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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsgesteuerte Konstantstromquelle


Autor: Bernd Krause (berndk)
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Hallo,

mittels einer spannungsgesteuerte Stromquelle moechte ich gerne den 
Strom einer LED steuern, um so mit die Helligkeit zu varieren. Der 
Eingang des OVs ist mit dem Ausgang des DA-Wandlers eines MSPs 
verbunden, an der Anode der Diode liegt auf Betriebsspannung an.
Mein Problem ist folgendes, auch bei einer Spannung von 0V am Eingang 
des OVs, glimmt die LED bereits. Wie kann ich das unterbinden? Die 
Regelung an sich funktioniert auch noch nicht wie gedacht, ab ca. 2V am 
Ausgang des OVs, schaltet geht die LED vollstaendig aus??
Ist die Schaltung prinzipiell richtig, oder habe ich einen grossen 
Denkfehler begangen?

Danke
Bernd

Autor: H. W. (digger72)
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Die Schaltung ist prinzipiell richtig.

Wie gross ist denn R1, bzw. wie gross soll
den der Konstantstrom werden können ?

Autor: Bernd Krause (berndk)
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R1 ist 56 Ohm, damit wuerden max 17,85mA durch die LED fliessen.
Datenblatt Transistor: 
http://www.eng.yale.edu/ee-labs/morse/compo/datash...

LED: Vf= 2.7V Imax=50mA

Autor: Fritz (Gast)
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So kann das nicht ganz funktionieren. Überleg dir mal wieviel Spannung 
an der LED abfallen kann, wenn du die Steuerspannung voll aufdrehst! 
Richtig, gar keine mehr, der OpAmp regelt in dem Fall seine 
Ausgangspannung so hoch, dass an R1 3,3V abfallen (Unter der 
Vorraussetzung, dass der OpAmp den Strom leifern kann, da in diesen Fall 
der Strom nur über die Basis fließt). Eine LED braucht aber etwas mehr 
als 0V zum leuchten.

Autor: Dieter Werner (dds5)
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> Ist die Schaltung prinzipiell richtig, oder habe ich einen grossen
> Denkfehler begangen?

Das Prinzip ist richtig, der Denkfehler liegt in der Dimensionierung.
Die Spannung über dem Widerstand ist immer genau so hoch wie die 
Eingangsspannung, dann bleibt natürlich für die LED nix mehr übrig.

Wenn die Uf der LED bis 2,7V sein kann, bleibt für Widerstand und 
Transistor zusammen nur noch 0,6V übrig. Dann bleibt nur, den Widerstand 
niederohmiger zu machen und im selben Verhältnis die Eingangsspannung 
herunterzuteilen.

Das Glimmen wird durch Offsetspannungen verursacht und verschwindet, 
wenn parallel zur LED ein hochohmiger Widerstand geschaltet wird (100k 
bis 1Meg, ausprobieren).

Autor: H. W. (digger72)
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Die 3,3V reichen nicht aus.
Spannung an R1 + Vf und der Transistor braucht
  auch noch etwas Luft)
Falls du noch eine höhere Betriebsspannung zur Verfügung
hast, z.B. vor der 3,3 V-Spannungsstabilisierung,
kannst du die LED dort ran hängen.

Alternativ könnte man R1 kleiner wählen, die Eingangs-
spannung am OV könnte man mit 'nem Spannungsteiler
anpassen.

Autor: Bernd Krause (berndk)
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Danke fuer eure Hilfe! Ich melde mich morgen wieder, hoffentlich mit 
einem Erfolgsergebnis :)

Autor: Bernd Krause (berndk)
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vielleicht kann jemand nochmal eine Blick drauf werfen, bevor ich 
anfange zu basteln:

wenn ich einen Strom von 20mA erzeugen will, muss der Widerstand R1 =30 
Ohm sein. (3.3V-2.7V /20mA) Das bedeutet dann, dass ich einen 
Vorwiderstand vor dem OV von 135Ohm brauche. ((2.7V* 30 Ohm) / 2.7V
ist das so i.O?

Autor: Dieter Werner (dds5)
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Das mit dem R1 = 30 Ohm kann gut gehen, muss aber nicht. Die 3,3 - 2,7 
V stehen nämlich nicht in voller Höhe als Spannung am R1 zur Verfügung 
sondern darin ist auch noch die Restspannung über dem Transistor (ca. 
0,1V) enthalten - also besser 22 oder 24 Ohm nehmen.

Am + Eingang des OP reicht ein Vorwiderstand (R2) allein nicht. Es muss 
ein Spannungsteiler sein, also zusätzlich R3 vom + Eingang nach GND.

Und jetzt mal ein Versuch der Dimensionierung:
R1 = 22 Ohm  ->  440mV bei 20mA

Als Folge müssen auch die 3,3V auf 440mV geteilt werden:
3300 / 440 = 7,5  ->  R2 = R3 * 6,5

Recht nahe an dieses Verhältnis kommen R2 = 3,3kOhm und R3 = 22kOhm.


EDIT

Ist natürlich genau anders 'rum R2 = 22k und R3 = 3,3k.

Autor: Alexander Liebhold (lippi2000)
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Hey, anbei mal ein paar verschiedene Möglichkeiten mit Berechnung.
Es müsste natürlich noch auf vernünftige Werte gebracht werden.

Gruß Alex

Autor: Bernd Krause (berndk)
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Wie versprochen melde ich mich wieder.
Mit dem Spannungsteiler 22k/3.3K ist gar nichts passiert, die LED blieb 
aus. Dann habe ich den Spannungsteiler mal umgedreht und R2=3.3K und R3= 
22k gesetzt. Jetzt leuchtete die LED, jedoch floss maximal ein Strom von 
2mA. Ich habe dann R2 auf 330 Ohm gesetzt und siehe da, es fliesst nun 
ein max. Strom von 25mA (kann durch R1 noch variert werden).
Kann mir mal jemand erklaeren, weshalb die Spannung am OV so hoch sein 
muss?
ergo, man braucht den Spannungsteiler gar nicht und kann den Strom nur 
ueber den Widerstand R1 einstellen

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