Suche: Bauantleitung / How To einer Konstantstromquelle

Fragen zu Schaltungen, Elektronik, Elektrik usw.

Moderator: T.Hoffmann

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D.Stegmann
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Hallo Community,

ich bin verzweifelt auf der Suche nach einer Bauanleitung / How To zum Bau einer Konstantstromquelle für 350 mA und 1000 mA.

Hier im Forum haben schon ein paar etwas zum Thema "Selbstbau einer Konstantstromqulle" geschrieben, ich konnte daraus aber leider keine richtien Informationen ziehen.

Denn mit der Zeit wird es Teuer wenn ich immer KSQ für 14,95 € kaufen muss.

Eine Aufbauplan mit den zu verwendeten Teilen wäre echt super! Ich gebe für diese Arbeit gerne auch ein paar Credits ab, das ist kein Thema.
DaCHRlS
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Tz, hatte ich da nicht gepostet? Egal...

Ne Lösung Quick and Dirty wäre nen LM317 mit entsprechendem Widerstand, und fertig ist Deine KSQ...

Bild

:D
Zuletzt geändert von DaCHRlS am Do, 10.05.07, 19:48, insgesamt 1-mal geändert.
DaCHRlS
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Ist wirklich sehr simpel und kostet ein paar Cent pro KSQ.

Hatte den Schaltplan vergessen, habe ich nun oben eingefügt...wirst Du sicher auch direkt durchblicken, sind ja nur 2 Teile, eben der LM317 und der entsprechende Widerstand.

Du müsstest mit 1,3 Ohm für ~ 962 mA und 3,6 Ohm für ~ 347 mA schon gut klar kommen ...

Hier findest Du noch einmal den selben Schaltplan, die Kurzerläuterung, sowie auch den Rechner, um den entsprechenden Widerstandswert noch einmal selber zu errechnen... ;-)

Und, nun zufrieden? :D
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D.Stegmann
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Ja zufrieden bin ich damit! Nur noch schaun das ich Sie selber nachbau und das sie dann läuft.

Wie ist das im Vergleich mit der KSQ aus dem Lumitronixshop. Mir ist natürlich klar, das Sie nicht die gleich Qualität hat xD, aber von der Verlustleistung etc. her? Kannst du da was drüber sagen?


Was für Daten muss der LM317 besitzen? Wenn ich bei Pollin dannach Suche, bekomme ich nämlich zwei Ergebniss, welcher ist der richtige bzw. was ist der genaue unterschied?

In Schaltplänen lesen bin ich ein Vollnoob!
Also hätte ich noch ein paar fragen:
Was ist bei "GND"?
R1 ist ja der Widerstand.
Was ist IC1 das dürte der LM317 sein.
Was ist der Kasten in dem In / Out steht?
DaCHRlS
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Hab jetzt nicht bei Pollin nachgesehen, aber laut Datenblatt gibt es noch viel mehr Typen. Wichtig ist dabei dir Endung:
K = TO-3 1.5A
T = TO-220 1.5A
S = TO-263 1.5A
EMP = SOT-223 1.0A
H = TO-39 0.5A
E = LCC 0.5A
MDT = TO-252 0.5A

Für Dich kommt demnach nur K, T oder S in Frage, um den armen kleinen Spannungsregler nicht direkt zu braten.

Für ausreichende Kühlung solltest Du trotzdem in jedem Fall sorgen, da es eben ein Spannungsregler ist, der typbedingt relativ viel Abwärme produzieren kann. Wie viel genau hängt vom Dropout ab, also wie groß die Spannungsdifferenz Versorger zu Verbraucher ist... Wenn Du bei Pollin zum Beispiel den Regler im TO220 Gehäuse hast, dann sieh Dir mal die Kühlkörper für TO220 an... ;-)

Richtig IC1 ist der LM317/337, der Kasten in dem In und Out steht auch...ist doch nur skizziert!!! R wie immer Widerstand, korrekt...und damit ist dann auch schon alles erklärt... :D
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Bestell Dir für die paar Cent einfach bei der nächsten Bestellung mal einen zum Tüfteln mit...in der Praxis kannst Du wirklich die besten Erfahrungen sammeln...und wenn Du mal einen abbrennst, egal, bei € 0,23 kann man das ruhig mal machen... ;-)
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Do, 10.05.07, 21:03

Eine Frage habe ich aber zu KSQ auch selber, vielleicht liest ja einer der echten Experten (luckylu & co *grins*) zufällig mal hier rein.

Was ist die Besonderheit bei Mosfet/Transistorschaltungen? Wie arbeiten die anders? Was macht sie besser im Vergleich zu einer unaufwändigeren integralen Lösung, mal abgesehen von mehr Leistung?

Größere Installation (wohl eher dann schon im Disco oder PA-Bereich) arbeiten wohl mit Schaltungen wie der Nachfolgenden, da sie teilweise auch deutlich höhere Spannungen haben, durch viel mehr in Reihe geschaltete LED-Cluster...aber "sparsamer" im Sinne vom Leistung vernichten ist eine solche Schaltung doch nicht, oder doch? Lohnt der größere Bauteileaufwand (ich weiß, kostet im Endeffekt nicht deutlich mehr, ist aber eben mehr zu verschalten und verlöten)?

Bild

Wäre toll, wenn da mal jemand was zu sagen könnte...

DaCHRlS
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Ragnar Roeck
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Do, 10.05.07, 21:52

DaCHRlS hat geschrieben:Hab jetzt nicht bei Pollin nachgesehen, aber laut Datenblatt gibt es noch viel mehr Typen. Wichtig ist dabei dir Endung:
K = TO-3 1.5A
T = TO-220 1.5A
S = TO-263 1.5A
EMP = SOT-223 1.0A
H = TO-39 0.5A
E = LCC 0.5A
MDT = TO-252 0.5A

Für Dich kommt demnach nur K, T oder S in Frage, um den armen kleinen Spannungsregler nicht direkt zu braten.

Für ausreichende Kühlung solltest Du trotzdem in jedem Fall sorgen, da es eben ein Spannungsregler ist, der typbedingt relativ viel Abwärme produzieren kann. Wie viel genau hängt vom Dropout ab, also wie groß die Spannungsdifferenz Versorger zu Verbraucher ist... Wenn Du bei Pollin zum Beispiel den Regler im TO220 Gehäuse hast, dann sieh Dir mal die Kühlkörper für TO220 an... ;-)

Richtig IC1 ist der LM317/337, der Kasten in dem In und Out steht auch...ist doch nur skizziert!!! R wie immer Widerstand, korrekt...und damit ist dann auch schon alles erklärt... :D
Obacht, der LM337 ist für negative Spannungen! Man braucht im Allgemeinen den LM317 im TO220 Gehäuse (1,5A)
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K, T, S sind alle als 317 verfügbar, ansonsten hast Du natürlich vollkommen recht, LM317 im TO220 ist der richtige SR, den er dann auch nehmen soll...sorry, wenn das ein wenig falsch als potentielle Wahlmöglichkeit zwischen 317 und 337 rüber gekommen ist...TO3 mag ich in normalen "Brettschaltungen" ohnehin nicht... :D
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Do, 10.05.07, 22:25

Hi,

hier mal noch paar gute Links zum Thema KSQ:

led-treiber.de
mikrocontroller.net
bader-frankfurt.de


Oder einfach mal google´n!!! :wink:
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Fr, 11.05.07, 08:21

Grundsätzlich lassen sich die Konstantstromquellen in 2 Gruppen einteilen.

1. Gruppe: Veränderlicher Widerstand

Der Vorteil ist die einfache Bauweise (billig in der Anschaffung), der Nachteil ist der schlechte Wirkungsgrad (teurer Betrieb).
Überschüssige Energie wird, wie beim "normalen" Vorwiderstand in Wärme umgewandelt.

2. Gruppe: Veränderliche Energiesteuerung

Der Vorteil ist der hohe Wirkungsgrad (billiger Betrieb), der Nachteil ein höherer Aufwand beim Aufbau (teure Anschaffung).

Energie wird der Stromquelle nur soweit entnommen, wie zum Betrieb des Verbrauchers erforderlich ist (plus etwas für den Betrieb der Schaltung).

Dazu arbeitert dieser Typ mit einer Steuerung über Pulsweitenmodulation (PWM).
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Fr, 11.05.07, 23:23

also zu der schaltung:
die ist soweit ok,den ersten transi brauchst du aber nur, wenn der leistungskreis eine andere betriebsspannung und der PWM treiber zu wenig schaltleistung oder spannung liefert.

grundsätzlich,würde ich folgendes empfehlen:für kleine ströme bis etwa 100mA sind analoge KSQ wegen des geringen aufwandes eher zu empfehlen.

bei grösseren strömen,sind PWM eigentlich pflicht,da bei analogen lösungen für einen stabilen betrieb etwas spannungsreserve vorhanden sein muss,werden da unter umständen riesige mengen an leistung in wärme umgewandelt.

ob für den getakteten betrieb der begriff KSQ überhaupt zulässig ist, dürfte eigentlich ein streitthema sein...

mit dem aufwand, ist das so eine sache, der unerfahrene sollte natürlich erst einmal einfache schaltungen bauen,
da für den sicheren aufbau und betrieb von getakteten reglern (welcher art auch immer) schon etwas erfahrung, rechnerei und ein minimum an messtechnik zur verfügung stehen sollte. im grunde genommen,geht es aber auch mit einfachen mitteln, wenn verstanden wird, wie es funktioniert. das problem bei anfängern, ist meist, dass nicht genügend teile speziell widerstände und kondensatoren bereit gehalten werden, ein paar potis mit verschiedenen werten gehört auch dazu, wer nach jedem fehlkauf erst losrennen muss um einen anderen wert zum ausprobieren zu kaufen, der wird sehr schwer zum ziel oder optimalen ergebnissen kommen. am besten wäre der kauf eines standardsortiments. ein in meinen augen weiterer fehler ist dieses, für led-cluster recht günstige, für "richtige" schaltungen eher hemmende verwenden von universal lochrasterplatinen, für deren aufbau viel zeit gebraucht wird, bei mehrfachem aufbau wirkt sich das noch viel mehr aus. wenn das notwendige bereit ist, dauert der entwurf von kleinen schaltungen und das anschliessende herstellen der platinen nicht so lange wie das umständliche verdrahten von universalplatinen. die ersten platinen sollten von hand auf milimeterpapier entworfen werden, später dann mit eagle light (gibt es kostenlos). ich schweife zu sehr ab...

da ich doch schon recht müde bin, gibt es hier mal eine schaltung für pwm,die an einfachheit kaum zu unterbieten ist und gleichzeitig zeigt,wie so etwas prinzipiell funktioniert, morgen werde ich mal noch etwas hinzufügen, diese schaltung bietet sogar die möglichkeit des dimmens und kostet nur ein paar cent, ohne platine
ist der aufbau aber naja, etwas umständlich.
1856_pwm_mit_tl494_und_buz11_schaltplan_2.jpg
mehr daten über den TL494 findet der interessierte hier, wer englisch kann, hat auch berechnungsgrundlagen, innenschaltung und kurvenverläufe (für newbees sehr zu empfehlen)

http://www.datasheetcatalog.com/datashe ... L494.shtml
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Sa, 12.05.07, 11:28

nun noch ein paar erklärungen zu der schaltung
da im tl494 nur 2 error-amplifier zur verfügung stehen, ist die schaltung um einige bauelemente zu ergänzen.
aus der schaltung oben, von daCHRIS übernehmen wir den teil der stromregelung, der aus dem source-widerstand und
dem transistor BC546 besteht. vor das GATE schalten wir noch einen 10ohm wiederstand, der verringert den max. ausgangsstrom der endtransistoren des tl494. statt des motors mit ler lampe und der diode oben rechts werden die
leds angeschlossen.
da wir ja nichts zerstören wollen, noch ein paar
[/b] HINWEISE ZUR INBETRIEBNAHME:
wir fangen in diesem fall mit dem leistungskreis an (dieser könnte auch als separate baugruppe ausgeführt werden und kann auch als analoge KSQ eingesetzt werden.) der erwähnte 10ohm widerstand wird auf der seite des tl494 ausgelötet und über einen widerstand von 1kohm (10kohm oder 20kohm gehen auch,man nimmt was man hat^^) an +
der betriebsspannung gelegt. da wo jetzt der motor eingezeichnet ist, kommt eine lampe oder ein wiederstand (der muss einiges aushalten (bei 12V und 1A wären das grob 12W,12ohm besser 10ohm),sinnvoll wäre noch ein amperemeter mit dem widerstand in reihe zu schalten. der power mosfet (n-fet,transistor) ist auf einem ebenfalls für max. belastung ausgelegtes kühlblech zu schrauben (etwa 10cm x 15cm bzw. kühlkörper sollte ausreichen)
da wir ja noch nicht wissen, ob das ganze funktioniert, fangen wir mit einem relativ grossem source-widerstand an, 100ohm (1,5W) wäre ein guter wert. wenn wir jetzt spannung anschliessen, sollte ein strom von etwa 80mA (der genaue wert ist vom n-fet abhängig und unkritisch) fliessen. mit einem voltmeter sollten von masse nach gate ein paar volt zu messen sein. wenn wir jetzt den 10ohm widerstand im lastkreis mit einem draht überbrücken, muss der der strom nahezu konstant bleiben. im weiteren verlauf,wird mit immer kleineren widerständen getestet (belastbarkeit beachten, ev. nur kurz ranhalten) sollte der strom immer konstant bleiben, funktioniert unsere KSQ und wir können den gewünschten strom von etwa 1A einstellen. da wir oft vor der problematik stehen werden, dass mit einem gewähltem wiederstand der strom noch zu klein, mit mit dem nächsten zu gross ist, kann auch mit parallelgeschalteten widerständen, der genaue wert eingestellt werden, wer es ganz genau haben will, kann noch ein potentiometer parallel schalten. wenn die KSQ eingestellt ist, können im lastkreis die leds (natürlich entsprechend gekühlt) angeschlossen werden.
da die leds nun im zulässigen arbeitsbereich betrieben werden (den strommesser brauchen wir im moment nicht mehr), können wir ohne bedenken den PWM anschliessen, dazu entfernen wir den widerstand vom 10ohm widerstand nach plus geschaltetem widerstand. der 10 ohm widerstand wird nun mit dem ausgang des tl494 verbunden.
da ja unsere led-KSQ funktioniert, können wir diese nun als indikator für die funktion des PWM nutzen.
luckylu1
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Sa, 12.05.07, 11:46

zur inbetriebnahme des PWM wäre ein oszilloskop hilfreich, ist aber nicht unbedingt erforderlich.
bei sorgfältigem aufbau, sollte er eigentlich funktionieren und die helligkeit der leds lässt sich einstellen.
das wäre der idealfall. wenn die leds nicht leuchten, hilft nur eine systematische fehlersuche, da der tl494 recht robust ist, verzeiht er viele fehler und stirbt nicht gleich. ein fehler, der von anfängern oft gemacht wird, ist
das spiegelbildliche vertauschen der anschlüsse.

darum, zum merken!: bei IC´s wird von oben auf das teil geblickt (die beine sind unten eingelötet) dann wird unten links (markierung links) angefangen mit dem zählen
und zwar entgegen dem uhrzeiger! bei anderen bauteilen zb. transistoren wird meistens von unten auf das teil geblickt und in uhrzeiger richtung gezählt.


ein weiterer oft gemachter fehler ist das vertauschen von +/- bei elektrolytkondensatoren. das führt meist dazu, das die schaltung eine weile funktioniert und dann auf grund erhöhter restströme nicht mehr arbeitet. letztendlich platzen sie ev. auf. widerstände sollten direkt vor dem einbau nochmal gemessen werden.

wenn kein oszilloskop zur verfügung steht, hat man zwei anzeigen zur verfügung, die leds und ein kleiner kopfhörer findet sich auch fast in jedem haushalt. dieser kann, wenn die leds leuchten aber eine helligkeitseinstellung nicht möglich ist, in reihe mit einem 100ohm wiederstand angeschlossen werden. eine seite an masse und die andere an einem der beiden anschlüsse des 10ohm wiederstands am ausgang des tl494
anschliessen, jetzt muss ein ton oder klackern zu hören sein, wenn die frequenz nicht zu hoch ist. diese lässt sich , wie schon bei der schaltung beschrieben, mit hilfe des kondensators einstellen. am besten stellt man eine frequenz ein, die ein langsames blinken der leds zur folge hat. stellt man nun ein verhältnis an zu aus
(on/off) von 1:1 ein, müsste rein rechnerisch im durchschnitt über einen etwas längeren zyclus genau die hälfte
des als maximalstrom eingestellten wertes fliessen, überprüfen lässt sich das, indem der wert des kondensatorts
um den faktor 100 oder mehr verkleinert wird und der am amperemeter gemessene strom betrachtet wird.
also, kann mit dem verhältnis der on/off zeit die leistung der leds gesteuert werden. nun hat unsere schaltung
allerdings noch einen schönheitsfehler, nähmlich, da ja der strom durch unsere KSQ begrenzt wird, ist der leistungsverlust im transistor trotz taktung immer dem taktverhältnis entsprechend hoch. bis hierher, haben wir also eine verlustleistung, die der einer analog einstellbaren KSQ entspricht, unser ziel, die verlustleistung
zu senken,haben wir damit noch nicht erreicht. wie lässt sich das nun erreichen?
dazu noch einmal eine kurze betrachtung am transistor, eine verlustleistung tritt immer nur im eingeschalteten
zustand auf. könnten wir nun die einschaltzeit verringern und in dieser zeit eine grössere menge an energie durchleiten, ohne das unsere konstantstromschaltung ansprechen würde, würde nur der on widerstand als verlustleistungsbestimmend in erscheinung treten, das heisst,unser verlust im transistor (typische on widerstände liegen bei wenigen milliohm) könnte drastisch gesenkt werden. da aber die leds nur einen bestimmten maximalstrom "vertragen", stehen wir vor einem dilemma. dieses liesse sich lösen,wenn ein teil, der während der on zeiten des transistors, zugeführten energie gespeichert werden könnte und in den off zeiten des transistors,
die leds weiter versorgen würde.
wir versuchen mal, dazu einen kondensator zu benutzen und betrachten den effekt.
als erstes, müssten wir den kondensator aufladen um ihm, während der off zeit des transistors, einen teil der zuvor gespeicherten energie wieder entnehmen zu können. wenn unsere vermutung richtig wäre, müsste es sich doch irgendwie beweisen lassen!?
Zuletzt geändert von luckylu1 am So, 13.05.07, 10:05, insgesamt 1-mal geändert.
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Sa, 12.05.07, 19:35

Hmmm...ok, wie ist dann das?
1879_LeistungsPWMKonstantstromquelle_1.jpg
Nur Standardbauteile 555er, 557, BUZ11 und Kleinkrams...
luckylu1
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So, 13.05.07, 12:09

das ist nen etwas komisch gezeichneter step-down wandler, allerdings in der variante nur bis Imax/2 des led (integrierter wert)stromes zu gebrauchen,besser wäre noch ein kondi parallel zu den dioden, da hier im grunde genommen auch eine spannungsregelung erfolgt, könntest du damit die spitzenströme durch die led´s etwas absenken und dann weiter aussteuern. am gate 10ohm bis 100ohm könnten auch nix schaden, um den ausgang des timers etwas zu schonen.die schottky diode 5817 ist etwas knapp in der spannung (max.20V).
habe die schaltung jetzt nicht bis ins kleinste analysiert, zur inbetriebnahme, würde ich die leds durch in reihe
geschaltete 1A gleichrichterdioden ersetzen (brauchst natürlich einige davon Uf etwa 0,7V)parallel dazu eine led mit vorwiderstand zur signalisation. dann mal Ue zwischen 9V und 15V ändern und mal beobachten, ob das ganze so
reagiert,wie du es möchtest.
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Di, 22.05.07, 22:26

@ Chris: Die Konstantstromqulle zu der du oben im zweiten Beitrag ein Bild gepostet hat + Daten angegeben hast, für welche Stromleistung gilt die?
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Mi, 23.05.07, 14:03

Ich würde eine PWM nicht per se als KSQ bennenen, da der Strom ja nun nicht mehr konstant, sondern als pulsierende Gleichspannung (Rechtecksignal) anliegt.
Pumpt diese PWM allerdings in eine Induktivität kommen wir in Richtung der Schaltregeler, da würde ich dann doch wieder von einer KSQ sprechen.

Der LM317 kann maximal 1.5A liefern. Er ist in der o.g. Schaltung zwischen ein paar Milliampere (die auch keinesfalls unterschritten werden dürfen!) bis zu 1.5A durchsteuerbar, je nach errechnetem Widerstandswert. In dem Link sind min. und max. Wert für den Widerstand erwähnt.
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Mi, 23.05.07, 14:42

DaCHRlS hat geschrieben:Tz, hatte ich da nicht gepostet? Egal...

Ne Lösung Quick and Dirty wäre nen LM317 mit entsprechendem Widerstand, und fertig ist Deine KSQ...

Bild

:D
Wie hoch ist hierbei denn die End-Spannung, wenn ich mit 12V reingehe ? Für ne P4 bräuchte ich ja dann ca. 3,6V
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Mi, 23.05.07, 14:48

Das hängt vom eingestellten Strom ab, irgendwo zwischen 3,2 Volt und 3,6 Volt.
Deshalb ist diese Schaltung für 12 Volt Betrieb mit einer P4 nicht gerade die geeigneteste -> es wird mehr Leistung in Wärme umgesetzt als über die P4 insgesamt.
Zockerdad
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Mi, 23.05.07, 15:11

würde ich jetzt 3 P4 in Reihe schalten, so ist der Verlust doch geringer, oder ?
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Mi, 23.05.07, 15:55

Ja, der Verlust ist geringer, ob es dann mit 1 Ampere reicht, kann ich im Moment nicht abschätzen, da ich den Spannungsdrop nicht im Kopf habe.
Ragnar Roeck
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Mi, 23.05.07, 16:00

Bei der LM317 Schaltung sollte man mindestens 3.5V über der erwarteten Ausgangsspannung liegen.
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Mi, 23.05.07, 18:52

Damit können dann nur 2 P4 mit Strömen größer als 350 mA betrieben werden.

Wichtig ist in jedem Fall eine gute Kühlfläche für den LM317.
DaCHRlS
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Mi, 23.05.07, 18:55

Ich finde Lu hatte es schon vortrefflich auf den Punkt gebracht:
luckylu1 hat geschrieben: grundsätzlich,würde ich folgendes empfehlen:für kleine ströme bis etwa 100mA sind analoge KSQ wegen des geringen aufwandes eher zu empfehlen.

bei grösseren strömen,sind PWM eigentlich pflicht,da bei analogen lösungen für einen stabilen betrieb etwas spannungsreserve vorhanden sein muss,werden da unter umständen riesige mengen an leistung in wärme umgewandelt.

ob für den getakteten betrieb der begriff KSQ überhaupt zulässig ist, dürfte eigentlich ein streitthema sein...
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