Strombegrenzung mit Bipolartransistoren

[Lars R. (larsr)]

Hallo zusammen,

Ziel ist es eine Last (hier der 200R) mit 5V und max. 30mA zu versorgen, 
die Eingangsspannung darf hierbei von etwa 7V bis 24V schwanken.

Ich habe eine Weile überlegt und bin dann auf die Idee gekommen, zur 
Strombegrenzung einfach eine Stromquelle mit zwei PNP aufzubauen. Zur 
Spannungsbegrenzung auf (etwa) 5V habe ich dann zusätzlich einen NPN 
vorgesehen, welcher über einen PNP die Stromquelle "verbiegt".

Schaut mal in den Anhang, kann man das so machen?

Viele Grüße,

Lars

[Stefan F. (Gast)]

Ich denke, das kann man so machen. Überprüfe es durch Simulation.

[MaWin (Gast)]

Lars R. schrieb:
> kann man das so machen?

Ist halt ziemlich instabil, die 5V über UBE zu regeln. Das schwankt mit 
0.01V pro GradC und ist auch noch stromabhängig.

Nimm doch einen TL431.

[Wühlhase (Gast)]

Mach es doch so wie hier

https://dieelektronikerseite.de/Lections/Konstantstromquelle%20-%20Immer%20das%20Gleiche.htm

und schalte eine Z-Diode zur Last parallel, die 30mA abkann.

[Wühlhase (Gast)]

So etwa.

[Lars R. (larsr)]

MaWin schrieb:
> Ist halt ziemlich instabil, die 5V über UBE zu regeln. Das schwankt mit
> 0.01V pro GradC und ist auch noch stromabhängig.
>
> Nimm doch einen TL431.

Schaue ich mir an.

Wühlhase schrieb:
> So etwa.

Ich möchte eigentlich keine 700mW verheizen.

[2 Cent (Gast)]

Lars R. schrieb:
> Ziel ist es eine Last (hier der 200R) mit 5V und max. 30mA zu versorgen,
> die Eingangsspannung darf hierbei von etwa 7V bis 24V schwanken.
Also 24V-5V = 19V "verbraten", ergibt bei 30mA knapp 0,6W, bisserl viel 
für einen BC807.


Ein völlig anderer Vorschlag basierend auf LM317T: vielleicht taugt 
Figure12 und Figure13 als Lösungsansatz für dein Problem
https://www.st.com/resource/en/datasheet/lm217.pdf

HTH

[Lars R. (larsr)]

2 Cent schrieb:
> Ein völlig anderer Vorschlag basierend auf LM317T: vielleicht taugt
> Figure12 und Figure13 als Lösungsansatz für dein Problem

Habe ich mir als erstes angesehen, aber der Spannungsfall über den LM317 
ist zu hoch - und ich erinnere mich, dass der keine größeren Kapazitäten 
am Ausgang mag (wenn die Ausgangsspannung höher als die Eingangsspannung 
ist, macht der ganz komische Sachen).

[HildeK (Gast)]

Lars R. schrieb:
> Ich möchte eigentlich keine 700mW verheizen.

Du hast (bis zu) 24V, willst 5V und 30mA ziehen:
(24V-5V) * 30mA = 570mW (bis zu), plus die Leistungen an R1...R4.
Da führt mit einer linearen Schaltung kein Weg dran vorbei.

An der Schaltung von Wühlhase ist allerdings die Z-Diode ein Nachteil 
für die Verlustleistung.

[HildeK (Gast)]

Lars R. schrieb:
> und ich erinnere mich, dass der keine größeren Kapazitäten
> am Ausgang mag (wenn die Ausgangsspannung höher als die Eingangsspannung
> ist, macht der ganz komische Sachen).

Das lässt sich leicht mit einer Diode von Ausgang nach Eingang 
erledigen.

[Wühlhase (Gast)]

Lars R. schrieb:
> Ich möchte eigentlich keine 700mW verheizen.

Das tut deine Schaltung aber auch, nur eben nicht in einer Z-Diode. Ok, 
und nicht dauerhaft, aber wenn du mit bis zu 24V einspeist dürfte 
sowieso das meiste der Leistung in den Transistoren vorne hängenbleiben. 
Solange du nicht gerade mit Schaltnetzteilkram arbeitest, verheizt du 
nunmal Energie. Ist so.

Wenn du nicht dauerhaft Strom an der Last vorbeifließen haben willst, 
dann geht das mit einem dritten Transistor. Allerdings kann es sein daß 
du dann geringfügig mehr Eingangsspannung brauchst, wenn du 5V am Ende 
halten willst.

[Stefan F. (Gast)]

Lars R. schrieb:
> dass der keine größeren Kapazitäten
> am Ausgang mag (wenn die Ausgangsspannung höher als die Eingangsspannung
> ist, macht der ganz komische Sachen).

Das gilt für sehr viele Spannunsgregler. Dagegen helfen Dioden gemäß 
Empfehlung im Datenblatt. Aber Probleme kannst du nur bekommen, wenn die 
Eingangsspannung schneller abfällt, als die Ausgangsspannung, was 
wiederum nur passieren kann, wenn eingangsseitig weitere Lasten am 
Netzteil hängen.

[2 Cent (Gast)]

HildeK schrieb:
> Lars R. schrieb:
>> und ich erinnere mich, dass der keine größeren Kapazitäten
>> am Ausgang mag (wenn die Ausgangsspannung höher als die Eingangsspannung
>> ist, macht der ganz komische Sachen).
>
> Das lässt sich leicht mit einer Diode von Ausgang nach Eingang
> erledigen.
Sehe ich auch so.

>> der Spannungsfall über den LM317 ist zu hoch
Staun im von mir verlinkten Dabla steht kein belastbarer Wert zu der 
maximal erlaubten Eingangsspannung LOL.
Da das Teil aber für bis zu 37V Ausgangsspannung gebaut ist, liegt die 
Vermutung nahe das 24V Eingangsspannung nicht zu viel sein sollten :D

[HildeK (Gast)]

2 Cent schrieb:
> Da das Teil aber für bis zu 37V Ausgangsspannung gebaut ist, liegt die
> Vermutung nahe das 24V Eingangsspannung nicht zu viel sein sollten :D

Ja, aber bei seinen minimal 7V wird es eng:

Lars R. schrieb:
> die Eingangsspannung darf hierbei von etwa 7V bis 24V schwanken.

[2 Cent (Gast)]

HildeK schrieb:
> Ja, aber bei seinen minimal 7V wird es eng
Bei 30mA sollten 2Vdrop kein Problem sein

[Harald W. (wilhelms)]

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Lars R. schrieb:
>> dass der keine größeren Kapazitäten
>> am Ausgang mag (wenn die Ausgangsspannung höher als die Eingangsspannung
>> ist, macht der ganz komische Sachen).
>
> Das gilt für sehr viele Spannunsgregler. Dagegen helfen Dioden gemäß
> Empfehlung im Datenblatt.

...die man aber nur für Ausgangsspannungen über 5V braucht.

[HildeK (Gast)]

2 Cent schrieb:
> Bei 30mA sollten 2Vdrop kein Problem sein

Kann sein, kann vom Exemplar abhängen. Im Datenblatt stehen jedenfalls 
3V als Minimum - vermutlich wird das aber nur für den Maximalstrom 
benötigt.
Deshalb auch mein Ausdruck 'eng' und nicht 'geht nicht'.