LED-Konstantstromquelle

Hallo,

für meine LED-Hintergrundbeleuchtung (Thread "LED-Lebensdauer") würde ich gerne, weil die Stromversorgung wider Erwarten nicht stabilisiert ist, eine Konstantstromquelle einsetzen.

Wenn keiner ein Veto einlegt würde ich folgende Schaltung verwenden:

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Betrieben werden 3 LEDs mit einer Spannung von ca. 3.3V an einer 15V Spannungsquelle.

Wie wird der Strom eingestellt? Ich möchte statt 20mA nur 14mA verwenden. Nach welcher Logik wird hier der Strom konstant gehalten? Wie werden die Widerstände berechnet?

Welcher Transistortyp wäre passend?

Da es platzmäßig sehr eng zugeht werde ich dann Transitoren und Widerstände in SMD-Bauform besorgen und alles direkt aufeinanderbraten. Zweimal Transistor und zweimal Widerstand sollte machbar sein...

Danke im Voraus

Gruß

Manuel

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Manuel Reimer
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BC850 müßte OK sein. Für den Strom ist der Widerstand im LED-Kreis, hier 30 Ohm. Bei ca 0.6V schaltet der 2 Transi langsam durch und stabilisiert somit den Strom. Bei 40 Ohm hättest du dann so um 14mA. Ach so, 100mW müssen ja wech, also nicht all zu sehr verbauen.

Waldemar

--
My jsme Borgové. Sklopte ¨títy a vzdejte se. Odpor je marný.
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Waldemar Krzok

Danke erstmal für die kurze Erklärung.

Kritisch ist vor allem Bauhöhe. Ich würde die Teile also "nebeneinanderbauen". Über alles dann Schrumpfschlauch, dass ich den Aufbau einfach an beliebiger Stelle in der Sprechstelle unterbringen kann, ohne Kurzschlüsse zu riskieren.

Gruß

Manuel

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Manuel Reimer

Da wo der rechte Transistor sitzt koennte das im Sommer anfangen zu mueffeln. 100mW oder so hoert sich nicht nach viel an, aber in einem Schrumpfschlauch hat die Waermeenergie kaum eine Chance abzuhauen. Ausser durch den Schlauch hindurch.

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Auch auf die Gefahr hin, oberlehrerhaft zu wirken: Gleichspannung ist es aber schon, oder?

Ja, das ist die Standard-Zwei-Transistor-Stromquelle die ich schon mal erwähnt habe.

Der untere Transistor "mißt" den Emitterstom des oberen und begrenzt ihn auf U_be/R2 (dort: R2=30R). 0.65V/30R ~= 22mA

Praktisch jeder. BC846/47/48/49/50. 2N3904.

Für so kleine Ströme würde ich aber R1 (dort: 4K7) noch vergrößern. Und man kann auch überlegen, das obere Ende von R1 an das obere Ende der LED (also die Betriebsspannung) zu legen. Nominal fließt bei 15V ja schon 1mA durch R1 und damit auch durch die LED. Dieser Teil des Stroms wird auch nicht konstant gehalten. Für letztere Variante würde ich R1~=47K wählen. R2=47R.

XL

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Axel Schwenke

Am 21.02.2011 20:43, schrieb Manuel Reimer:

Wenn es dir um die Baugröße geht und auserdem alles in einen Schrumpfschauch rein soll, warum dann nicht halb soviele Bauteile?

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Dann könnte man auch einen TO-92 oder gar größer nehmen, dem man zur Kühlung bissen aus dem Schlauch raus gucken lassen könnte. Am besten da, wo es bissel Luftig ist.

Denn: "15V" bei Klingel- und Sprechstellenanlagen kann _alles_ heißen zwischen ~5V (Wenn Briefträger mit der vollen Handfläche klingelt bis hin zu ~20V im Leerlauf, oder je nach Schaltungsaufbau auch gerne ein paar Spannungsspitzen > 100V wenn da z.B. geschaltete Induktivitäten (Klingel, Türöffner) dran hängen.

Letzteres würde mich zweifeln lassen, ob LED's da ohne zusätzliche Schutzschaltungen in derartigen Anlagen überhaupt lange leben würden. Hat schon seinen Grund warum damals(tm) da nur Glühobst verwendet wurde.

Grüße aus Dortmund

Jürgen Hüser

--
www.funktechnik-hueser.de
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Jürgen Hüser

Wäre möglich. Könnte ich aber eigentlich auch in der Transistor-Variante machen. Also nur einen Transistor und die zwei Widerstände als SMD und den Transistor, der warm wird, in TO-92 Bauform.

Frage ist, wie ich die FET-Variante berechnen soll.

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Dort "Der FET-Konstantstromzweipol".

ID = UGS / RS

| Verwendet man für diesen Versuch für den FET einen BF245A und für den | Widerstand Rs einen Wert von 1 k-Ohm, stellt sich ein Begrenzungsstrom | von etwa 1 mA ein.

Datenblatt vom BF245A nennt eine Gate-Source-Voltage von -30V.

ID = -30V / 1000 V/A = -0,03A = -30mA

Wie kommen die auf etwa 1mA?

Gruß

Manuel

--
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Manuel Reimer

.....

die 30 V sind die maximal zul=E4ssige gate-source-Spannung, nicht die, die sich in der Schaltung einstellt.

Aber mit den BF245A/B/C funzt das auch ohne Widerstand. Warum hat mich bisher nicht hinreichend interessiert, um es nachzurechnen - die Funktionsweise eines FET an sich ist mir schon hinreichend suspekt.

Gru=DF Markus

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Markus Imhof

snipped-for-privacy@gmx.de (Jürgen Hüser) am 22.02.11:

Wenn man sich beispielsweise den BF245 genauer anschaut, der gerne für sowas eingesetzt wird (oder wurde...), sieht man, daß die Bauteilwerte doch sehr weit schwanken und eine recht hohe Spannungsdifferenz nötig ist.

Rainer

--
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Rainer Knaepper

Ach so...

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Dort aber mit BF256B

Welche Ströme stellen sich denn bei dem von dir genannten BF245A/B/C ein? Ggf. bestelle ich mir einfach ein paar solche Transistoren und probiere mit Widerständen aus der Kramkiste solange rum, bis der Strom passend ist.

Gruß

Manuel

--
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Manuel Reimer

Ja, ist es.

Hätte den Nachteil, dass der Verdrahtungsaufwand etwas größer ist, weil beide Leitungen durch die Konstantstromschaltung geführt werden müssen. Wie schon erwähnt geht es extrem eng zu!

Wenn R1 vergrößert wird, sollte der Strom, der an der Schaltung vorbei geht ja auch geringer werden. Taugt denn 47K auch, wenn man R1 unterhalb der LED lässt?

Gruß

Manuel

--
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Manuel Reimer

In einem Klingelschild? Und obwohl du SMD-LEDs durch bedrahtete Typen ersetzen kannst?

Kannst du selber nachrechnen. Nehmen wir an, der untere Transistor hätte \beta=100. Du willst 15mA und minimal 2V an der Stromquelle (d.h. deine Versorgungsspannung muß mindestens 3*3.3V+2V=11.9V sein)

An R1 fallen dann 2V - U_be = 1.35V ab. T1 braucht als Basisstrom mindestens 15mA / \beta = 150µA. 1.35V / 150µA = 9k. Also darf R1 nicht größer als 9K sein. 47K ist zu viel. 4.7K ist OK und erlaubt auch weniger als 2V (konkret: U_be + 4.7K*150µA = 1.355V) für die Stromquelle. Das absolute Minimum für diese Art Stromquelle ist U_be(T2) + U_cesat(T1). Also ca. 1V.

Kannst du auch gleich den worst case ausrechnen. Nehmen wir an, die Spannung steigt auf 20V. Dann fließen (20V-9.9V-0.65V)/4.7k ~= 2mA durch R1. Ein Teil davon in die Basis von T1, den Rest leitet T2 ab. In T1 werden (20V-9.9V)*15mA ~= 150mW verheizt. Der Strom durch die LED variiert von 15.15mA (bei 11.3V) bis 17mA (bei 20V).

Zum Vergleich ein schnöder Vorwiederstand, berechnet für 15mA bei

15V: (15V-9.9V)/15mA = 340R. Gibt 4.1mA @ 11.3V ... 29.7mA @ 20V.

XL

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Axel Schwenke

Manuel Reimer schrieb:

Genau das musst Du machen, weil das eine eher theoretische Grundschaltung ist und die Bauteiltoleranzen so groß sind, dass man von Transistor zu Transistor einen anderen Widerstand braucht.

Ich würde einen Konstantspannungsregler LM317 nehmen, der hat als TO220 genug Kühlfläche und braucht nur einen Widerstand für die Stromeinstellung: Ohne Widerstände für die Einstellung der Spannung (also den Adjust-Eingang direkt an Masse) hat der 1.25 V geregelte Ausgangsspannung. 1.25 V durch 14 mA ergibt einen "Lastwiderstand" von etwa 86 Ohm von Ausgang gegen Masse, der dann 0.018 W verbraten muss. Dann die LEDs an den Eingang und fertig. Ist auch eine beliebte Grundschaltung für die Stromregelung, funkioniert aber besser als ein FET.

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Edzard Egberts

Endet wegen der schon genannten enormen Bauteilstreuung meist mit Poti.

Formel wäre (1):

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Idss und Ugs(off) sind im Datenblatt. k hängt vom Fet ab und variiert etwas.

JFets als Stromquellen waren bedingt attraktiv solange der Hersteller sie selektiert lieferte: J500 current regulator diodes

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Aber recht teuer und satte 20% Toleranz.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Rafael Deliano schrieb:

Vorübergehend zum einstellen. Und dann kommt ein Festwiderstand rein.

MfG hjs

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Hans-Jürgen Schneider

Genau so.... ich hab halt von jeder Sorte ein paar da und probier so lange, bis es passt. A sind ein paar mA, B einige mA, C um die 10 mA - wenn es Dir auf +-3dB nicht ankommt, passt das schon.

Gru=DF Markus

Reply to
Markus Imhof

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