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Die unter 3.3.1 beschriebenen Stromquellen haben alle den Nachteil, daß sie relativ ungenau und für z.B. meßtechnische Anwendungen ungeeignet sind. Genaue Stromquellen lassen sich allerdings nur noch mit integrierten Schaltungen realisieren.
Bild 3.3.2 A; Bild 3.3.2 B; Bild 3.3.2 C; Bild 3.3.2 D
Grundschaltungen von Präzisions-Stromquellen
Die einfachste Schaltung ist auch hier wieder eine Zweipolige (Bild 3.3.2 A) und sie besteht erstaunlicherweise aus einem Spannungsregler und einem Widerstand. Der Regler stabilisiert die Spannung am Widerstand R auf 1,2 Volt. Bis auf einen kleinen Fehler, der durch den Strom in den Adjust-Pin des ICs entsteht, ist der Gesamtstrom identisch mit dem Strom im Widerstand R. Bei Verwendung eines LM 317 T können Ströme bis zu 2 Ampere stabilisiert werden. Die Schaltung in Bild 3.3.2 B funktioniert genauso, wie die in Bild 3.3.1 F aus dem letzten Abschnitt. Der NPN-Transistor wird einfach durch den bekannten Shunt-Regler TL431 ersetzt. Die Schaltung hat aber zwei Nachteile: Der Spannungsabfall am TL431 zwischen Kathode und Anode muß mindestens 2,5 Volt betragen, damit das IC richtig arbeiten kann. Dazu kommt noch der Spannungsabfall am Widerstand R. Der zweite Nachteil ist, daß der TL431 für eine einwandfreie Funktion einen Kathodenstrom von mindestens etwa 0,5 mA benötigt. Unter Berücksichtigung dieser Einschränkungen ist aber eine präzise Stromeinstellung möglich. Als kleine Fehlerquelle wäre auch hier der Strom in den Reference-Pin zu nennen.
Mit einem Operationsverstärker läßt sich ebenfalls eine einfache Stromquelle aufbauen. Bild 3.3.2 C zeigt die Standardschaltung mit einem bipolaren Transistor. Der Kollektorstrom fließt auch durch den Emitter und den Widerstand R, wo er einen Spannungsabfall bewirkt. Der Operationsverstärker steuert die Basis des Transistors so, daß der Spannungsabfall an R identisch mit der Steuerspannung ist. So ist eine Spannungsproportionale Steuerung des Kollektorstromes möglich. Fehlerquelle ist hier noch der Basisstrom, der ebenfalls durch R fließt, aber auch proportional zum Kollektorstrom ist und deshalb nur einen Skalierungsfehler bewirkt. Noch präziser ist die Steuerung, wenn der Transistor durch einen MOSFET ersetzt wird, wie in Bild 3.3.2 D. In diesem Fall fließt in R exakt der Ausgangsstrom I. Durch Auswahl eines entsprechenden Operationsverstärkers und Transistors läßt sich die Präzision der Stromregelung, sowie die Stromstärke und die maximale Spannung beliebig an die jeweilige Aufgabe anpassen.
[Beispiel aus dem "Das Netzteil- und Konverterhandbuch" von Jörg Rehrmann, 180 Seiten, DIN A4, 39,80 Euro, jetzt bestellen][zurück]