Fragen zum diskreten Stromspiegel

[Peter M. (darthmob)]

Hallo!
Ich habe ein Paar Fragen zu einem Diskret aufgebauetn Stromspiegel 
(siehe Anhang):

1. Warum verändert sich der Strom wenn ich die Anzahl der Transistoren / 
Zweige verändere. Hier habe ich vier Zweige, bei zehn wird der Strom pro 
Zweig geringer... Sollte doch eigentlich gleich bleiben.

2. Wenn ich bei einem Transistor den Kollektorzweig auftrenne verändert 
sich bei allen der Strom. Warum ist das so? Warum geht plötzlich viel 
mehr Strom über die Basis des betroffenen Zweiges?

Der Stromspiegel ist Teil eines Dauertests. Leider gehen immer wieder 
Teile kaputt und einer oder mehrere Zweige werden aufgetrennt. Das 
versaut mir dann aber die Testergebnisse der noch funktionierenden 
Zweige. Wenn ich feststelle das ein Zweig aufgetrennt ist kann ich es ja 
beheben, das kann aber auch über Nacht passieren. Habt Ihr vielleicht 
Ideen wie ich trotz fehlerhafter Zweige bei den anderen verlässliche 
Daten bekomme?

Einen fertigen Stromspiegel kann ich nicht nehmen da ich auch Ströme von 
3,5A pro Zweig können muss. So ein Teil hab ich nicht gefunden.

Dies ist auch nur der relevante Teil der Schaltung, den Rest hab ich der 
übersichtlichkeit halber weggelassen.

Grüße und danke schon mal!

[ASZ18 (Gast)]

Ich vermute mal, dass da halt doch nennenswerte Basisströme fließen.
Ich würde das eher für jede Quelle einzeln machen, damit die Verkopplung 
weg ist... Warum geht da überhaupt was kaputt? Leistung? Spannung?

[Peter M. (darthmob)]

Ich glaub ich hab mir Frage 2 grad selbst beantwortet. Uce ist 
normalerweise um die 5V, wenn die Verbindung abreisst wird es -0,3V. 
Dabei steigt der Basisstrom verhältnismäßig gewaltig an. Alle Zahlen 
sind simuliert.

Fällt euch ne (automatisierte) Lösung ein wie ich es verhindern kann das 
die Messergebnisse verfälscht werden wenn eine Verbindung abreißt?

@ASZ18: Das ist der Verwendungszweck: Experimentell herausfinden was das 
Material aushält. Der Strom soll möglichst groß sein, die Lebensdauer 
dabei aber lang genug.

Grüße

[Helmut S. (helmuts)]

Spendier halt jedem der vier Transistoren seinen eigenen Stromspiegel.

[Peter M. (darthmob)]

Nun ja, ich möchte das alle so gleich sind wie möglich. Der Strom wird 
durch ein Potentiometer geregelt. Wenn ich jedem einen eigenen 
Stromspiegel spendiere bekomme ich ja noch höhere abweichungen. Und Ich 
bräuchte noch mehr Platz. War jetzt schon so eng auf der Platine...

Grüße

[Klaus D. (kolisson)]

Hallo Peter Mahler,

ich sag mal "Hmmm "
warum denn ein Stromspiegel ?
Das ist wahrscheinlich insofern schlecht, da die Basen der Transen
alle parallel hängen.
Zudem , bei deinen 0,22 er Emitterwiderständen , fliesst ja einiges
an Saft dadurch. (beachte HFE)

Eigentlich suchst du doch wohl Konstantstromquellen, die einigermassen
gleichmässig laufen.

Was hälst du denn davon, Q1 , Q2 und die beiden Widerstände zu
eliminieren und stattdessen einen TL431 als Referenz einzusetzen.
von der Referez dann ggf. über nen 4fach OPV als Impedanzwandler und
nen kleinen Basisvorwiderstand dann auf die Powertransen.

Dann sollte das doch klappen.

wenn es ganz genau werden soll, machste halt für jeden Powertrans
einen eigenen TL431 ohne OPV. Dafür aber mit nem Spindeltrimmer.
Einmal abgleichen, die 431er thermisch koppeln und schon schwimmt
der Fisch.

Gruss
klaus

[Timm T. (Gast)]

Peter Maler schrieb:
> wenn die Verbindung abreisst wird es -0,3V.
> Dabei steigt der Basisstrom verhältnismäßig gewaltig an.

Ja, die Schaltung ist recht optimistisch. ;-)

Einfache Lösung: Den Strom durch Q2 begrenzen, durch einen Widerstand am 
Kollektor oder eine KSQ. Im Fehlerfall auch Einfluss auf die anderen 
Zweige.

Aufwendigere, aber korrekte Lösung: Mit dem Poti eine Steuerspannung 
vorgeben. Mit dieser Steuerspannung eine OPV-geregelte KSQ pro Zweig 
steuern. Im Fehlerfall kein Einfluss auf die anderen Zweige.

Bild 3, Schaltung links, statt der Z-Diode speist Du dort Deine 
stabilisierte Steuerspannung ein.

http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/currop.htm

Beim Stromspiegel hängt der Strom auch von der Ube der Transistoren und 
damit deren Temperatur ab. Wenn Dir also ein Zweig thermisch abdriftet, 
weil z.B. der Widerstand der Last sich ändert, sind die schon nicht mehr 
gleich.

[Peter M. (darthmob)]

Hi!
Danke euch beiden! Aber leider bin ich mittlerweile >10000km von der 
Schaltung entfernt, werde also sol großen Änderungen nicht mehr 
vornehmen können. Kleinigkeiten könnte ich anweisen... Für die Zukunft 
werde ich es mir jedoch merken, hätte nicht gedacht das ein Stromspiegel 
so eine "schlechte" Idee ist...

Grüße

[Eddy C. (chrisi)]

Ich würde die Schaltung auch nicht als Stromspiegel sondern eher als 
temperaturkompensierte Stromquelle (oder Senke, naja) bezeichnen.

Tatsächlich fliest durch Q1 ein völlig anderer Kollektorstrom wie durch 
die restlichen Transistoren. Insofern sind wir mal ganz weit weg vom 
Funktionsprinzip des Stromspiegels.

Ist Q1 mit den restlichen Transistoren thermisch gekoppelt? Wenn dies 
sowieso nicht der Fall ist, kann die Schaltung nur besser werden, wenn 
man die Basen von Q3 bis Q6 über eine (geregelte) Konstantspannung 
ansteuert. Den Nachteil, dass nun die Steuerspannung um eine 
Diodenstrecke höher sein muss, kann man in der Rückkopplung begegnen.

Insgesamt dürfte man aber mit einer eigenen Regelung pro Stromquelle in 
klassischer Opamp-Anordnung glücklicher werden. 4-fach-Quelle -> 
4-fach-Opamp, welcome back LM324.

[Falk B. (falk)]

@  Peter Maler (darthmob)

>1. Warum verändert sich der Strom wenn ich die Anzahl der Transistoren /
>Zweige verändere.

Was nur logisch ist, der Basisstrom teilt sich auf.

> Hier habe ich vier Zweige, bei zehn wird der Strom pro
>Zweig geringer... Sollte doch eigentlich gleich bleiben.

Du hast eine komische Vorstellung von einer Parallelschaltung.

>2. Wenn ich bei einem Transistor den Kollektorzweig auftrenne verändert
>sich bei allen der Strom. Warum ist das so? Warum geht plötzlich viel
>mehr Strom über die Basis des betroffenen Zweiges?

Weil die Stromverstärkung stromabhängig ist.

>beheben, das kann aber auch über Nacht passieren. Habt Ihr vielleicht
>Ideen wie ich trotz fehlerhafter Zweige bei den anderen verlässliche
>Daten bekomme?

Keinen Schrott aufbauen sondern was sinnvolles. Die Lösung wurde ja 
schon genannt, unabhänige Konstantstromquellen mit OPV + Transistor.

>Einen fertigen Stromspiegel kann ich nicht nehmen da ich auch Ströme von
>3,5A pro Zweig können muss. So ein Teil hab ich nicht gefunden.

Na hoffentlich hast du einen gescheiten Kühlkörper, der die Wäre 
wegbringt. Denn sonst ist e s klar, dass die Transistoren abrauchen.

>@ASZ18: Das ist der Verwendungszweck: Experimentell herausfinden was das
>Material aushält.

Welches Material?

> Der Strom soll möglichst groß sein, die Lebensdauer dabei aber lang
> genug.

Man  kann das auch mit 100A bauen, wenn man die Dimensionierung richtig 
macht.

MFG
Falk

[Timm T. (Gast)]

Peter Maler schrieb:
> Aber leider bin ich mittlerweile >10000km von der
> Schaltung entfernt, werde also sol großen Änderungen nicht mehr
> vornehmen können.

Neue Schaltung aufbauen. Testen. Hinschicken. Umbauen lassen. Die 
Anschlüsse umklemmen werden sie da wohl noch können.

Die Schwachpunkte, auf die Du testen musst, kennst Du ja jetzt. Kannst 
ja gern den Schaltplan zum Drübergucken hier reinstellen.