Analogtipp Programmierbare Stromquelle mit hoher Genauigkeit

Die folgende Schaltung zeigt eine Möglichkeit, wie man mit wenigen Bauteilen eine programmierbare Stromquelle für mittlere Ströme mit sehr guter Genauigkeit realisieren kann. Das Prinzip der Stromquelle: Ein durch einen Widerstand getriebener Strom wird gemessen, mit einer Istgröße verglichen und ein Stellglied solange nachgeregelt, bis die gewünschte Höhe des Stromes erreicht ist.

Anbieter zum Thema

Schulz-Electronic GmbH

Bicker Elektronik GmbH

Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.

Maxim Integrated Products GmbH

Die Genauigkeit des Regelkreises hängt in erster Linie von der Toleranz der verwendeten Widerstandsteiler ab. Bei Widerständen mit 1%iger Genauigkeit ergibt sich bei einem einfachen Spannungsteiler aus zwei Widerständen bereits ein Fehler von 2%. Das entspricht einer Auflösungsgenauigkeit von 6 Bit. Verwendet man hingegen einen 3:1-Präzisions-Spannungsteiler wie den MAX5490, liegt der Fehler bei 0,05%, was einer Auflösungsgenauigkeit von 11 Bit entspricht.

Letztendlich ist noch der Messwiderstand zu berücksichtigen. Wählt man diesen mit einer Genauigkeit von 0,1%, lassen sich mit dieser Kombination Stromquellen mit einer Auflösung von 8 Bit gut realisieren.

Das Bild zeigt ein Schaltungsbeispiel mit einer Messspannung von 1 V über dem Shunt. Diese Spannung wird exakt um Faktor 4 verstärkt, und mit einer Sollgröße verglichen. Die Sollgröße wird durch den D/A-Wandler MAX5381 mit I2C-Interface zur Verfügung gestellt. Die interne Referenzspannung des D/A-Wandlers beträgt 4 V, sodass der Regelbereich exakt an die Messgröße angepasst ist. Als Messverstärker kommt der Rail-to-Rail Operationsverstärker MAX4132 zum Einsatz, bei dem Offsetspannung und Offset-Biasstrom sehr klein sind.

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