Schnelligkeit der Strombegrenzung

Forum - Schnelligkeit der Strombegrenzung

Einen interessanten Beitrag bzw. Thread zum Thema Schnelligkeit der Strombegrenzung haben wir heute im Microcontroller-Forum entdeckt. Zugegeben, der Thread ist schon etwas älter (Dez. 2015), doch trotzdem interessant. Und zwar geht es hier um das Regelverhalten der Netzteile, wenn die Strombegrenzung Schlimmeres verhindern soll.

Wie schnell greift die Begrenzung, wenn ein Verbraucher plötzlich mehr Strom braucht, als ihm gut tut?

Threadersteller Gerald R. hat sich diese Frage gestellt und sein Netzteil mit einer LED getestet. Dazu hat er sein Labornetzgerät auf eine Spannung von 10V und die Strombegrenzung auf 4mA gestellt und eine rote LED angeschlossen. Rote LEDs benötigen im Normalfall eine Spannung von 1,6–2,2 V und ziehen dann je nach Größe und Bauart einen Strom von wenigen mA. Die Strom-Spannungs-Kennlinie einer Leuchtdiode verläuft exponentiell. Das bedeutet, dass kleine Schwankungen in der Spannung eine große Stromänderung verursachen und somit die Temperatur der LED über den zulässigen Wert steigt und diese beschädigt. Leuchtdioden sollten also immer mit Strombegrenzung betrieben werden (meist durch einen Vorwiderstand oder eine Konstandstromquelle). Um nun die Geschwindigkeit der Strombegrenzung zu Testen, wird  ein für die LED unzulässiger Spannungsbereich eingestellt und mit einem Oszilloskop der Spannungs-Verlauf gemessen. Greift die Strombegrenzung, sinkt die Spannung. Die Geschwindigkeit dieses Vorgangs hängt von der Größe und Art der Kondensatoren am Ausgang und der Dimensionierung der internen Regelschleifen ab. Hat das Netzteil bspw. große Kondensatoren am Ausgang, kann es "kraftvoller" auf unregelmäßige Lasten reagieren, da es Energie aus den Kondensatoren kurzfristig bereitstellen kann. Leider treiben diese Kondensatoren aber auch den Strom weiter, wenn er im speziellen Fall der LED nicht erwünscht ist. Ein weiterer Faktor ist die interne Regelung des Netzteils: Ist diese mit hochwertigen, schnellen ICs ausgestattet, kann es schnell nachregeln.

Reges Interesse und viele Beiträge mit verschiedenen Netzteilen

Verschiedene Netzteile sind unterschiedlich ausgelegt. Leider ist es für den Anwender nicht einfach, dieses spezielle Verhalten nach seinen Bedürfnissen zu beeinflussen. Hier hilft nur Ausprobieren. Viele Forenmitglieder haben dies getan und ihre Ergebnisse präsentiert. Es lässt sich also sehen, dass das Eigenbau-Netzteil von Gerald R. etwa 150us benötigt während das Hameg HMP2020 von Stefan D. mehrere Millisekunden benötigt.

Dieses Verhalten ist natürlich von Fall zu Fall unterschiedlich erwünscht und jeder muss selbst entscheiden, ob er Lasten gut ausgleichen will oder schnell auf empfindliche Ströme reagieren will. Hier noch eine Zusammenfassung der Netzteile:

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