Low Power Referenz mit Stromquelle

background image

noch Hundegebell oder Musik -
etwa “Horch, was kommt von
draußen rein” - von einem Ton-
träger ertönen lassen) ist aus-
gangsseitig ein Relais vorgese-
hen.
Die Reaktion der Schaltung
wird vom Betätigen des Klingel-
tasters ausgelöst, das eine Auf-
ladung des Kondensators C1
bewirkt. Sobald die Spannung
am Kondensator die mit dem
Komparator IC1 auf etwa 2,5 V
festgelegte Schaltschwelle über-
schreitet, wird der monostabile
Multivibrator (MMV) IC2a
getriggert, der für die mit P1
einstellbare Verzögerung bis
zum Anziehen des Relais sorgt.
Sobald diese Zeit abgelaufen ist,
wird auch der zweite MMV mit
IC2b getriggert, der (mit P2 ein-
stellbar) festlegt, wie lange das
Relais angezogen bleibt. LED
D4 leuchtet während dieser
Zeit.
Die Stromversorgung nutzt die
Tatsache aus, daß ein 9-V-Klein-
trafo bei geringer Belastung eine

wesentlich höhere Spannung lie-
fert. Dadurch kann ein 12-V-
Kleinrelais ohne Probleme ver-
wendet werden. Wenn das
Relais anzieht, liegt die Span-
nung am Ladeelko C6 immer
noch bei etwa 10 V.
Wenn die Klingelspannung
weniger als 8 V beträgt, muß der
Wert von R1 eventuell etwas
kleiner gewählt werden.
Wenn es sich um eine mit
Gleichstrom betriebene Klingel-
anlage handeln sollte, muß der
positive Anschluß der Türglocke
mit dem zur Anode von D1
führenden Anschluß von K1
verbunden werden. Für den
Wert von R1 gilt das gleiche wie
zuvor beschrieben.
Die Platine wurde so ausgelegt,
daß sie in ein Kunststoffgehäuse
mit angespritztem Netzstecker
paßt. Die Verbindung zwischen
diesem Netzstecker und dem
Netzspannungsanschluß der
Platine an K2 ist mit besonders
großer Sorgfalt durchzuführen,
insbesondere ist auf sichere

(C) ELEKTOR

984029-1

(feste) Verbindungen und ein-
wandfreie (netzspannungsgeeig-
nete) Isolation achten. Ein
Berühren netzspannungsführen-
der Teile muß ausgeschlossen
sein. Ebenfalls aus Gründen der

elektrischen Sicherheit sollte
die LED nicht weiter als nötig
aus der Gehäusebohrung her-
ausragen.

984029

Die hier vorgestellte Referenz-
spannungsquelle verwendet das
IC LM334 von National Semi-
conductor, bei dem es sich um
eine einstellbare Stromquelle
mit drei Anschlüssen im transi-
storähnlichen Gehäuse handelt.
Man benötigt nur wenige zusätz-
liche Bauteile, um mit diesem
IC eine Referenzspannungs-
quelle mit sehr niedrigem Tem-
peraturkoeffizienten und sehr
geringer Leistungsaufnahme zu
realisieren. Die Stromaufnahme
ist wohl etwas temperaturab-
hängig, sie beträgt bei Raum-
temperatur weniger als 10

µA

(!) und nimmt bei sehr hohen
Temperaturen um ein paar

µA

zu. Die Temperaturstabilität der
erzeugten Referenzspannung hat
“Bandgap-Qualität”. Das Band-
gapverhalten wird dabei durch
die Kombination des positiven
Temperaturkoeffizienten des
LM334 mit dem negativen Tem-
peraturkoeffizienten einer Diode
erzielt. Als Diode wird der
Basis-Emitter-Übergang eines
Transistors verwendet, der sich

thermisch koppeln läßt.
Um den verbleibenden Tempe-
raturkoeffizienten auf beinahe
Null reduzieren zu können, wird
die Ausgangsspannung mit P1
auf genau 1,253 V eingestellt.
Wichtig ist außerdem, daß R2
und die Kombination von R1

weisen. Es empfiehlt sich daher,
nach dem (sorgfältigen)
Abgleich den Widerstand der
Reihenschaltung R1+P1 genau
auszumessen und durch einen
Festwiderstand gleichen Werts
zu ersetzen. Für die Widerstände
verwendet man am besten

Da die Stromquelle IC1 am
Regelanschluß angezapft wird,
entsteht eine Referenzquelle mit
einem negativen Ausgangswider-
stand von ungefähr 3,8 k

Ω. Der

Widerstand R3 sorgt für einen
Ausgangswiderstand von rund
400

Ω, so daß die Belastung des

Referenzausgangs nicht größer
als 5

µA werden sollte.

Die Eigenschaften der Refe-
renzspannungsquelle können
sich sehen lassen. Bei einer
Änderung der Betriebsspannung
von 5 V auf 30 V ändert sich die
gemessene Ausgangsspannung
nur von 1,2530 V auf 1,2536 V.
Der Temperaturkoeffizient bleibt
dabei unter 50 ppm/

°C. Wenn

man sich für die Einstellung der
optimalen Ausgangsspannung
etwas Zeit nimmt (experimentell
den Wert für geringste Tempera-
turdrift ermitteln), kann man
sogar eine minimale Drift von 5
ppm/

°C erzielen.

Bei unserem Musteraufbau
wurde eine Stromaufnahme von
nur 9,8

µA festgestellt (bei einer

Umgebungstemperatur von rund

Low-Power-Referenz
mit Stromquelle

076

T1

BC547

R1

68k1

R2

6k98

5k

P1

C1

100n

LM334

IC1

2V5 ...30V

1V253

984035 - 11

R3

3k83

LM334

V

R

V


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