Spannungslimitierte Konstantstromquelle

R

Rudi

Guest
Hi,

ich benötige zum Testen bestimmter Meßgeräte (0-Ohm-Amperemeter)
eine regelbare Konstantstromquelle im Bereich von einigen uA bis etwa
50mA. Das ist noch nicht das Problem, das möchte ich mit einem LM334
realisieren.

Aber: Die Spannung am Ausgang sollte ein paar Millivolt (10 wär'
super, 50 ok, 100 ist die Schmerzgrenze) nicht überschreiten. Meine
erste Idee war, die Spannung mit einer Diode oder einem Transistor zu
begrenzen, aber die gehen erstens nicht so weit runter, zweitens
befürchte ich Leckströme.

Gibt's eine einfache Lösung dafür?

Rudi
 
Spannungsgesteuerte Stromquelle/senke mit OP
und dickem MOS-Fet:

Uin -| + \ D
| >-R1-G R1= 100 Ohm
+| - / S
| |
+------------+
|
R
|
GND

Für OP empfiehlt sich TLC271 in low-speed
Einstellung oder TLC27L2.
Offensichtlich braucht man noch
Versorgung 7-9V ( 9V Batterie ).
Referenzspanungsquelle, Poti für Uin.

MFG JRD
 
Hi Rafael,

danke für den Tip! Die Schaltung braucht dann zwar noch einiges an
Drumherum (z.B. einen zweiten OP zur Spannungsbegrenzung), aber das
Prinzip gefällt mir.

Rudi
 
*Rudi* wrote on Tue, 05-09-20 13:39:
Gibt's eine einfache Lösung dafür?
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Tut nicht die Standard-Labornetzgeräteschaltung mit Konstantspannung
und einstellbarer Strombegrenzung exakt das gewünschte? Im anderen
Zweig betrieben ist sie eine Stromquelle mit Spannungsbegrenzung.
 
Hallo Rafael,

Spannungsgesteuerte Stromquelle/senke mit OP
und dickem MOS-Fet:

Uin -| + \ D
| >-R1-G R1= 100 Ohm
+| - / S
| |
+------------+
|
R
|
GND
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hmm, korrigiert mich wenn ich falsch liege, aber ich glaube, dass diese
Schaltung nicht das macht, was Rudi wollte. Hier wird meiner Meinung
einfach Uin an R eingeprägt, und in den Transistor-Drain fließt dann
halt der entsprechende Strom rein. Aber eine Spannungsbegrenzung (die
geforderten 10mV) zwischen Drain gegen Versorgungsspannung sehe ich nicht.

Grüße Ralf
 
aber ich glaube, dass diese Schaltung nicht das
macht, was Rudi wollte.
Ich glaube so richtig klar ist er sich ja auch nicht
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was es werden soll: eine Konstantstromsenke/quelle
hat variable Spannung an den Klemmen.
Wenn man bei 100mV begrenzt wird es eine
Konstantspannungsquelle, Spannungsregler/Shuntregler

Wenn man negative Versorgung hat und 0,0V will
gibts bekanntlich diese Stromquelle/senke:


--+-------Poti------+
| |
+-------| - \ |
| >---+
GND- | + /


50mA sind für OPs erwas üppig. Aber zwei
parallelgeschaltete LM358 mit 50 Ohm Widerständen
an den Ausgängen können 50mA abgeben.

---+-------Poti-------+
| |
+-------| - \ |
| | >-R1-+
| GND- | + / |
| |
| |
+-------| - \ |
| >-R1-+
GND- | + /


MfG JRD
 
ich benötige zum Testen bestimmter Meßgeräte (0-Ohm-Amperemeter)
eine regelbare Konstantstromquelle im Bereich von einigen uA bis etwa
50mA. Das ist noch nicht das Problem, das möchte ich mit einem LM334
realisieren.
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Null Ohm sagst Du...?

Aber: Die Spannung am Ausgang sollte ein paar Millivolt (10 wär'
super, 50 ok, 100 ist die Schmerzgrenze) nicht überschreiten. Meine
erste Idee war, die Spannung mit einer Diode oder einem Transistor zu
begrenzen, aber die gehen erstens nicht so weit runter, zweitens
befürchte ich Leckströme.
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.... dann könntest Du doch eine 50mA-Stromquelle bauen und ihr einen
1-Ohm-Widerstand an den Ausgang setzen. Da Dein Amperemeter ja Null
Ohm hat, wird es sich an die Stromteilerregel halten und der gesamte
Strom wird über Dein A-Meter fliessen. Wenn es Null Ohm
Innenwiderstand hat, fällt über ihm keine Spannung ab und somit
fliesst durch den Einöhmling kein Strom mehr :) Entweder ist das jetzt
die Lösung, oder Dein Amperemeter hat irgendwie doch keine Null Ohm.
Wie soll das Ding eigentlich funktionieren? Ich stelle es mir so vor,
dass Du den Messstrom durch einen R fliessen lässt und dann einen
zweiten Strom umgekehrten Vorzeichens addierst, so dass die Spannung
über dem Messwiderstand gleich Null wird. Dann misst Du den
hinzuaddierten Strom und weisst wie gross Dein Messstrom war.
Mein Problem hiermit: wenn Du so eine Schaltung entworfen hast, müsste
mein Lösungsvorschlag nahe liegen. Wo liegt das Missverständnis?
 
Hi Rafael,

Ich glaube so richtig klar ist er sich ja auch nicht
was es werden soll:
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Doch, bin ich mir schon. Daß eine Konstantstromquelle eine variable
Spannung hat, ist mir klar. Genau deshalb brauch' ich ja die
Begrenzung, damit ich bei einem Fehler die zu testende Schaltung nicht
über'n Jordan schicke, indem ich sie mit z.B. 15V brate.

Ich hab' Dein Konzept folgendermaßen erweitert:

U+
| +-----------+
| | |
R | |
| +---o |
+--------------+ Ausgang |
| | +---o |
Z-Diode o.ä. R | |
| | | |
| +-----|+\ D+---+ |
| | |OP+---R---G<- MOSFET |
| R +|-/ S+---+ |
| | | | |
| +-+ +----------------+ |
| | | | |
| R | R |
| | | | |
+--------------+ | GND |
| +---|+\ |
GND |OP+-+----------------------+
+|-/ |
| |
+-----+

Der zweite OP liefert die Versorgungsspannung für den MOSFET, und das
ist daher gleichzeitig die höchste Spannung, die am Ausgang anliegen
kann.

Falls Dir noch was einfällt, laß' es mich bitte wissen.

Nochmal danke,
Rudi
 
Hi,

Null Ohm sagst Du...?
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Ja. Ist eine OP-Schaltung , aka Strom-Spannungs-Wandler.

Stromquelle bauen und ihr einen 1-Ohm-Widerstand an den Ausgang
setzen
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Hab' ich mir auch schon überlegt. Nur: Wenn ich den Strom runterregle,
fällt auch die Spannung. Wenn ich dann im uA-Bereich bin, hab' ich uV
am Ausgang, damit bin ich schon wieder im Bereich der
Fertigungstoleranzen der Bauteile. Und wenn ich einen Umschalter
einbaue, bekomme ich so unschöne Dinge wie Umschaltverzögerung,
Prellen etc. (Von Bedienungsfehlern einmal ganz abgesehen) Das läßt
sich natürlich alles in den Griff kriegen, aber die Schaltung hört
dann auf, einfach zu sein.

Rudi
 
Falls Dir noch was einfällt, laß' es mich bitte wissen.
Mir ist unklar was die "Testschaltung" ist.
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Insofern tu ich mich mit sinnvollen Vorschlägen
schwer.

(0-Ohm-Amperemeter)
Ist das ein empfindliches, niederohmiges
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Drehspulinstrument das nicht beschädigt werden soll ?
Es soll ein Strom eingeprägt werden der maximal
Vollausschlag entspricht ?

Ich hab' Dein Konzept folgendermaßen erweitert:
In dem Fall müsste die Last floatend und passiv sein,
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ca. ein Widerstand. Würde zu Drehspulinstrument passen.

Einfacher ( d.h. ohne Fet ) natürlich nominell mit
passender OP-Schaltung ( wenn man die LM358 wie gezeigt
auf 50mA aufbohrt )

MfG JRD
 
Hi Rafael,

Mir ist unklar was die "Testschaltung" ist.
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Ein extrem empfindlicher Strom/Spannungswandler mit OP. Falls Du
genaueres wissen willst, google nach "zero resistance ammeter".

Last floatend und passiv
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Weder noch, meine Schaltung wird floatend (Batteriebetrieb)

Einfacher ( d.h. ohne Fet ) natürlich nominell mit passender
OP-Schaltung
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Wie realisierst Du die Spannungsbegrenzung ohne FET?

MfG
Rudi
 
Ein extrem empfindlicher Strom/Spannungswandler mit OP. Falls Du
genaueres wissen willst, google nach "zero resistance ammeter".
Für zwei Elektroden mit Anwendung Chemie ?
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Es gibt zwar auch kompliziertere Schaltungen
( vgl Bücher a la Bard, Faulkner "Electrochemical
methods" ) aber Strom-Spanngswandler im Testobjekt
sieht ca. so aus:

----+---R1----+
| |
+--|- \ |
| >-+--
---+--|+ /
|
GND

Das Teil konnte ehedem ein Hybrid ICH8500A von
Intersil sein ( Datenblatt leider nichtmehr im
www kann ich bei Bedarf aber scannen ). D.h.
ein diskreter MosFet gefolgt von OP. Hatte 0,01pA
Eingangsstrom und kostete 100 - 200DM/1St.
Intern hat der aber bereits Dioden sonst
würde der Fet nicht lange leben:

-+-+-|- \
K A | \___
A K | /
-+-+-|+ /

Wenn der OP wirklich auf 0V ausregelt liegt an den
Dioden 0V an und es fliesst durch sie kein Strom,
sie rauschen auch nicht.
Insofern würde ich auch nicht päbstlicher als der
Pabst sein und eine Schottkydiode SB120 spendieren:

+---------R------+---
| |
Uref K
| A
+----------------+----

Es kann Sinn machen die Spannung an den Klemmen zu
verstärken und LED anzusteuern um zu sehen ob das
geprüfte Gerät wirklich auf 0V runterregelt oder ob
man z.B. Kontaktierungsfehler hat.

MfG JRD
 
Für zwei Elektroden mit Anwendung Chemie ?
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Genau.

nicht päbstlicher als der Pabst sein
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Der Papa Ratzi hat damit eh nix zu tun :)
Es gibt z.B. auch die Möglichkeit, andere OP enthaltende Meßgeräte
durch trickreiche Beschaltung als ZRA zu verwenden. Und wenn ich mich
da vertue möchte ich das nicht unbedingt durch Rauchzeichen mitgeteilt
bekommen.

MfG,
Rudi
 
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