch.

(Firma: Hobbytheoretiker) #7870535
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Die einfachste Strombegrenzung geht über die Transistorkennlinie.

Bei einem bestimmten Basisstrom ist gut zu erkennen, dass sich der Kollektorstrom nur wenig durch die Spannung zwischen Kollektor und Emitter ändert.

Kennlinie siehe dort: https://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0203112.htm

Der Spannungsabfall ist dabei gering, wie den Diagrammen zu entnehmen ist. Je nach beabsichtigten Limit kann der Verlust (Drop) sogar unter 0,1V liegen.

Nachteilig ist die Temperaturabhängigkeit der Strombegrenzung. Soll dieser Wert verbessert werden, wird ein temperaturabhängiger Widerstand benötigt, der sich nahe am Transistor befindet und den Basisstrom beeinflusst.

Wenn es sehr einfach sein soll und Genauigkeit wenig relevant sein sollte, kann man das als quick & dirty Lösung so machen.

#7870587
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Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:

Jörg R. schrieb:

Es gibt nichts zu klären. Der TO braucht 5V mit einer einstellbaren Strombegrenzun

Offenbar doch, denn nicht nur ich interpretiere seine Anforderung anders.

Matthias B. schrieb:

Was ich suche ist eine Strombegrenzung die, mit einem Drop bis maximal 1,25V, in einem Strombereich von 500mA bis 1,2A für verschiedene Verbraucher einstellbar ist.

Von einer Spannungsregelung auf 5V hat er nichts geschrieben. Nur dass die Strombegrenzung maximal 1,25V Drop haben soll. Was auch bedeutet, dass weniger Drop auch gut wäre.

Nach der Begrenzung müssen noch 5V übrig sein.

Das verstehe ich als "mindestens 5V". Sonst wären die Angaben "ich suche eine Strombegrenzung" und "Drop bis maximal 1,25V" Quatsch.

Dein kompletter Kommentar ist Quatsch, das fing aber schon mit deinem ersten Kommentar in diesem Thread an. Dazu ist es auch noch Wortklauberei.

(Firma: Hobbytheoretiker) #7870675
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Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:

Offenbar doch, denn nicht nur ich interpretiere seine Anforderung anders.

Die Herausforderung ist, von dem TO weitere Detailinfos zu bekommen. Was den Meisten einfach nicht klar ist, dass das nicht aus Jux und Tollerei passiert.

Es gab schon mal eine Person, die hatte eine ähnliche Quelle und alle weitere Angaben verweigert. Auf jeden Fall war aus dem Grunde am Schluss sein Gaming Notebook kaputt. Das lag in der Preisklasse vom MSI Titan 18 HX. Wer den Schaden hat, braucht für den Spott nicht zu sorgen.

Damit sowas nicht passiert, muss man einem TO manchmal auch ganz unfreundlich unsanft in den Hintern treten.

Gast #7870761
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Andreas S. schrieb:

Ich verstehe den TO so, dass er ein 5V Festspannungsnetzteil mit einstellbarer Strombegrenzung (500mA - 1.200mA) haben möchte, dass bereits ab einer Eingangsspannung von 6,3V funktioniert.

Das ist das Problem hier im Forum, wenn einer eine Frage stellt wird angenommen der ist Strohdumm und es wird die möglichst unsinnigste Interpretation der Frage zum Anlass genommen den Fragesteller über sein unsinniges Vorhaben zu belehren. Und dann haben die Meisten noch nicht mal Ahnung, siehe LM317 Vorschlag.

Man könnte auch andersherum die sinnigste Interpretation der Frage wählen die bedeutet, man möchte ein Konstantstromquelle, so stehts ja auch da, die soll einen einstellbaren Konstant-Strom liefern, da eine Kosnatntstromquelle nicht beliebig den Konstantstrom einprägen kann, ist die Information gegeben, das Sie 5V erreichen muss, was dann bei 1.2A ohmschen Lasten bis 4.1Ohm entspricht, kann aber auch sein das man Halbleiterkennlinie aufnehmen möchte, weshalb eine Ohm Angabe für die Last auch nicht immer zielführend ist.

Zum Vorschlag mit dem LM317, das funktioniert nicht, der benötigt 2-3V zwischen In und Out, plus den 1.25V Referenzspannung die dann über den Widerstand zwischen out und adjust abfallen, als Konstantstromquelle ist der "Ausgang" dann der Adjust Pin, nicht wirklich, Out bleibt out, aber der Widerstand zwischen Out und Adkust da geht der Strom drüber und abgegriffen wird dann am Adjusr, d.h. man benötigt 4.25V mehr Eingangsspannung als Ausgangsspannung, hier würd man also 9.25V Eingangsspannung benötigen.

Für diese Anwendung würd ich wenn es für die Anwendung zulässig ist einen NPN mit Emitterwiderstand, gleichzeitig dann auch Messshunt nehmen und mit Einem Rail to Rail OP einen Regler für den NPN aufbauen. Das ist ein bisschen mehr Aufwand, funktioniert dafür aber.

#7870869
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Booaah, der Minusbot hatte hatte ja hier richtig Arbeit. Einige Minus sind aber auch von mir. Ist dann so.

Vielleicht könnte der TO sich mal bemühen hier was zu schreiben. oder zu antworten. Ist ja kein Spaßforum hier. Ich schreibe hier auch nicht weil ich lange Weile habe, oder mich an den Eiern kratze.

Beitrag #7871462 wurde von einem Moderator gelöscht.
#7871523
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Georg M. schrieb:

Einfache Strombegrenzung

Früher wurden Schaltungen aus diskreten Bauteilen entworfen. Heute gibt es schon fertige integrierte Schaltkreise für fast alles - man muss nur suchen.

Schöne, minimalistische Lösung - Respekt!

Interessant auch, dass es mit der 4,7V-Zenerdiode so genau passt, dass am Ende genau 5V herauskommen.

Ist das dein Schaltungsentwurf oder hast Du den irgendwo abgespickt? (Quelle?) Könntest Du netterweise auch die Deine *.asc-Datei noch hochladen?

Viele Grüße

Igel1

PS: hättest Du vielleicht auch noch eine geniale Idee, wie man aus diesem Festspannungs-Netzteil ein regelbares Netzteil machen könnte? (ohne dabei die Strombegrenzung zu verlieren)

#7871608
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Dieter D. schrieb:

Arno R. schrieb:

Vorsicht!

Das Risiko besteht vorwiegend im Übergangsbereich, wenn die Strombegrenzung einsetzt.

Nein. Der Oszillator entsteht durch die signalmäßig in Reihe geschalteten Emitterschaltungen und die Über-Alles-Rückkopplung. Die Schaltung schwingt ganz ohne die Strombegrenzung.

Das Bild zeigt das Verhalten bei 200mA statischer Last und Anregung mit +-50mA 1kHz Rechteck. Auf der Ausgangsspannung liegt dann ein Sägezahn mit knapp 300kHz.

Angehängte Dateien:
#7871638
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Arno R. schrieb:

Der Oszillator entsteht durch die signalmäßig in Reihe geschalteten Emitterschaltungen und die Über-Alles-Rückkopplung.

Wenn man die Schleifenverstärkung in Georgs Schaltung durch Gegenkopplung der 2ten Stufe etwas reduziert, bekommt man ohne Zusatzaufwand eine halbwegs stabile Schaltung (im Anhang). Auch die DC-Kennlinie bis in die Strombegrenzung ist praktisch unverändert.

Die im Bild gezeigte Belastung (200mA +-50mA 1kHz) ist genau wie vorhin.

Angehängte Dateien:
(Firma: Hobbytheoretiker) #7871868
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Thomas B. schrieb:

Warum?

Gemäß des Domainnamens hätte da eine Lösung mit einem kleinen µC kommen müssen, der genügend AD-Wandler und DA-Ausgänge hätte, sowie schnell genug wäre, um das alles digital zu regeln.

Desweiteren hattest Du das Profil nachgesehen. Nach den Zahlen dort, sollte man wissen, dass da nichts mehr kommt an Infos. Da kann man wieder davon ausgehen, dass das Projekt streng geheim ist. Bei einer Preisgabe von mehr Infos käme ganz schnell 007 vorbei, um dem Hochverräter sein verdientes Ende zu bereiten.

Aber mal Spaß beiseite, es wird dem TO schwer fallen, die anderen Angaben zu machen, ohne dass eine weitere sachkundige Person vor Ort hilft. Oder der Post wurde in der Früh, als die Regierung noch schlief abgesetzt und es wurde noch kein Zeitfenster gefunden um weiter zu machen.

Gast #7872232
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Arno R. schrieb:

H. H. schrieb:

Dann schwingt er bestimmt nicht.

Deine Skepsis ist unbegründet, jedenfalls was den Spannungsregler von Georg betrifft. Man muss den auch gar nicht künstlich mit Rechteck anregen, Einschalten reicht schon.

Verstärker schwingen immer, Oszillatoren nie.

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