Stromregelung

Stromregelung bezeichnet die gezielte Beeinflussung des elektrischen Stroms in einem Strompfad, um einen gewünschten Ist-Wert zu halten oder zu erreichen. Sie findet Anwendung in der Leistungselektronik, der Energieversorgung, der Antriebstechnik sowie in Labor- und Prüfsystemen.

Im Grundprinzip wird der tatsächliche Strom gemessen, mit einem Zielwert verglichen und durch ein Stellglied beeinflusst. Typische Komponenten sind ein Sensor (Shunt-Widerstand oder Hall-Sensor), ein Regler (analog oder digital, oft PI- oder PID-Regler) und ein Stellglied (Transistoren, MOSFETs oder Spannungsquellen). Die Regelschleife liefert eine geschlossene Regelstrecke, die auf Laständerungen robust reagieren soll.

Es gibt verschiedene Techniken der Stromregelung. Bei der linearen Stromregelung wird der Transistor direkt gesteuert, wodurch der Strom durch den Lastpfad konstant gehalten wird, jedoch oft Wärmereisverlust verursacht. Leistungsregelungen verwenden Schaltregler, etwa Buck- oder Boost-Konfigurationen, deren Duty Cycle so angepasst wird, dass der gemessene Strom dem Zielwert entspricht. Häufig kommen current-mode- oder frequenzmodulierte Regler zum Einsatz, ergänzt durch Methoden wie Hysterese- oder regelungstechnische PI-/PID-Verfahren.

Anwendungen umfassen LED-Treiber, Ladegeräte und Gleichstromquellen, motorische Antriebe, Labornetzteile sowie Prüfsysteme, in denen stabile Ströme erforderlich sind. Vorteile der Stromregelung sind ein stabiler Betrieb auch bei Last- und Spannungsänderungen sowie eine verbesserte Lebensdauer in licht- oder batteriekritischen Anwendungen. Nachteile können Komplexität, Kosten und Wärmeentwicklung bei linearen Ansätzen oder Herausforderungen bei elektromagnetischer Verträglichkeit und Übergangsverhalten bei Schaltreglern sein.