Forum

Hallo,
ich hatte das Thema schon mal eröffnet, bin aber damals damit nicht weiter gekommen.

"Buck-Spannungsregler als Konstantstromquelle"

Es geht mir darum, einen Step-Down Wandler als Zweileiter-Strombegrenzung in einen Stromkreis einzufügen. (die Schaltung mit dem LM317 als Konstantstroquelle ist mir hinreichend bekannt)

Es müssen nur 10 mA geregelt werden. Da mehrere ins kleine Gerätchen sollen, wird es sauheiß da drinnen. Das ist der einzige Grund für meine Suche nach einer Alternative.

Es müßte mit den kleinen Step-Down Modulen gehen, die man für ein bis ein paar Euro bei ebay massenhaft bekommt, denke ich mir. Damit würde ich dann gerne mal anfangen und mir daraus die Schaltung nachbauen. Oder vielleicht kann man so ein fertiges Modul auch irgendwie dazu bringen, als Zweileiter zu arbeiten. (?)

(Im Vordergrund steht die Frage ans Forum, aber wer als Entwickler gegen Honorar arbeitet, kann mich gerne per PN kontaktieren)

HDT

Hi,

hab nicht wirklich Ahnung von der Sache - bin aber bei einer Suche nach Spannungsreglerschaltungen auch hier gelandet - vllt hilft das ein Stückchen
https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Schaltregler

Grüße
Carsten

--
Vermeintliche Tippfehler in diesem Posting sind keineswegs Rechtschreibfehler sondern Vorschläge für die nächste Rächtschraiprevorm ;o)

» Hallo,
» ich hatte das Thema schon mal eröffnet, bin aber damals damit nicht weiter
» gekommen.
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» "Buck-Spannungsregler als Konstantstromquelle"
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» Es geht mir darum, einen Step-Down Wandler als Zweileiter-Strombegrenzung
» in einen Stromkreis einzufügen. (die Schaltung mit dem LM317 als
» Konstantstroquelle ist mir hinreichend bekannt)
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» Es müssen nur 10 mA geregelt werden. Da mehrere ins kleine Gerätchen
» sollen, wird es sauheiß da drinnen. Das ist der einzige Grund für meine
» Suche nach einer Alternative.
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» Es müßte mit den kleinen Step-Down Modulen gehen, die man für ein bis ein
» paar Euro bei ebay massenhaft bekommt, denke ich mir. Damit würde ich dann
» gerne mal anfangen und mir daraus die Schaltung nachbauen. Oder vielleicht
» kann man so ein fertiges Modul auch irgendwie dazu bringen, als Zweileiter
» zu arbeiten. (?)
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» (Im Vordergrund steht die Frage ans Forum, aber wer als Entwickler gegen
» Honorar arbeitet, kann mich gerne per PN kontaktieren)
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» HDT
Hallo,
wie groß ist die Eingangsspannung?
Ein Schaltregler ohne Massebezug "...Zweileiter-Strombegrenzung..." wird
nur schwer machbar sein.
Grüße
Altgeselle

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» » Es müßte mit den kleinen Step-Down Modulen gehen, die man für ein bis
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» » paar Euro bei ebay massenhaft bekommt, denke ich mir. Damit würde ich
» dann
» » gerne mal anfangen und mir daraus die Schaltung nachbauen. Oder
» vielleicht
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» » zu arbeiten. (?)
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» wie groß ist die Eingangsspannung?
» Ein Schaltregler ohne Massebezug "...Zweileiter-Strombegrenzung..." wird
» nur schwer machbar sein.
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» Altgeselle

Hallo Altgeselle
Die Spannung ist anfangs 60 Volt. Der Strom fließt über bzw. durch ein Elektrolysebad, also zwei Elektroden, die dabei Metall abscheiden. Dadurch reichert sich die Elektrolyse immer weiter mit Metall an und der Widerstand sinkt, demzufolge auch die Spannung an den Elektroden. Zum Beispiel runter bis auf 10 Volt. Um das auszugleichen, muß der Strom von z.B. 10 mA einigermaßen konstant gehalten werden.

Für alle General-Kritiker... Das mag von mir laienhaft beschrieben sein, kann man sicher fachlich besser beschreiben, ist aber eine seit Jahrzehnten angewandte Technik. Also nichts Neues, von dem mancher gern sagen würde "geht nicht". Geht doch! Nur die Art der Strombegrenzung ist verbesserungswürdig.

» Die Spannung ist anfangs 60 Volt. Der Strom fließt über bzw. durch ein
» Elektrolysebad, also zwei Elektroden, die dabei Metall abscheiden. Dadurch
» reichert sich die Elektrolyse immer weiter mit Metall an und der Widerstand
» sinkt, demzufolge auch die Spannung an den Elektroden. Zum Beispiel runter
» bis auf 10 Volt. Um das auszugleichen, muß der Strom von z.B. 10 mA
» einigermaßen konstant gehalten werden.
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» Für alle General-Kritiker... Das mag von mir laienhaft beschrieben sein,
» kann man sicher fachlich besser beschreiben, ist aber eine seit Jahrzehnten
» angewandte Technik. Also nichts Neues, von dem mancher gern sagen würde
» "geht nicht". Geht doch! Nur die Art der Strombegrenzung ist
» verbesserungswürdig.

Ein Parallelregler analog geht nicht? Das bissel Leistung eben mal verheizen....

LG Sel

» Ein Parallelregler analog
Wieso Parallelregler?

Davon abgesehen würde ich bei gerade mal 600mW maximaler Verlustleistung auch einen linearen Regler verwenden.
Wie viele sollen denn in die Kiste, dass es da drin so heiß wird?

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» meine
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» » ein
» » » paar Euro bei ebay massenhaft bekommt, denke ich mir. Damit würde ich
» » dann
» » » gerne mal anfangen und mir daraus die Schaltung nachbauen. Oder
» » vielleicht
» » » kann man so ein fertiges Modul auch irgendwie dazu bringen, als
» » Zweileiter
» » » zu arbeiten. (?)
» » »
» » » (Im Vordergrund steht die Frage ans Forum, aber wer als Entwickler
» gegen
» » » Honorar arbeitet, kann mich gerne per PN kontaktieren)
» » »
» » » HDT
» » Hallo,
» » wie groß ist die Eingangsspannung?
» » Ein Schaltregler ohne Massebezug "...Zweileiter-Strombegrenzung..." wird
» » nur schwer machbar sein.
» » Grüße
» » Altgeselle
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» Hallo Altgeselle
» Die Spannung ist anfangs 60 Volt. Der Strom fließt über bzw. durch ein
» Elektrolysebad, also zwei Elektroden, die dabei Metall abscheiden. Dadurch
» reichert sich die Elektrolyse immer weiter mit Metall an und der Widerstand
» sinkt, demzufolge auch die Spannung an den Elektroden. Zum Beispiel runter
» bis auf 10 Volt. Um das auszugleichen, muß der Strom von z.B. 10 mA
» einigermaßen konstant gehalten werden.
»
Versuche es mit dem TPS54062 von Ti.
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps54062.pdf
Siehe Figure 20.
Bilde einen Stromkreis mit: +60V -> dein Galvanisierbad -> Schaltgregler -> Masse.
Schalte an den Ausgang des Reglers (3,3V) einen 390 Ohm Lastwiderstand.
Dann sollten ca. 10mA in die Schaltung hineinfließen.

» Versuche es mit dem TPS54062 von Ti.
» http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps54062.pdf
» Siehe Figure 20.
» Bilde einen Stromkreis mit: +60V -> dein Galvanisierbad -> Schaltgregler ->
» Masse.
» Schalte an den Ausgang des Reglers (3,3V) einen 390 Ohm Lastwiderstand.
» Dann sollten ca. 10mA in die Schaltung hineinfließen.

Wobei 62V absolute Kotzgrenze für den IC sind. Wäre mir zu unsicher. Trotz Galvanisierbad als Spannungsabfall vornedran.

Edit: Der LM5007 von TI könnte für so eine Anwendung, wie oben beschrieben, auch funktionieren.

LG Sel

» » Versuche es mit dem TPS54062 von Ti.
» » http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps54062.pdf
» » Siehe Figure 20.
» » Bilde einen Stromkreis mit: +60V -> dein Galvanisierbad -> Schaltgregler
» ->
» » Masse.
» » Schalte an den Ausgang des Reglers (3,3V) einen 390 Ohm Lastwiderstand.
» » Dann sollten ca. 10mA in die Schaltung hineinfließen.
»
» Wobei 62V absolute Kotzgrenze für den IC sind. Wäre mir zu unsicher. Trotz
» Galvanisierbad als Spannungsabfall vornedran.
»
» Edit: Der LM5007 von TI könnte für so eine Anwendung, wie oben beschrieben,
» auch funktionieren.
»
» LG Sel

Ja, der LM5007 bietet etwas mehr Sicherheit gegen Überspannung. Aber
er ist für etwas höhere Ströme ausgelegt und benötigt wahrscheinlich auch mehr
Versorgungsstrom. Insgesamt soll die Verlustleistung ja kleiner sein als bei
einer linearen Stromquelle. Die würde 50V * 10mA = 0,5W verheizen.
Der Schaltregler müsste also nur ca. 0,3 W oder weniger aufnehmen, um
effektiv zu sein.
HDT wird etwas experimentieren müssen...
Grüße
Altgeselle

Wenn dein offensichtliches Problem mit einem integrierten linearen -Spannungsregler als Stromregler- lediglich in der hohen Spannung besteht....
man kann auch genügend spannungsfeste Transistoren als Stromregler beschalten, jeder popelige FET regelt ohne weitere Beschaltung auf ca. 20mA, wenn man bloß den Ausgang ohne weitere Bauelemente auf das Gate koppelt.
Und FETs gibt es in großen Spannungs-/Leistungs-Spektren.
Und das da kochend werden könnte Thema Verluste in Wärme Umsetzung... etwas Wärme geht immer raus bei der Vorgabe für die Extreme (von dir) 60V/10V bei 10mA, das ist bei jeglicher Schaltungsmethodik der Physik geschuldet.

» » » Versuche es mit dem TPS54062 von Ti.
» » » http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps54062.pdf
» » » Siehe Figure 20.
» » » Bilde einen Stromkreis mit: +60V -> dein Galvanisierbad ->
» Schaltgregler
» » ->
» » » Masse.
» » » Schalte an den Ausgang des Reglers (3,3V) einen 390 Ohm
» Lastwiderstand.
» » » Dann sollten ca. 10mA in die Schaltung hineinfließen.
» »
» » Wobei 62V absolute Kotzgrenze für den IC sind. Wäre mir zu unsicher.
» Trotz
» » Galvanisierbad als Spannungsabfall vornedran.
» »
» » Edit: Der LM5007 von TI könnte für so eine Anwendung, wie oben
» beschrieben,
» » auch funktionieren.
» »
» » LG Sel
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» Ja, der LM5007 bietet etwas mehr Sicherheit gegen Überspannung. Aber
» er ist für etwas höhere Ströme ausgelegt und benötigt wahrscheinlich auch
» mehr
» Versorgungsstrom. Insgesamt soll die Verlustleistung ja kleiner sein als
» bei
» einer linearen Stromquelle. Die würde 50V * 10mA = 0,5W verheizen.
» Der Schaltregler müsste also nur ca. 0,3 W oder weniger aufnehmen, um
» effektiv zu sein.
» HDT wird etwas experimentieren müssen...
» Grüße
» Altgeselle

Hallo Altgeselle und alle...
Wie Du schon schreibst, werde ich experimentieren müssen. Der TPS54062 nach Figur 20 auf dem Datenblatt macht mir ehrlich gesagt Angst, wegen der umfangreichen Außenbeschaltung. Ich kann nicht so ohne weiteres sehen, was bei meiner simplen Anwendung alles entfallen darf. Der LM5007 ist mir da lieber. Ich möchte gerne damit experimentieren, muß mir aber erst 10 Stück beschaffen. Dann wäre es prima, wenn ihr mir hier etwas Anleitung geben würdet.

Ich ändere meinen Plan auch etwas ab. Bisher verwende ich bei dem Gerät für die 4 Ausgänge mit je 10 mA den LR12 mit einem 115 Ohm Widerstand von Out nach ADJ und greife an ADJ die 10 mA ab. Das ist also die bekannte Schaltung wie die mit dem LM317, nur daß der LR12 100 Volt Input vertragen kann. (der LM317 nur 40V)

Das funktioniert auch alles klaglos. Nur wird es mit der Zeit ziemlich warm im Gerät, das heißt, das ganze Gehäuse wird außen mehr als nur handwarm. Das möchte ich abstellen.

Bisher habe ich das so gelöst, wie in der Zeichnung. Der R9 mit 1 k liegt in der Gesamtzuleitung zu den 4 Strombegrenzungen. Damit werden die erheblich weniger heiß, aber dafür nun der R9. Den kann ich nun zwar an eine günstige Stelle auf der Platine platzieren, aber es bleibt insgesamt dabei, daß es alles zu warm wird. Die Schaltung funktioniert gleichermaßen, ob mit oder ohne R9, nur "mit R9" werden die 4 Stück LR12 nicht so beansprucht und bleiben relativ kühl. (40 - 50 Grad C)

Ich möchte nun also den Step-Down Strombegrenzer anstelle des R9 in die Gesamtleidung einfügen, wo er dann den Strom auf insgesamt 40 mA begrenzt oder etwas mehr.

Falls nun die Frage aufkommt, wieso ich dann überhaupt 60 Volt brauche, da ja am R9 bei 1 k und 40 mA schon 40 Volt abfallen, ist einfach zu beantworten. Die Elektrolyse braucht die hohe Anfangsspannung, weil sie anfangs einen sehr hohen Widerstand hat, der nur einen Strom von 0,5 bis 1 mA fließen läßt. Der Spannungsabfall durch den R9 beträgt also anfangs nur 0,5 bis 1 Volt. Das ändert sich dann bei Anstieg des Stroms in der Elektrolyse bis dieser seinen Sollwert von 10 mA erreicht hat. Die annähernd 60 Volt sind also nur wichtig für die Startphase von einigen Minuten. Danach geht die Spannung immer weiter runter, weil am R9 immer mehr Spannung abfällt. Das ist für die Elektrolyse völlig unbedeutend, da zählt dann (nach Faraday) nur noch der Strom.

Also möchte ich den zu bastelnden Step-Down Strombegrenzer anstelle des R9 einsetzen. Vorschläge wie jetzt von Melotron, sind da völlig überflüssig, das ändert ja nichts an der entstehenden Verlustwärme, verteilt sie nur auf andere Bauteile. Das geht einfach nur mit Step-Down besser zu machen.

Ich beschaffe mir also die LM5007 und melde mich dann wieder. Ich denke, mit eurer Hilfe wird das schon was werden. Hab von hier schon viele Anregungen bekommen, die man nicht in Fachbüchern findet, weil sie "exotisch" sind. Für mich ist die Hauptsache, daß es funktioniert.

Gruß
HDT