Stromquellen Temperatur- und Strom-Wandlung mit hoher Linearität

Das »schwarze Schaf« unter den elektronischen Bauelementen war lange die zweipolige Stromquelle, da sie keinem physikalischen Äquivalent entspricht. Das Symbol repräsentiert ein einfaches elektronisches Konzept, aber eine Stromquelle zu bauen war bis heute ein komplexes Unterfangen.

Mit der Markteinführung des LT3092 ist es jetzt so einfach, eine zweipolige Stromquelle zu produzieren wie eine Spannungsquelle.

Bild 1 zeigt, wie der LT3092 eine interne Stromquelle und einen Fehlerverstärker zusammen mit einem Spannungsteiler aus zwei Widerständen (zur Programmierung) verwendet, um einen konstanten Ausgangsstrom im Bereich 0,5 mA bis 200 mA zu erzeugen.

Der Quellenstrom ergibt sich dabei zu IQuelle = 10 µA · RSet/RAus). Die Differenz zwischen der Eingangsspannung Uein und der Ausgangsspannung U aus darf zwischen 1,2 und 40 V liegen.

Der flache Temperaturverlauf des internen Referenzstroms (Bild 2) ist dabei so gut wie der von vielen Spannungsreferenzen. Es müssen keine Widerstände mit niedrigem Temperaturkoeffizienten verwendet werden; die Temperaturkoeffizienten der externen Widerstände müssen für ein optimales Ergebnis nur aneinander angepasst werden.

Es werden keine Frequenzkompensation und kein Bypass-Kondensator in der Versorgungsleitung benötigt. Die Frequenzkompensation erfolgt intern, außerdem ist die interne Referenzschaltung gepuffert, um Leitungsschwankungen zu berücksichtigen. Des Weiteren wird nur ein einfacher Kondensator benötigt.

Um den stabilen Betrieb zu gewährleisten, wurden extensive Tests unter allen möglichen Betriebsbedingungen unternommen, da komplexe Lastimpedanzen zu Instabilitäten führen können. Trotzdem wird ein Test mit den letztlich eingesetzten Komponenten empfohlen.

Stabilitätsprobleme kann man mit kleinen Kapazitäten oder RC-Serienschaltungen am Eingang, am Ausgang oder vom Eingang auf den Ausgang beseitigen.

Der LT3092 bietet als Schutzfunktionen eine thermische Abschaltung, Überstromschutz sowie Rückstrom- und Rückspannungsschutz. Da ein simples Widerstandsverhältnis den Strom einstellt, können unterschiedlichste Techniken verwendet werden, um den Strom im laufenden Betrieb einzustellen. Der LT3092 kann auch bei Applikationen mit hohen Sicherheitsanforderungen als Linearregler ohne Ausgangskondensator verwendet werden.