Konstantstromversorgung

Eine Konstantstromversorgung (KSV) ist eine Stromquelle, die den Ausgangsstrom konstant hält, unabhängig von Änderungen des Lastwiderstands, solange die notwendige Compliance-Spannung vorhanden ist. Sie wird dort eingesetzt, wo ein konstanter Strom wichtiger ist als eine stabile Ausgangsspannung, beispielsweise in LED-Treibern, bei Batterieladungen oder in galvanischen Anwendungen.

Funktionsweise und Bauformen

Konstantstromversorgungen arbeiten mit Feedback: Ein Stromsensor misst den Laststrom, ein Referenzsignal wird verglichen, und ein Verstärker regelt ein aktives Bauteil so, dass der Strom den voreingestellten Wert annähert. Es gibt lineare und schaltende KSVs. Lineare KSVs verwenden einen Transistor (BJT oder MOSFET) als passives Element, wodurch der Strom durch Anpassung der Gate- oder Basissteuerung konstant gehalten wird. Schal­tende KSVs nutzen DC-DC-Wandler (Buck, Boost oder Buck-Boost) mit Energiespeichern wie Induktivitäten und drehen den Strom mittels Pulsweitenmodulation und Feedback; sie erreichen oft höhere Effizienz und kompaktere Bauformen, erfordern aber sorgfältige Emissionen und Layout.

Kennwerte und Grenzbereiche

Typische Kennwerte sind: konstanter Ausgangsstrom (berechnet bzw. eingestellt), Compliance-Spannung (maximale belastbare Spannung am Lastanschluss), Last- und Linienregelung, Temperaturschwankungen und Effizienz. Die einfache Beziehung im linearen Fall lautet oft Iout ≈ Vref / Rsense, wobei Vref die Referenzspannung und Rsense der Messwiderstand ist. Schutzfunktionen wie Überstromschutz, Kurzschlussschutz, Über- und Unterspannungsschutz sowie Thermik sind gängige Bestandteile.

Anwendungen

Hauptanwendungen sind LED-Stromversorgung, Batterieladung im ersten Ladeabschnitt, Labor- und Prüquellen, Galvanik sowie Laserdiode-Treiber. Eine stabile Stromversorgung erhöht Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Lasten.