Hallo, im Datenblatt: https://www.mikrocontroller.net/part/BC547 Hi ich würde gerne eine Konstantstromquelle mit Hilfe eines npn Transistors einer Z Diode und einem Poti, dimensionieren. Konstante Ströme von 4mA bis 20 mA bei Lastwiderständen von 0...500 wären erwünscht. Die Spannngsquelle sind 9 V. Deswegen habe ich mal angefangen das ganze zu dimensionieren. Aber ich verstehe das noch nicht: Wenn die Basis direkt an R6 ist sollen 20 mA fließen. Wenn der Poti so gedreht ist dass R6 und R1 an der Basis sind, sollen nur 4 mA fließen. R4 dient zur Stabilisierung des Stromes Ic. Ohne wirklichen Grund wähle ich 100 Ohm für R4. Die Kennlinien des Transistors zeigen, dass Ic gleich bleibt, sofern Uce zum Beispiel größer als zum Beispiel 2V bleibt. Wenn dann durch Ic 20mA fließen, dann fallen an R4 2V ab. Dann bleiben noch 5V übrig, die an dem Lastwiderstand abfallen. Also darf der Lastwiderstand bei 20mA und 5V = 5V/20mA = 250 Ohm sein............ Aber ich will doch 500 Ohm Wofür braucht man dafür eigentlich eine Zenerdiode? Nur wegen Eingangsspannungsschwankungen? Im Anhang befinden sich die beiden Bilder. Aber ich kapiere das gar nicht.
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Enni schrieb: > Dann bleiben > noch 5V übrig, die an dem Lastwiderstand abfallen. Also darf der > Lastwiderstand bei 20mA und 5V = 5V/20mA = 250 Ohm sein Wenn du ganz einfach mal I = U/R rechnest, sollte dir auffallen, das du gar keine 20mA an 500 Ohm Last mit 9V erreichen kannst. Selbst wenn am Transistor 0V abfallen (also gar nichts) fliessen durch 500 Ohm bei 9V eben nur 18mA, das beisst der Maus keinen Faden ab. Wenn du also an einer 500 Ohm Bürde 20mA haben möchtest, ist es zwingend erforderlich, die Betriebsspannung zu erhöhen. Hier stehen viele feine Sachen zur Konstantstromquelle: https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle
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Enni schrieb: > Aber ich will doch 500 Ohm Dann rechne doch mal aus, wieviel Spannung Du an einem 500 Ohm Widerstand anlegen musst, um 20 mA Strom hindurchzutreiben! Wie willst Du das mit 9V anstellen?
Also eigentlich ist die Frage wie man an so etwas rangehe um es zu dimensionieren. Also nach dem Datenblatt macht das ja auch sinn, dass bei keinen Lastwiderstand über dem Emitterstand mit 100 Ohm bei 4mA 0,4 V abfallen müssen. Dann fallen an Uce 8,6 V ab. Genauso ist das wenn keine Lastwiderstand da ist und 20 mA durch den 100 Ohm Emitterwiderstand fließen sollen. Dann fallen an ihm 2V und an Uce 7V ab. Man muss dann erstmal schauen für welches Ib 4mA bzw. 20mA fließen. Das kann man aus dem Datenblatt ablesen. Bei etwas 13 und 80 µA stellt sich heraus. Wie kann man den Querstrom denn bloß so berechnen das man ein gewünschtes Ib erhält... also insgesamt liegen 4,7 V über dem "Spannungsteiler" R6,Poti-[R1 und R2]. Es sollen in der der Potistellung bei der 80µA durch die Basis müssen, 2V(Emitterwiderstand ) + 0,7 V (Ube ) = 2,7 V abfallen. Wenn man ein Querstromverhältnis von (ohne Grund angenommen) 5 wählt folgt daraus: Ir2=400µA=5*80µA=q*Ib Ir1=Ib+Ir2=480µA Und der Widerstand für R2 ist dann: 2,7V / 400µA =6750 Ohm Für R1 : 2 V / 480 µA =4166 Ohm Somit kann man dann bei Lastwiderständen bis zu 250 einen Strom von 20 mA erwarten. jetzt dreht man das Poti aber um 4mA zu erhalten. D.h das Querstromverhältnis muss sich ändern: Über R2 sollen 1,2 V abfallen. Man weiß dass 4,7/(6750+4166) = 440µA durch diesen Zweig fließen. Ib soll 13µA groß sein. Dann ist Ir2 nur noch Ir2=427µA Dadurch ergibt sich ein Querstromverhältnis von : q=Ir2/Ib= 427µA / 427µA = 32 Da ja übe R2 1,2 V abfallen und durch ihn ein Strom von 427µA fließt ist sein Widerstand bei etwa 2810 Ohm. Mit R1 zusammen muss der dann zusammne 6750 Ohm haben. Also ist R1: 6750-2810 = 3940 Ohm Aber immer noch kann ich meine Lastwiderstände nur bis 250 einstellen
Danke Danke für die Antworten. Habe meinen vorherigen Beitrag über eine länger Zeit geschrieben, deswegen habe ich eure Antworten noch nicht angeschaut! Das mache ich nun! Sehr freundlich dass ihr mir helft :D
Ahh ok : U=500 Ohm*20mA=10000mV=10V Okey. Das bedeutet möglich sind dann zum Beispiel wenn am Transistor 1,5 abfallen sollen 8,5 V/500 = 17 mA
Nicht mal 17 mA, denn am Emitterwiderstand (100 Ohm) fällt ja auch etwas ab! 8,5V /600 = 14,66 mA sind dann möglich?
(Was hat es eigentlich mit diesen Querströmen auf sich. Ich sehe da nur diese Formel in meinem Buch. Weiß jemand wie man die sich herleiten kann? )
Enni schrieb: > (Was hat es eigentlich mit diesen Querströmen auf sich. Das weiß ich in diesem Zusammenhang auch nicht - ich denke, Du gehst von falschen Voraussetzungen über die Funktion dieser Schaltung aus: nicht der Basis-Strom bestimmt den Betrag des Konstantstroms, sondern die Basis-Spannung und der Wert von R4. Am besten würde diese Schaltung funktionieren, wenn die Spannung an der Basis fest und unabhängig vom Basis-Strom wäre, also mit einem möglichst niederohmigen Spannungteiler. Die Dimensionierung ist doch eigentlich recht einfach: wenn z.B. 5 mA durch R4 fließen sollen, fällt an diesem 0.5V ab, d.h. Ue ist 0,5V, an der Basis musst Du dann nur noch eben diese Spannung + Ube, als etwa 1,2 V einstellen. Durch den Lastwiderstand (R5) fließen dann diese 5mA minus der Basistrom. Letzterer ist für die Dimensionierung in der Praxis meist vernachlässigbar.
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1. Die Schaltung ist die Richtige, sofern R5 als die anzuschliessende Last/Bürde ist. 2. Welchen Strom bezeichnest du als "Querstrom"? (durch welche Bauteile?) Trotzdem, die "Denke" geht so: A) D1 fixiert an ihrer Kathode eine ~stabile Spannung über Masse, das ist UZ. B) R6, R1, R2 teilen UZ auf (Verhältnis ~5:5:3) C) am Schleifer v. Poti R1 kann also eine Spannung (ggü. Masse) von ~3/13 ... ~8/13 UZ abgegriffen werden D) der Basistrom zu Q1 ist venachlässigbar klein E) von B nach C v. Q1 vallen konstant 0.7V ab F) je nach Potistellung, bleibt f. R4 also U4= (UZ*3/13 -0.7) ... (UZ*8/13 -0.7) V G) R4 und seine Spannung bestimmen den Strom durch R5, C->E von Q1 (sofern die Betriebspannung reicht) H) an R5 fällt Spannung gemäss diesem Strom ab, an C->E v. Q1 das was von der Beriebspannung Übrig bleibt nachdem U4 und U5 davon abgezogen sind UQ1ce=Ub-U4-U5. Für korrekte Funktion d. KSQ muss dafür min. ~0.3V übrig bleiben. Implikationen: - bei gegebener Ub (z.B. 9V) sind NICHT beliebig hohe R5 zulässig; - bei Anspruch an bestimmte Grösse v. R5, muss Ub eine gewisse Mindestspannung aufweisen; (z.B.f. 20mA@1kOhm --> U5+UQ1cemin+U4 = 20*1k +0.3 +20*100 = 10.0 +0.3 +2.0 = 12.3V) - UZ und R4 (+UQ1cemin) bestimmen wieviel Spannung von Ub NICHT für die (hochomige) Last/Bürde R5 zur Verfügung steht ==> UZ und R4 so klein wie bezahlbar halten[2], ggfs. Verhältnis R6:R1:R2 für den gewünschten Zielbereich des Konstantstroms anpassen[1] [1] ohne weitere Ansprüche UND f. BC547 passt die Gesamtsumme R6+R1+R2 im Bereich einiger weinigen kOhm. [2] kompensation von unerwünschten Effekte s. die bereits verwiesenen Artikel [3] das Einhalten der zulässigen max. Verlustleistung jedes einzelnen Bauteils, unter allen möglichen Betriebsbedingungen, ist dem gegeigten Leser als Fleissaufgabe überlassen.
Enni schrieb: > Wofür braucht man dafür eigentlich eine Zenerdiode? > Nur wegen Eingangsspannungsschwankungen? Im Prinzip ja. Nur aus einer konstanten Spannung kannst du einen konstanten Strom ableiten. ABER: Du darfst natürlich nicht den Spannungsteiler R3->R6->R1->R2 so auslegen, daß an der Z-Diode nicht mal die Spannung der Z-Diode erreicht wird. Es ist auch schlau, am Emitter nicht zu hohe Spannung für R4 zu haben, denn sonst entsteht an ihm zu viel Verlustleistung, ausserdem verringert das die Komplianz der Konstantstromquelle. Umgekehrt ist es klug, keine Z-Dioden Spannung unter 5.6V zu verwenden, denn kleinere Z-Dioden sind deutlich schlechter. Also ist der Spannungsteiler vor der Basis ok, zumal der Baisstrom ja konstant ist und die Spannungen auch, es werden also durch den Spannungsteiler keine weiteren Fehler induziert. Eine 1N750 ist mit 20mA Zenerstrom und 19 Ohm Impedanz bei 4.7V nicht so doll, Enni schrieb: > Aber ich will doch 500 Ohm Dann brauchst du mehr als 9V, z.B. 15V als Versorgungsspannung.
MaWin schrieb: > Umgekehrt ist es klug, keine Z-Dioden Spannung unter 5.6V zu verwenden, > denn kleinere Z-Dioden sind deutlich schlechter. Statt der Z-Diode kann man auch eine rote LED als "Referenzelement" nehmen. Dann braucht man auch keinen Spannungsteiler vor der Basis, sondern kann diese direkt an der Basis anschliessen. Nebenbei bekommt man so noch einen des TKs der Basisspannung. Die Stromeinstellung macht man dann zweckmäßigerweise über den Emitterwiderstand. >> Aber ich will doch 500 Ohm > > Dann brauchst du mehr als 9V, z.B. 15V als Versorgungsspannung. ACK
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