Konstantstromquellen

Konstantstromquellen sind elektronische Schaltungen, die durch eine Last einen nahezu konstanten Strom liefern, unabhängig von Veränderungen der Versorgungsspannung oder des Lastwiderstands, solange die Last innerhalb der zulässigen Spannungs- bzw. Compliance-Bereich bleibt. Sie werden häufig dort eingesetzt, wo eine stabile Stromzufuhr wichtiger ist als eine bestimmte Spannung, z. B. bei LEDs oder Messaufbauten.

Funktionsprinzip: In der Regel wird der durch einen Shunt gemessene Laststrom mit einem Referenzwert verglichen. Ein Regelwerk, oft basierend auf einem Operationsverstärker, steuert einen Transistor (BJT oder MOSFET), der den Strom durch die Last entsprechend regelt. Linear arbeitende Konstantstromquellen nutzen analoge Regelung, bei höheren Wirkungsgraden kommen Schaltregler zum Einsatz, bei denen der Strom durch Pulsweitenmodulation gesteuert wird.

Typen: Lineare Konstantstromquellen verwenden eine kontinuierliche Regelung mit geringerem Rippel, benötigen aber eine Mindestspannung (Compliance). Schaltregel Konstantstromquellen verwenden DC-DC-Wandler (z. B. buck/boost-Topologien), um hohe Effizienz zu erreichen, besonders bei größeren Lasten, und erzeugen oft etwas mehr Störaußungen, die zu Filterschutzmaßnahmen erfordern.

Wichtige Kenngrößen: Ausgangsstrom Iout, Compliance-Spannung (Spannungsbereich, über den der Strom konstant bleibt), Last- und Linienregelung, Temperaturkoeffizient, Rippel, Geräusch- und EMI-Verhalten sowie der verfügbare Wirkungsgrad.

Anwendungen: LEDs-Treiber, Batterieladung, Laborquellen, Sensor- und Messsysteme sowie allgemeine Konstantstromquellen in Elektronikprojekten.

Begrenzungen: Linearquellen erfordern ausreichende Spannungsreserve und erzeugen Wärme; Schaltquellen bieten höhere Effizienz, können aber zusätzliche Filterung und Stabilität benötigen.

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