Diskret aufgebaute (brummarme) Konstantstromquelle

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Ste_Pa
Stammgast

#1 erstellt: 17. Okt 2020, 19:40

Hallo Zusammen,

ich tüftele gerade an einer diskret aufzubauenen Konstantstromquelle.

Hintergrund ist ein Röhren-Kopfhörerverstärker in SE-Betrieb, bei dem ich als Ausgangsübertrager einen Ringkerntrafo einsetzen möchte. Da dieser bauartbedingt über keinen Luftspalt verfügt, möchte ich die Vormagnetisierung, ausgelöst durch den Ruhestrom in der Primärwicklung, sekundär kompensieren. Das Thema hatte mich schon länger beschäftigt (

Thread im Röhrenteil dieses Forums) und aktuell will ich mal wieder etwas weiter machen.

Für die sekundärseitige Kompensation benötige ich idealerweise eine Konstantstromquelle, die zum einen möglichst brummarm ist und zum anderen ausreichend hochohmig (Im Audio-Frequenzbereich, also nicht "nur" bei 50Hz), um das Nutzsignal des Ausgangsübertrager nicht zu sehr zu belasten. Allerdings möchte ich auch nicht zu viel Spannung "verheizen" müssen. Da ich den RKT (als Ausgangsübertrager) sekundärseitig selbst bewickeln möchte, bin ich prinzipiell, was die Höhe des Kompensationsstromes bzw. des Übersetzungsverhältnissen anbelangt, frei. Angedacht hatte ich zunächst ein ü von 7, was bei einem primären DC-Strom von 20 mA auf der Sekundärseite 141 mA bedeutet.

Entworfen habe ich mal eine Kombination aus Kapazitätsmultiplizierer und relativ einfacher Konstantstromquelle, die sich aus einer Wechselspannung von 8,5 Volt versorgt. Als DC-Widerstand der Übertragerwickelung habe ich mal 10 Ohm angenommen.

Meine Frage ist nun, ob man das schaltungstechnisch evt. auch noch besser lösen könnte.

Viele Grüße
Steffen

KHV mit DC Kompensation mit CCS und CapMultiplier Schematic

KHV mit DC Kompensation mit CCS und CapMultiplier Simulationskurven

Ste_Pa
Stammgast

#2 erstellt: 21. Okt 2020, 20:10

Niemand eine Idee?

Vielleicht habe ich mich auch zu kompliziert ausgedückt. Im Grunde suche ich "nur" eine möglichst hochwertige (und Ripple-arme) Konstantstromquelle, die ca. 140 mA liefert, vorzugsweise einstellbar (100 bis 200mA). Ein LM317 als CCS soll es nicht sein, da dieser in höheren Frequenzbereichen wohl nicht mehr so als CCS taugt. Vielleicht wäre eine Lösung mit Referenzquellen, wie LM336 oder TL431, denkbar.

Viele Grüße
Steffen

[Beitrag von Ste_Pa am 21. Okt 2020, 20:10 bearbeitet]

P@Freak
Inventar

#3 erstellt: 21. Okt 2020, 20:45

Hallo,

solltest da dran arbeiten dir die fehlenden Grundlagen dazu weiter an zu eignen. Stromquellen haben nämlich auch generell die Eigenschaft eine hohe dynamische Dämpfung / Siebfaktor zum Netzteil hin zu haben ... auch mal als weiterer Suchbegriff für dich >> Gary Pimm CCS . Da gibt es dann erst genug zu lesen auch allgemein zu Stromquellen und wie das Andere lösen.

Letztlich muss man sich dann selber ein Bild davon machen und seinen passenden Weg dazu suchen.

P@Freak

[Beitrag von P@Freak am 21. Okt 2020, 20:46 bearbeitet]

Ste_Pa
Stammgast

#4 erstellt: 25. Okt 2020, 02:59

Hallo P@Freak,

Dank Dir erst mal für den Hinweis auf die Gary Pimm CCS.

So richtig fündig bin ich aber leider nicht geworden, zumindest wenn es um Ströme über 100 mA geht. Die CCS nach Gary Pimm scheint mir hauptsächlich direkt in Röhrenzuleitungen (im Anoden- oder Kathodenzweig) eingesetzt zu werden und ist daher für hohe Spannungen aber kleine Ströme ausgelegt (

Klick,

Klick).

Generell zu Konstantstromquellen recherchiert hatte ich schon eine ganze Menge und auch eine ganze Reihe an Schaltungen hier im Ordner gesammelt. Für mich neu ist jedoch, dass die CCS quasi auf eine induktive Last arbeiten soll, wobei diese induktive Last eine (Fremd-)Wechselspannung (inhärent) generiert, welche auch noch das Audiosignal des Übertragers repräsentiert und diesen wenig belasten soll.

Hier mal eine Kurzübersicht einiger Schaltungen, die mir aktuell halbwegs zugesagt hatten.

Aber ich kann, wie gesagt, nicht einschätzen, ob diese sich für mein Vorhaben eignen. Die erste Schaltung mit dem FET habe ich auch schon zweimal praktisch aufgebaut, allerdings in einem anderen Zusammenhang bzw. für einen ganz anderen Einsatz als CCS für die COB-LED meine DIY-Stehlechte und Wandleuchte.

In dieser Anwednung arbeitet die CCS sehr gut.

CCS Übersicht einiger Schaltungsvarianten

Viele Grüße
Steffen

PS: Ob ich den urspünglich angedachten Capacitane-Multiplier zwecks Ripple-Reduktion brauche ist auch so eine Frage. Die Schaltungsvarianten von CCS mit Elko im Ref.-Spannungs-/Strombereich reduzieren den Brummanteil ja automatisch mit. Eine weitere Möglichkeit wäre, wie auch in der Übersicht angedacht, die Referenz (Spannung/Strom) über einen kleinen Festspannungsregler (z.B. 7812) im Ref.-Spannungs-/Strombereich zu erzeugen. Oder ich nutze den TL431, zu diesem habe ich selbst aber leider keinerlei praktische Erfahrungen.

[Beitrag von Ste_Pa am 25. Okt 2020, 03:03 bearbeitet]

DB
Inventar

#5 erstellt: 27. Okt 2020, 18:25

Ich hätte ja einen Trafo mit zwei Primärwicklungen genommen und eine EL84 mit Z-Diode oder Glimmstabi am g2 als Konstantstromquelle...

Ste_Pa
Stammgast

#6 erstellt: 27. Okt 2020, 23:14

Hallo DB,

ja die DC-Biaskompensation auf der Primärseite vorzunehmen, ist sicher die einfachere und elegantere Möglichkeit. Leider würde dann die Primärinduktivität nicht mehr ausreichen, um mit einem Triodensystem der 6n6p etwas halbwegs Tiefengängiges als Ausgangssignal herauszuholen. Herbert war im

Thread zum KHV mit RKT als AÜ so nett und hatte mal die Primärimpedanzen gängiger Ringkerntrafos ausgemessen.

Viele Grüße
Steffen

PS: Ich habe aktuell mal ein wenig weiter recherchiert und ein bißchen probiert und simuliert. Herausgekommen ist folgende Schaltung:

CCS mit Operationsverstärker und Transistorcascode

In Bezug auf die Transistorkaskode bin ich unsicher, ob man diese so realisieren kann. Ich wollte eine solche verwenden, um eine gewisse Hochohmigkeit zu erreichen, damit ich den AÜ sekundärseitig nicht belaste. Der Operationsverstärker und der Spannungsteiler für die Referenz des Differenzverstärkers wird in der Schaltung über einen Festspannungsregler versorgt, davon erhoffe ich mir eine ausreichende Sollwertgenauigkeit. In der Simulation zeigt sich ein gutes Stromregelverhalten. Wie sich die Schaltung praktisch verhält muss ich wohl ausprobieren.
Ein Vorteil an der OPV-Nutzung wäre u.U. dass man das Frequenzverhalten anpassen kann.

Ich bin aber nach wie vor sehr an Alternativ-Vorschlägen und weiteren Tipps interessiert.