Frage zu Regelbare Stromquelle

  • Klar, einfach R3 kleiner machen.

    Soweit richtig, der maximale Strom liegt bei etwa 550mV/R3, d.h. mit 0,22Ohm kämest Du z.B. auf 2,5A.

    Dann noch prüfen, das der FET für den Strom ausgelegt ist.

    Der angegebene Strom des FET ist für diesen Betriebsfall völlig unerheblich. Wir sind hier im Linearbetrieb, da musst Du den MOSFET nach der Leistung auslegen. Wie oben schon ausgeführt, bestimmt sich die durch die Differenz "Versorgungsspannung minus aufsummierte LED-Spannung" mal dem LED-Strom. Die Leistung, die Du dann bekommst, darf natürlich erstens das "maximum Rating" des FET nicht übersteigen, zweitens aber muss der Wärmewiderstand des FET (evtl. plus Kühlkörper) so klein sein, dass diese Verlustleistung den FET nicht zuweit erwärmt. Zu der Problematik gibt es schon einige Threads hier im Forum.

    Nein, R6 hat da gar keinen Einfluss. Den kannst du zwischen 10k bis 10M ändern, ohne dass groß was passiert.

    Das stimmt nur halb. Bei Zimmertemperatur kannst Du zwar jeden dieser Widerstände einsetzen, die UBE des Regeltransistors wird dann aber schon recht deutlich von den genannten 550mV abweichen, für kleine R6 nach oben und für große nach unten. In diesem Fall muss dann R2 in der Tat angepasst werden.

    Hier ist mit ca. 20k/1k das Verhältnis aber schon recht knapp.

    Ich behaupte mal, dass die Auslegung für R6=1MOhm reichen sollte, für R6=100k muss man R2 evtl. etwas kleiner wählen, deshalb schrieb ich ja "ca. 20k".

    Ich hatte auch eine ähnliche Schaltung angeboten, die noch einfacher ist

    Deine Schaltung ist nicht wirklich sinnvoll. Wenn man die zuletzt verlinkte Variante nimmt, wo das Poti direkt an den 12V hängt, ist der MOSFET über den größten Teil des Poti-Stellbereichs voll aufgesteuert, man hat dann keine KSQ mehr, sondern die 2 Ohm wirken praktisch nur als Vorwiderstand (Mit allen Nachteilen, die das bei kleiner Differenz ziwschen Versorgugns- und LED-Spannung hat). Umgekehrt wird auch der untere Stellbereich des Potis nicht ausgenutzt, bis die UGS(th) erreicht sind. Wenn man also den Stellbereich des Potis ausnutzen will, muss man Widerstände ergänzen wie im ersten Link. Diese sind aber je nach gewähltem MOSFET, nach Exemplarstreuung und nach der Temperatur des MOSFET jeweils anders auszulegen.

    Zu beachten ist auch, dass U_be auch einen Temperaturkoeff. hat.

    Das Schöne an meiner Schaltung ist, dass nur der Temp.koeffizient des Regeltransistors eingeht, der im Betrieb nicht warm wird. Bei Deiner Schaltung haut der Temp.koeff. des MOSFET rein, der sich durch seine Verlustleistung selbst erwärmt. Gibt aber bestimmt interessante Effekte.

    Außerdem hat man bei 12V über den 10k-Poti schon ca. 15mW Verlustleistung auf dem Poti.
    Ist zwar nicht kritisch, aber für kleine billige Potis ist das auch nicht förderlich.

    Sorry, das ist jetzt ziemlicher Quatsch.

    Der Ruhestrom (bei LED aus) geht dann auch gegen winzige Werte (wenige uA), was besonders für Akkubetrieb vorteilhaft ist.

    Um Akkubetrieb geht es hier aber nicht.

  • Hallo,
    du bringst da einiges durcheinander. Wie man R3 einstellt, hatte ich ja schon oben in dem langen Erklärungstext angedeutet. Lese also erst mal sorgfältig nach!
    Parameter vom FET brauchst du dafür gar nicht, weil der Strom primär durch die Basis-Emitter-Spannung ( U_be) von T2 bestimmt wird.
    T2 begrenzt den LED-Strom, wenn die Spannung über R3 größer als ca. 0,6V wird.
    Die Referenzspannung ist hier also die übliche U_be von einem Bipolartransistor. Link

  • Hallo,
    Du hast mir zwar erklärt, wie die Regelung funktioniert, allerdings weiß ich als Anfänger nicht,
    wie Ich damit jetzt den Widerstand für einen Konstanten Strom von z.B. 700mA berechnen kann.


    MOSFET: Welchen BC547 brauche ich eigentlich? Ich habe gesehen dass es ihn in einer A, B und C Version gibt.

  • allerdings weiß ich als Anfänger nicht, wie Ich damit jetzt den Widerstand für einen Konstanten Strom von z.B. 700mA berechnen kann.

    Soweit richtig, der maximale Strom liegt bei etwa 550mV/R3, d.h. mit 0,22Ohm kämest Du z.B. auf 2,5A.

    Nochmal ganz deutlich: Durch R3 fließt der LED-Strom, die Spannung an R3 wird auf 550mV geregelt. D.h. für die Berechnung von R3 musst Du nach dem ohmschen Gesetz 550mV durch den gewünschten Strom teilen. Z.B. 550mV/1A=550mOhm=0,55Ohm, 550mV/0,5A=1100mOhm=1,1Ohm, 550mV/0,35A=1571mOhm=1,57 Ohm. Im letzten Fall nimmt dann näherungsweise 1,6 Ohm.

    Welchen BC547 brauche ich eigentlich? Ich habe gesehen dass es ihn in einer A, B und C Version gibt.

    Die A-, B- und C-Typen unterscheiden sich durch ihre Stromverstärkung. Der C-Typ hat die höchste Verstärkung und regelt damit am besten aus. Die Schaltung sollte aber mit A oder B auch funktionieren.

  • Danke für die Antwort. ;)


    Alles klar, jetzt habe ich es verstanden.


    Allerdings habe ich noch eine Frage.
    Reicht der von mir vorgeschlagene IRF 540 N auch noch für 700mA (2x 3 LEDs parallel) oder sollte ich dann direkt einen Stärkeren MOSFET wie z.B. den IRF 1310 N nehmen?

  • Wenn man die Vorwärtsspannung bzw. den Strom von beiden Reihen misst geht das doch.
    Also Schaltung aufbauen und 2 Multimeter dazwischen und dann kann man doch sehen, ob der Strom gleichmäßig verteilt wird.
    Außerdem müsste ich sonst 2 Konstantstromquellen verbauen, was ich eigentlich nicht möchte.

  • Wenn man die Vorwärtsspannung bzw. den Strom von beiden Reihen misst geht das doch.

    Wie viele Halbleiter haben auch die LED üblicherweise einen negativen TK der Flußspannung (laut Cree Datenblatt ca. -4mV/K) .
    Bei kleiner Unsymetie erwärmt sich der Teil mit höherem Strom etwas mehr und bekommt eine niedrigere Flußspannung.
    Dadurch wird die Unsymetrie größer.


    Außerdem müsste ich sonst 2 Konstantstromquellen verbauen, was ich eigentlich nicht möchte.

    Brauchst du nicht. Es reicht, dass man in jeden Zweig zusätzlich einen kleinen Widerstand einfügt, der paar hundert mV Spannungabfall verursacht.
    Damit erzeugt man eine weniger steile Kennlinie und die beschriebenen Probleme sind deutlich abgeschwächt.

  • Ok.
    Kannst du mir vielleicht auch die Frage zu dem MOSFET beantworten?


    Zitat


    Reicht der von mir vorgeschlagene IRF 540 N auch noch für 700mA (2x 3 LEDs parallel) oder sollte ich dann direkt einen Stärkeren MOSFET wie z.B. den IRF 1310 N nehmen?

  • Reicht der von mir vorgeschlagene IRF 450 N auch noch für 700mA

    Hallo, so spät noch zu gange ?
    Ich denke der reicht vollkommen. Lese das Datenblatt !
    Max. Strom ist 12A. U_ds ist 0,4 Ohm. Bei 0,7A wird der Spannungsabfall also mind. ca. 0,3V sein. Ist also auch ok.
    Mir würde die Bauform nicht gefallen. TO220 ist einfacher mit einem Kühlblech zu applizieren.
    Bei dem großen Gehäuse braucht man allerdings bis ca. 1 W keinen Kühlkörper.


    Wenn du 2 LED parallel treiben willst, dann mache die empfohlenen zusätzlichen Reihenwiderstände so groß,
    dass der FET bei voller Helligkeit max. ca. 1V Spannungsabfall hat.

  • Oder ich muss mir ein 24 Volt Netzteil zulegen und dann alle 6 in Reihe schalten, was aber eigentlich nicht machen möchte.
    Dann muss man aber noch die Konstantstromquelle anpassen.
    Ich glaube der Stromspiegel funktioniert bei mir nicht, da der drop zu groß wäre.
    Ich habe maximal 0,9 Volt Spielraum, da meine Spannungsquelle 12 Volt liefert und die LEDs 11,1 Volt brauchen.

  • Oh, zu lange gewartet, daher von Lötmeister schon die Anmerkung... ;)


    Wo sind die 11,1 V denn her, Vf(max) aus dem Datenblatt x 3 ...? - Ich habe festgestellt, dass bei mind. 90% aller LEDs (zumindest der von mir verbauten) dieser Wert nie erreicht wird, oft sogar nicht mal Vf(typ).


    Gerade eben aus Neugier eine MX3 bei 350 mA gemessen: kalt 3,34 V, warm 3,26 V...

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  • Ich glaube der Stromspiegel funktioniert bei mir nicht, da der drop zu groß wäre.

    Dann reicht es für Symmetrierwiderstände aber erst recht nicht, die brauchen für den gleichen Symmetriereffekt eine höhere Spannung. *Sollte* es bei Dir wirklich so knapp sein, wäre m.M.n. eine doppelte instructables-KSQ die sinnvollste Lösung, und soviel Mehraufwand ist das jetzt auch nicht.


    Und der IRF540 reicht da grundsätzlich auch locker, bei geschätzten 1,5V am FET und für 350mA oder 700mA auch ohne Kühlkörper.

  • Zitat

    Glaubst du das nur oder weißt Du das?
    Weil ... drei in Reihe geschaltte
    (weiße) LEDs kommen im Höchstfall auf ca. 10 Volt.


    Laut Datenblatt : Forward voltage (@ 350 mA) 3.7V typical, 4.0V maximum.


    EDIT: Wenn ich 2 Konstantstromquellen verwende, kann ich dann das Poti für beide parallel benutzen, oder muss ich dann noch etwas verändern?
    Ich meine das ganze so:



    [ModEdit: Grafik eingefügt.]

  • Wenn ich 2 Konstantstromquellen verwende, kann ich dann das Poti für beide parallel benutzen

    Grundsätzlich ja. Dein Bild kann ich gerade nicht aufrufen (sowas lieber direkt hochladen), wichtig ist aber nur, dass der Nennwert des Potis über den Daumen nicht viel kleiner wird als die Parallelschaltung der R1 der verschiedenen KSQ. Also hier 2*ca. 20k parallel => 10k => passt gerade mit dem 10k-Poti. Bei 4 KSQ am gleichen Poti sollte es max. ein 4k7-Poti sein usw. Gilt aber nur grob und beeinflußt auch nur die Linearität der Einstellung, wenn das egal ist, kann man das auch lockerer sehen.