Der diskrete 1A LED Abwärtswandler

Der BD140 ist für Stöme von 640mA nicht gut geeignet. Seine Stromverstärkung sinkt da schon merklich ab und die Sättigungsspannung ist recht hoch. Die Erwärmung ist daher normal. Von Zetex gibt es besser geeignete Transistoren wie z.B. ZTX1149A, ZTX790, ZTX749... auch als SMDs. Den von Kurzschluß eingesetzten 2SB772 gibts bei Reichelt, der ist sehr gut.

Hallo Forum, ist ja nett hier bei euch...

Ich habe heute nach geschätzten 20 Jahren mal wieder den Lötkolben angeworfen, weil ich diese Schaltung nachbauen wollte.
Das Ätzzeug rausgekramt... den Entwickler (was wächst denn da aus der Dose)... irgendwo gabs doch noch ne Spraydose mit Fotolack... Hm ist wohl nach 18 Jahren entsorgt worden - egal war sicher auch schon 15 Jahre über MHDatum

Na gut.. Mit Eagle ein Layout gemacht. und mit dem Bügeleisen den Laserausdruck auf die Platine übertragen und mal schnell 2 Minuten geätzt. Bauteilchen rein ... und dann den Fehler gesucht. War echt gemein, denn es waren gleich 2 Fehler. Eine kalte Lötstelle und ein Fetzen Kupfer den die Säure irgendwie übersehen haben muss.

Aber jetzt leuchtet es wie gewünscht.

@Kurzschluss
T1 und T2 bilden ja mit R3 einen Schmitt-Trigger. Ob die Schaltung auch funzt wenn man statt dem T1-PNP an T2 einen NPN an den Collector von T3 setzt?

Gruss
Thomas

Mit nem NPN kommste nicht weit. Falls überhaupt ein Schwingen zustande kommt, wirst du in dieser Schaltung hauptsächlich Wärme erzeugen.
2 Punkte zur Optimierung, die schon angesprochen wurden...
1. Die Spannung am Meßwiderstand kann man ja etwas heraufsetzen und dann über einen Spannungsteiler auf die Triggerstufe gehen.
2. Mit einem P-FET sollte man einen höheren Wirkungsgrad erreichen.
Ich hatte hier SPICE und Schaltregler mal eine ähnliche Schaltung. Die war mit FET im Leistungsteil und mit Spannungsüberhöhung vor der Auswertung und hatte (vielleicht dadurch) einen recht guten Wirkungsgrad. Hier mal der Teil am Meßwiderstand im Detail:

Der 'kurzgeschlossene' Transistor Q5 erhöht die Spannung vom Meßwiderstand um ca. 0,65V. Das macht die Auswertung niedriger Spannungen mit einem Transistor möglich. Da Q1 und Q5 annähernd gleich sind, hast Du auch kaum Temperaturdrift.

Hmm die meisten Linearregler haben einen NPN
wenn der geschaltet auf "Durchzug" stellt... verheizt der mehr als ein PNP an der Stelle?

Wo ist denn da mein Denkfehler

Gruss
Thomas

Der Denkfehler ist, daß wir ja nichts verheizen wollen. Für eine Linearregelung im (+) - Pfad ist ein NPN schon sinnvoller, weil der Basisstrom gleich mit in die LED fließt.
Schaltregler mit bipolaren Transistoren werden erst dann effizient, wenn über den Transistor beim Einschalten so wenig wie möglich Spannung abfällt. und das ist nun mal mit einem npn an dieser Stelle nicht möglich, weil wir den nicht so einfach übersteuern können. Und das ist Voraussetzung für eine niedrige U(ce).

Selbst wenn dein T1 eine Verstärkung von 100 hätte, würden über deinen R2 schon 10V abfallen bei einer Last von 1A. Plus 0,7V U(be). Kommt also hinten fast nix mehr raus.

Hallo

Im Zuge eines Schulprojekts habe ich die Schaltung weitestgehend nachgebaut, habe aber den 10Ohm Widerstand, warum auch immer, für vernachlässigbar gehalten. Ist er aber anscheinen nicht.

Frage, wofür ist der eigentlich da?

Im Einsatz sind BC548C Transistoren, eine 33µH Spule und für den PNP habe ich einen BD140 gewählt.
An der Basis von T3 (Bezugspunkt, Schaltplan von Kurzschluss) habe ich einen 100Ohm Widerstand davor gepackt.

Im Anhang mal ein Bild vom Schaltvorgang des PNP Transistors.

TEK0012.BMP

Wie man darauf erkennen kann, wird er nie richtig leitend, es fallen mind. ~2V an ihm ab.
Betriebsspannung ist 7,2V
Eingestellter Strom liegt bei 730mA (~Shunt etwa 0,85Ohm, 4*3,3Ohm Parallel)

Woran liegt es, das er nicht richtig leitend wird?

EDIT:
Ich muss zwingend einen Kühlkörper für den BD benutzen, sonst wird er so heiß, das er in die Sättigung wandert

Zitat von stefanwk

habe aber den 10Ohm Widerstand, warum auch immer, für vernachlässigbar gehalten. Ist er aber anscheinen nicht.
Frage, wofür ist der eigentlich da?

Dieser Widerstand macht aus den 2 Transistoren einen Schmitt-Trigger, der hier für die korrekte Funktion nötig ist.

Zitat von stefanwk

An der Basis von T3 (Bezugspunkt, Schaltplan von Kurzschluss) habe ich einen 100Ohm Widerstand davor gepackt.

Die notwendigen Widerstände lässt du weg und unnütze baust du ein. Und dann fragst du wieso die Sache nicht funktioniert. Bau die Schaltung einfach so, wie Kurzschluß sie gezeigt hat, dann gehts auch.

Das werde ich ohnehin machen (war heut nur mehr Aufwand -> Platine dafür nicht ganz günstig designt).

Mal schauen ob ich Bezüglich der Erklärung im großen Google fündig werde.

Dann google nach Schmitt-Trigger. mit dem Widerstand R3 von 10R legst du die Hysterese des Triggers fest.

mit R3=0 hast du die Hysterese hat auf "0" festgelegt. Mit steigendem Widerstand togglt die Spannung an R6 immer weiter von 0.7 Volt herum. Wählst du ihn aber zu hoch kann es sein dass dein Kern in die Sättigung kommt.

Gruss
Thomas

Zitat

Platine dafür nicht ganz günstig design

willst du meinen Erguss davon in Eagle Form haben?

Ich werde es ausprobieren, danke für die Info.

Hab mit so einen Schmitt-Trigger mit Transistoren bisher noch nicht zu tun gehabt. (Lese mich ein)

Auch Danke für das Angebot
Aber die KSQ/Abwärtswandler ist nur ein Teil einer weiteren Schaltung. (Taschenlampe mit LED, verschiedenen Modis usw.)
Wenn morgen die Zeit da ist, werde ich den Umbau mal machen, dann alles messen und dann den Stand der Dinge mitteilen

ich hängs mal hin .. vielleicht wollen die andern auch mal schauen..

und der Eagle-Plan
Ledstyles_topic_5214-2.zip

Gruss
Thomas

Was sollen denn die ganzen Kästen? Soll das eine Massefläche sein? So etwas geht viel einfacher mit einem Polygon. Dem Polygon den Namen des Netzes geben, welches als Massefläche dienen soll, fertig. In der Eagle-Anleitung steht das gut beschrieben (wenn man weiß, wonach man suchen muss).
Ich habe das Layout mal ein bisschen aufgehübscht:

Edit: Ich sehe gerade, dass ich oben am R6 was vergessen habe... na ja, kann jemand anderes machen...

Zitat von Mirfaelltkeinerein

Ich habe das Layout mal ein bisschen aufgehübscht:

Super, Danke... Das mit den Polygonen hat sich mir noch nicht erschlossen. Wenn ich die Funktion Polygon aus dem Menü nehme zeichne ich nur gepunktete Liinien. Genauso habe ich die Funktion zum Freistellen für die Bohrung unter dem Transsistor nicht gefunden..

Zitat

(wenn man weiß, wonach man suchen muss).

genau!

Ebenfalls gefällt mir dass man die masseseitigen Bohrungen für D1/C1/C2/R6 nicht mit der Lupe suchen muss

GrussThomas

Edit:
großer "Aha-Effekt" - alles gefunden...

Die Freistellung unter dem Transistor entsteht hier automatisch, weil das eine Keep-Out-Area (oder restricted-area?) ist.

Bezügliche meiner besagten Messung und Änderung, die habe ich heute nicht geschafft.

Bezüglich des vorgestellten Layouts,

wieso ist im Layout der 2,2k und der 10k parallel?
Im Schaltplan ist das nicht der Fall.

@Mirfaelltkeinerein
Danke, ich habs gemerkt.

Als ich zum Äußerten gegriffen und in der Eagle-Hilfe nach Polygon gesucht habe, hat mir der Autorouter gezeigt das er aus gepunkteten Linien die gewünschte Fläche macht.

edit
stefanwk
'oppala... stimmt... in meiner Version darüber ist es noch nicht so....

edit:
in Beitrag 38 ist ein korrigiertes Zip

Gruss
Thomas

Den Autorouter braucht man dafür nicht. Einfach auf 'Ratsnest' klicken...

Korrigierter Plan & Board
Ledstyles_topic_5214-2_Modified2.zip

Gruss
Thomas

Hi, hab übrigens den Umbau vorgenommen und den Emitterwiderstand hinzugefügt und tatsächlich, das Ergebnis wurde besser.

Habe leider kein Oszi Bild. Aber es war nicht wie erwartet bzw. gewünscht.

a) musste ich den 10 Ohm Widerstand auf 1 Ohm verkleinern (Hysterese kleiner machen-> schnellere Schaltvorgänge)
b) musste der 1k Ohm Widerstand an der Basis vom PNP Transistor (BD140) stark gesenkt werden, 50-100Ohm

erst jetzt schaltet der Transistor ordentlich. Also ist ordentlich leitend und sperrend.

Betreibe den Regler bei 800mA Strom durch die LED.

Dennoch setz ich mal ein Warum? an die Thematik.
Schaltungsfehler, oder Bauteilfehler kann ich mit hoher Wahrscheinlichkeit ausschließen, viele Augen haben die Schaltung betrachtet und
auch nichts anderes gefunden.

Stromaufnahme von 800-850mA bei der LED (bei 4,5V), Stromaufnahme der gesamten Schaltreglerschaltung: 580mA (bei 7,2V)
Gruß

Wie oben (Post21) schon mal gesagt, der BD140 ist für diese Ströme nicht gut geeignet.