Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Auslegung Konstantstromquelle


von Peter P. (jre)


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Hallo,

Ich möchte einge high Power LED mit einer PWM an einer Autobatterie 
betreiben. Die LED haben vorraussichtlich eine Spannung von 3.4 V und 
einen Strom von 300 bis 350 mA.

Es sollen 12 voneiander unabhängige LEDs beschaltet werden können.
Ein Netzteil, welches mir die 12V der Autobatterie auf ca 4 V 
runterregelt und dabei 4,2 A kann ist mir zu teuer, aufwendig und bei 
eventuellen Erweiterungen zu unflexibel. Außerdem muss ich denn trotzdem 
Leistung an einem Widerstand verbraten und das Netzteil wird auch 
Verluste haben.

Nun will ich die auf dieser Seite vorgestelle Konstantstromquelle mit 
Bipolartransistoren für jede LED aufbauen. Also 12 mal. Die Teile für 
eine Stromquelle kosten vorrausichtlich keine 0,20€.

Jetzt stellt sich für mich die Frage, wie ich die Transistoren auslegen 
muss. Besonders Ptot ist interessant denke ich.

Ich habe mir den BC368 ausgesucht. Der kostet 8 cent, kann 20V und hat 
ein Ptot von 800mW.

Danke für eure Hilfe

von Wilhelm F. (Gast)


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Machs mit OP und Z-Diode am Eingang als Steuergröße, und einem bipolaren 
Leistungstransistor vielleicht Darlington am Ausgang, und 
Shunt-Widerstand. OP als Spannungsfolger.

Es gibt aus uralten Zeiten auch Konstantströmer mit einem 
Bipolartransistor und 3 Widerständen. Die sind bei 
Betriebsspannungsschwankungen auch noch reichlich genau, wenn man 5% 
Toleranz erlaubt sind. Und das Auge, registriert Licht und 
Lichtschwankungen doch sowieso nur mit dem log(x).

von ... (Gast)


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Jan R. schrieb:
> Außerdem muss ich denn trotzdem
> Leistung an einem Widerstand verbraten und das Netzteil wird auch
> Verluste haben.

> Nun will ich die auf dieser Seite vorgestelle Konstantstromquelle mit
> Bipolartransistoren für jede LED aufbauen.

Und was meinst du, wo bei der von dir gewählten Version die Leistung von
12 * (12V - 4V) * 330mA = 32 W
hängen bleibt?

Da wirst du den Transistor sehr gut kühlen müssen. Mit den 20ct pro 
Kanal kannst du vergessen.

Wenn du die Verlustleistung kleinhalten möchtest, wäre ein Schaltregler 
wesentlich günstiger
http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Schaltregler

von Anja (Gast)


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Jan R. schrieb:
> ein Ptot von 800mW.

Der Wert gilt nur bei 25 Grad Gehäusetemperatur.

Gruß Anja

von Bernhard S. (b_spitzer)


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Ptot für eine Stromquelle ist bei Dir:
(Ubat - Uled) * Iled. Ubat ist rund 14V, bei Uled=3,5V und 300mA hat 
JEDE Stromquelle eine Verlustleistung von über 3 Watt. Die kannst Du 
noch auf den Transistor und einen Emitter- und einen Kollektorwiderstand 
verteilen, aber insgesamt taugt das Ganze als schöne kleine Heizung. Im 
PWM-Betrieb reduziert sich das ganze zwar um den Duty-Cycle, aber Du 
willst ja auch Helligkeit von deinen 1W-LEDs haben - oder?

Sinnvoll wäre hier, mehrere LEDs in Reihe - bei 3 in Reihe hat jede 
Stromquelle noch Pverlust von (Ubat - 3* Uled)* Iled = 1,14W.

Wenn alle LEDs unabhängig sein müssen, dann muss die die 
Batteriespannung mit einem Schaltregler auf 5-6V runterkommen. Aber 
bitte jetzt nicht ein paar Linearregler a la 7805 einsetzen wollen, weil 
der nur 20Ct kostet.... Dann fällt da die Verlustleistung ab.

unn tschuess
Bernhard

von MaWin (Gast)


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> Nun will ich die auf dieser Seite vorgestelle Konstantstromquelle mit
> Bipolartransistoren für jede LED aufbauen.

Du wiesst, wie du die Schaltung mit einem uC-Ausgang per PWM ansprichst 
?

> Jetzt stellt sich für mich die Frage, wie ich die Transistoren
> auslegen muss.

Für T1 reicht kein BC368, es muß zumindest ein BD139 sein, und er muß 
auf ein Kühlblech (5 x 5 cm reicht), denn er verheizt 3.5 Watt. Für T2 
reicht ein BC547.

von Peter P. (jre)


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Danke für die Antworten. Das mit der Verlustleistung habe ich mir nach 
einigem Nachdenken dann auch gedacht. So viel Energie verheizen will ich 
ja schon alleine aus dem Grund nicht, weil die Batterie ja möglichst 
lange halten soll.

Dann muss ich wohl wirklich auf einen Schaltregler zurückgreifen, der 4V 
und 5A bringt. Das sind 20W. Stelle ich mir recht kostspielig vor, den 
zu bauen. Dann könnte ich aber die LEDs mit normalen Vorwiderstand 
beschalten und gut ist.

Hat jemand eine gute Anleitung für so einen Schaltregler?

Oder ist es günstiger mehrere Schaltregler zu bauen, die 1A liefern? Das 
würde sich bei meiner Anwendung anbieten, da ich 4 Platinen baue, die je 
eine RGB LED steuern also 3 x 300mA leisten müssen.

von Udo S. (urschmitt)


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Jan R. schrieb:
> Hat jemand eine gute Anleitung für so einen Schaltregler?

Du hast dir den Link von "..." angeschaut?

Für jede unabhängige Led brauchst du einen solchen Schaltregler, Kosten 
sind eher klein. Vieleicht hat hier jemand sogar fertige kleine 
Leerplatinen für ein paar Euro oder kann dir mit einem Layout aushelfen.
Du kannst bei 12V Versorgung bis zu 3 LEDs in Reihe schalten, die sind 
dann aber nicht mehr unabhängig.

von Peter P. (jre)


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Warum baue ich mir dann einen Schaltregler als Konstantstromquelle und 
nicht als Spannungsquelle? Dann könnte ich den auch für mehrere LEDs 
nehmen. 12 solcher Regler nehmen schon wieder viel Platz weg und bei 2€ 
pro Stück sind das auch noch einmal 24€.

von MaWin (Gast)


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> Warum baue ich mir dann einen Schaltregler als Konstantstromquelle
> und nicht als Spannungsquelle?

Weil LEDs mit vorgegebenem Strom betrieben werden und nicht mit einer 
fixen Spannung, die Spannung stellt sich nur je nach LED wie notwendig 
ein.


Bei 4V hast du kaum noch die Möglichkeit, aus der überschüssigen 
Spannung durch einen Vorwiderstand einen definierten Strom zu machen, 
würde man bei 3.2V Spannungsbedarf der LED auf 350mA auslegen (also 2.2 
Ohm Widerstand), würden bei einer LED die 3.6V braucht nur 175mA 
fliessen und bei einer LED die mit 3V auskommt schon 450mA.

Also regelt man besser den Strom und nicht die Spannung.

So lange mehrere LEDs stets gleich hell leuchten sollen, kann man sie ja 
in Reihe schlaten, dann fliesst derselbe Strom durch sie hindurch.

von Falk B. (falk)


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@  Jan R. (jre) Flattr this

>Warum baue ich mir dann einen Schaltregler als Konstantstromquelle und
>nicht als Spannungsquelle?

Weil LEDs im Allgemeinen und Power LEDs im Besonderen sowas 
brauchen.

>Dann könnte ich den auch für mehrere LEDs nehmen.

Nicht wirklich.

> 12 solcher Regler nehmen schon wieder viel Platz weg und bei 2€
>pro Stück sind das auch noch einmal 24€.

Willst du noch Geld von uns geschenkt haben? Nimm das hier, kleiner und 
billiger wird es kaum.

Konstantstromquelle fuer Power LED

MfG
Falk

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