Stromstabilisierung


Eine Stromstabilisierung stabilisiert, wie ihr Name schon sagt, den
Strom. Dieser Strom fließt in diesem Beispiel durch RL. Der Sollstrom
wird mit Tr1 eingestellt, und bleibt dann konstant, auch wenn der
Lastwiederstand sich ändert. Dies funktioniert natürlich nur in einem
gewissen Rahmen von RL.

Wofür?

Das Haupteinsatzgebiet dieser Schaltung bei den STAHLwerken Bremen
liegt wohl in der Meß und Regeltechnik. Dort werden Informationen wie
Temperatur, Druck, etc. nicht als Spannung sondern als Strom
übertragen. Der Stromberich liegt zwischen 4 und 20 mA. Man fängt hier
bei 4mA an zu zählen um sicherzustellen, das die werte wirklich von
der Meßstelle kommen. Wird nun ein Kabel zerschnitten, fließt
überhaupt kein Strom mehr, und man weiß, das ein Fehler vor
liegt. Würde man bei 0 mA anfangen könnte das Kabel kaputt sein, und
die Werte wären immernoch im gültigem Bereich. Ersetzt man nun den
Trimmer Tr1 durch einen Sensor (z.B. einen Pt100, LDR, NTC, PTC, etc.)
überträgt die Schaltung den Widerstandswert auf den Stromfluß und hält
diesen, bei Schwankender Belastung von RL. So muß man sich über den
Widerstand der Leitung die den Strom von der Schaltung zum
Kontrollzentrum übertragen den Kopf zerbrechen. Natürlich muß man noch
Grenzwerte einhalten, aber diese kann man hier vernachlässigen. Diese
Stabilisierung klappt auch noch, wenn sich ein paar Elektriker mit
einem Amperemeter in den Stromkreis eingeschaltet haben, um dort
irgendetwas nachzuprüfen.

Wie funktioniert diese Schaltung?

Zur Einfachheit erkläre ich hier die Stromstabilisierung Schaltung mit
dem NPN-Transistor. Die mit dem PNP-Transistor funktioniert allerdings
separat, mit dem Unterschied, das dort die Spannungen im negativen
Bereich gesehen werden müssen. Der erste Teil der Schaltung ist ein
Spannungsstabilisator mit Z-Diode und Widerstand. Er hält die Spannung
auf einem Niveau. Hier etwa 8V. Der zweite Teil ist ein
Spannungsteiler aus dem Lastwiederstand, dem Transistor und dem
Trimmer. Singt nun der Lastwiderstand, fällt an ihm weniger Spannung
ab, vollglich muß am Trimmer mehr Spannung abfallen. So wird der
Spannungsunterschied BE geringer, der Transistor macht weiter zu
(sein Wiederstand steigt) und wirkt so dem steigenden Strom am
geringerwerdenden Lastwiederstand entgegen.

Ein Meßbeispiel:

Lastwiderstand in Ohm		Stromfluß in mA
1192,0				3,05
 552,0				3,05
 128,8				3,05
  40,5				3,06
  12,3				3,06
   1,4				3,07
   0,5				3,07
   0,1				3,08