Schlagwort: Konstantstromqelle

UPDATE: Konstantstromquelle mit Operationsverstärker und Bandgap-Spannungsreferenz

Thomas Schaerer


Dies ist das Titelbild zum neuen Kapitel 10 mit dem Untertitel „Steuerbare präzise Konstant-Stromquelle“ mit den zwei Schaltungen in den Bilder 8 und 9. Funktionell sind beide Schaltungen identisch. Der einzige Unterschied besteht darin, Bild 8 hat als Leistungs-Endstufe eine Darlington-Schaltung (T1, T2) und Bild 9 eine MOSFET-Schaltung (T).

RL bedeutet Lastwiderstand, wobei es kann irgend etwas sein, das elektrisch leitend ist, um dieses Objekt zu testen. Eine Variante zum Widerstand wäre z.B. eine Silizium-Leistungsdiode. Das L steht hier für Leistung.

Die Schaltungen in Bild 8 und 9 sind für den Lern- und Experimentierzweck für niedrige Maximalströme im unteren 100-mA-Berbeich realisiert. Mit einem „kräftigen“ Darlington ist mehr möglich. Begrenzend für den Ausgang des Operationsverstärker (Opamp OA) kann der Basisstrom sein.
Will man dieses Problem gleich am Anfang umgehen, entscheidet man sich für die MOSFET-Version in Bild 9.

Die Präzision des Stromes ist bedingt durch die Spannung am nichtinvertierenden Eingang des Opamp OA. Für eine hochstabile Spannung sorgt eine Bandgap-Referenz (LM385). Zur Einstellung der Spannung dient das Potmeter P. Alternativ kann es auch eine externe
Spannungsquelle (EXT.U) sein. Die Gegenkopplung sorgt dafür, dass am Strommess-Widerstand die selbe Spannung liegt, wie am nichtinvertierenden Eingang des Opamps OA.

Der Strommess-Widerstand erzeugt die Spannung in Funktion des Stromes. Man misst die Spannung und berechnet den Strom. Alternativ mit einem Multimeter direkt in der +Ub-Leitung kann man ebenfalls den Strom messen. Warum das Kurzschliessen (S2) des Multimeters den konstanten Strom nicht verändert, liest man in diesem Elektronik-Minikurs:

Gruss Euer
ELKO-Thomas

Stromspiegel-Schaltungen

Thomas Schaerer

Es gibt drei Elektronik-Minikurse zum Thema Konstantstromquelle. Thematisiert sind u.a. Schaltungen mit Transistor und LED. Dies eignet sich für viele Anwendungen. Die LED als Referenzspannung, weil sie den selben negativen Temperatur-Koeffizienten aufweist wie die der Basis-Emitter-Spannung eines Silizium-Transistors (BJT) von -2mV/K. Mit LED und Transistor gibt es auch die Methode des Konstantstromzweipol, ähnlich wie man dies mit JFET und Widerstand, in einfachster Form, kennt.

Eine besonders stabile konstante Stromquelle besteht aus Bandgap-Referenz, Operationsverstärker und Transistor. Ersetzt man die eingangsseitige Bandgap-Referenz durch einen Widerstand und speist diesen mit einem variablen Strom, erzeugt dies am Ausgang der Schaltung ebenfalls einen variablen Strom (Spiegelfunktion), der, trotz dieser Veränderbarkeit, in dem Sinne hochstabil ist, wenn die Betriebsspannung oder der Lastwiderstand am Ausgang sich in einem zulässigen Bereich ändert. Damit sind wir beim Thema STROMSPIEGEL, wobei der Stromspiegel, realisiert nur mit Transistoren nicht dazu gehört. Dieses Thema folgt später in einem Update. Dafür zeigt ein praktisches Beispiel wie eine variable Stromquelle mit LED und Transistor dem Zweck dient, eine Stromspiegelschaltung dynamisch zu testen, – sofern die Einfachheit für die Anwendung genügt.

Gruss Euer
ELKO-Thomas

UPDATE: Der Transistor-LED- und der FET-Konstantstromzweipol

Thomas Schaerer

Der Inhalt dieses Elektronik-Minikurses wurde erweitert und gewisse Teile davon differenzierter beschrieben. Ein Konstantstromzweipol hat, wie die Bezeichnung sagt, nur zwei Pole. Er eignet sich also dann, wenn nur zwei Anschlüsse zur Verfügung stehen, – z.B. als Ersatz für einen Widerstand, weil ein konstanter Strom gefordert ist.

Im ersten Teil wird gezeigt, wie man einen solchen recht präzisen Konstantstromzweipol mit bipolaren Transistoren und LEDs realisieren kann und im zweiten Teil erfolgt die Methode mit Sperrschicht-Feldeffekttransistoren (JFETs). Diese Schaltung ist besonders einfach, besteht sie doch nur gerade aus einem JFET und einem einzigen Widerstand. Dafür ist diese Anwendung weniger genau. Diese Methode gibt es auch in integrierter Ausführung. Man nennt diese Bauteile Feldeffekt-, Konstantstrom- und Stromregeldioden, weil der Strom nur in eine Richtung, von Drain nach Source, fliessen darf.

Neu mit diesem Update sind die Beiträge „LED-ON-ANZEIGE FÜR VARIABLE BETRIEBSSPANNUNG“ und „SCHALTBOX FÜR NETZGERÄTE“.