Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LED Schaltung überprüfen


von Marc R. (dracarys)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo zusammen,

ich arbeite gerade an diesem Schaltplan und ich wäre euch sehr dankbar 
wenn ihr mal einen Blick auf meine Bauteil und Widerstands Auswahl 
werfen könntet. Bin da noch nicht so der Experte auf dem Gebiet ;)
Was das ganze tuen soll: Im prinzip nur 4 LEDs An und wieder Aus Faden. 
Das Signal zum An und Ausschalten kommt von einer anderen Schaltung. 
Daher auch der Optokoppler.

Grüße!

von ArnoR (Gast)


Lesenswert?

In deiner Schaltung ist R2 überflüssig, zu ihm liegt die niederohmigere 
Reihenschaltung aus R3 und der Basis-Emitter-Strecke des BC337 parallel.

Wenn du die 70Ohm in die Emitterleitung legst, kannst du auf R3 
verzichten. Die 1N4007 echt süß (überflüssig).

Die LED-Stränge sollten Stromverteilungswiderstände bekommen.

von Martin S. (led_martin)


Lesenswert?

Ich würde R2 drinlassen, aber hochohmiger machen (220k oder größer). 
Ohne R2 geht das ausfaden, am Ende sehr langsam, da der Strom über die 
B-E Strecke immer kleiner wird. Passenden Wert muß man wohl 
ausprobieren. In den anderen Punkten stimme ich ArnoR (Gast) zu. Die 15 
Ohm vor dem Optokoppler sind recht niedrig, da sollten auch 100 Ohm 
gehen.

Mit freundlichen Grüßen - Martin

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Den 70Ω Widerstand solltest du durch zwei 140Ω ersetzten. LEDs parallel 
zu schalten, insbesondere wenn die nicht sauber gepaart sind, ist keine 
gute Idee.

Der 15Ω Widerstand ist viel zu klein. Warum willst du die LED im OC so 
quälen?

von lud (Gast)


Lesenswert?

Ich würde auch R2 hochohmiger auslegen und auf R3 verzichten.

Ja, der Optokoppler wird unnötig gequält. :'(

von Marc R. (dracarys)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Wow das geht ja schnell hier! Danke für eure Antworten.
Okay mit den 15 Ohm war ich mir auch nicht sicher da ich mich mit OC so 
garnicht auskenne. ;) Aber dafür frage ich ja auch. Ich dachte mir das 
wird schon reichen wenn der nur mit 2,2 Volt geschalten wird.

Was genau meisnt du mit Stromverteilungswiderständen? Ich kann dazu 
leider nichts brauchbares finden.

Den 70 Ohm Widerstand in 2 x 140 Ohm Widerstände aufzuteilen erübrigt 
sich doch, wenn ich die 70 Ohm in die Emitterleitung packe und dafür die 
5k weglasse oder?

Danke nochmal!

: Bearbeitet durch User
von Jens G. (jensig)


Lesenswert?

>Den 70 Ohm Widerstand in 2 x 140 Ohm Widerstände aufzuteilen erübrigt
>sich doch, wenn ich die 70 Ohm in die Emitterleitung packe und dafür die
>5k weglasse oder?

Nein - genau diese 2x140Ohm (im LED-Strang, nicht beim Emitter) sind 
nämlich die Stromverteilung. Wenn Du alternativ die 70Ohm in den Emitter 
klemmst, brauchst Du trotzdem noch die Stromverteilungs-Rs. Siehe LED 
(da steckt ein Link dahinter).
Mit den 5k hat die Stromverteilung gar nichts zu tun.

: Bearbeitet durch User
von Mike J. (linuxmint_user)


Lesenswert?

Marc Rötzer schrieb:
> Was das ganze tuen soll: Im prinzip nur 4 LEDs An und wieder Aus Faden.
> Das Signal zum An und Ausschalten kommt von einer anderen Schaltung.
> Daher auch der Optokoppler.

Du kannst zwei LEDs hintereinander schalten und pro Reihe nimmst du 
jeweils einen 140 Ohm Widerstand oder besser 180 oder 220 Ohm da man 
nicht die maximale mögliche Leistung der LEDs nutzen sollte.

Wahrscheinlich fallen da keine 3.9V ab, sondern nur 3.7V und somit würde 
der Strom dann über 30mA pro Reihe betragen.

Kannst du als Signal ein PWM-Signal ausgeben?

Wenn nicht, dann solltest du R3 größer machen, je nach der Verstärkung 
des BC337 Transistors.

Der BC337-16 hat eine Verstärkung von 100 bis 250. Nehmen wir einfach 
mal an seine Verstärkung liegt bei mindestens 100.

Du brauchst also (12-0,6)/(0,06/100)= 19k Ohm

R3 = 19k
R2 entfernen
R1 = 1k

Die Diode (1N4007) kannst du auch entfernen.


Der 4N35 verträgt nur max. 60mA kontinuierlichen Strom und sollte im 
Normalfall mit 10mA betrieben werden.

Bei dir fließen schon 80mA rüber. ((2,2V-1V)/15 Ohm = 80mA)
Nimm lieber 50 bis 100 Ohm zur Strombegrenzung.

von Marc R. (dracarys)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Okay ich habe das ganze nochmal abgeändert.

R2 Habe ich hochohmig gemacht und drinnengelassen, wie Martin Schlüter 
geschrieben hat.

Dann habe ich jetzt die 2 140 Ohm Widerstände drinnen. R3 an der 
Emitterleitung hab ich wieder verworfen und die anderen Widerstände 
nochmal angepasst.

Da ich hier den BC337-25 mit einer minimal Verstärkung von 160 komme ich 
da auf ~30,2k.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Marc Rötzer schrieb:
> Da ich hier den BC337-25 mit einer minimal Verstärkung von 160 komme ich
> da auf ~30,2k.
1. Vergiss das Komma. Das frisst die Ungenauigkeit und insbesondere die 
Temperaturabhängigkeit der Stromverstärkung sowieso...
2. Du willst im linearen Bereich arbeiten. Dann gilt: überschlägig 
60mA*6V ergeben 360mW Verlustleistung und bei Rthja von 200K/W ergibt 
sich eine Temperaturerhöhung der Sperrschicht von gut 70°C. Und damit 
wären wir wieder bei Punkt 1...   :-o

Fazit: Wenn du vor dem OK eine PWM hast, dann mach die Schaltstufe so 
schnell wie möglich und pulse die LED mit dieser PWM.

: Bearbeitet durch Moderator
von Jens G. (jensig)


Lesenswert?

>2. Du willst im linearen Bereich arbeiten. Dann gilt: überschlägig
>60mA*6V ergeben 360mW Verlustleistung und bei Rthja von 200K/W ergibt
>sich eine Temperaturerhöhung der Sperrschicht von gut 70°C. Und damit
>wären wir wieder bei Punkt 1...   :-o

Ist doch noch voll im Rahmen. Da hast Du doch immer noch >50K Reserve 
bei normaler Umgebungstemperatur.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Jens G. schrieb:
> immer noch >50K Reserve
Schon, aber die LED-Helligkeit wird sich selbstätig verändern, weil 
sich die Stromverstärkung mit der Temperatur ändert (etwa 1%/K -> mit 
höherer Temperatur höhere Stromverstärkung -> Mitkopplung). Wenn schon, 
dann müsste da tatsächlich eine Stromgegenkopplung in Form eines 
Emitterwiderstandes beim BC337 mit rein...

von Martin S. (led_martin)


Lesenswert?

Die Idee mit dem Widerstand im Emmiterzweig ist gut, damit hast Du 
nämlich eine gesteuerte Stromquelle. Wenn Du bereit bist, einen 2. BC337 
zu investieren, baust Du das für die 2 LED-Stränge getrennt auf, dann 
mit 150 Ohm im Emitterzweig. Die beiden Basisanschlüsse kommen zusammen 
an R3. Die Verlustleistung verteilt sich so auch auf 2 Transistoren.

Mit freundlichen Grüßen - Martin

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Marc Rötzer schrieb:
> Was das ganze tuen soll: Im prinzip nur 4 LEDs An und wieder Aus Faden.

a) Dir ist klar, das das Einschalten viel schneller erfolgt als das 
ausschalten ?

b) Dir ist klar, daß die LEDs mitnichten gleichmässig heller und dunkler 
werden sondern durch die Kennlinie des Transistors und der 
Eklo-Auf/Entladung stark unlinear ihre Helligkeit ändern ?

Die Schaltung dimmt linear und dank PWM ohne grössere Verluste
1
  +--------------------------+---+-----+-- +12V
2
  |         +--------+---+   |   |     |
3
  |         |        |   |   |  150R 150R
4
 47k        +---|+\ 47k  |   |   |     |
5
  |             |  >-+   |   |  LED   LED
6
  |         +---|-/ 47k  |   |   |     |
7
  |         |        |   |   |  LED   LED
8
  +----|+\  | +------+  22k  |   |     |
9
  |    |  >-+ |      |   |   |   +-----+
10
  |  +-|-/  | +-|-\ 100n |   |         |
11
 47k |      |   |  >-+---+--|+\        |
12
  |  +------+---|+/         |  >--Rv--|< BC337
13
  |  |                   +--|-/        |E 
14
  |  |                   |   |         |
15
  +--(-------------------(---+---------+-- GND
16
  |  |                   |
17
 4k7 +--100R--+--1uF-+   | 
18
  |  |        |      |   |
19
  +--(--4M7---+-|-\  |   |
20
  |  |          |  >-+---+
21
Opto +----------|+/       
22
  |
23
 +12V

von ArnoR (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

MaWin schrieb:
> Die Schaltung dimmt linear

Die angehängte auch, bei viel weniger Aufwand.
Der Schalter ersetzt hier funktionsgleich den OK.
Eingeschaltet wird bei t=0s, Aufdimmzeit ~3s
Ausgeschaltet wird bei t=5s, Abdimmzeit ~3s


> und dank PWM ohne grössere Verluste

Was aber nur während des Fadens eine Wirkung hat.

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

ArnoR schrieb:
> Die angehängte auch, bei viel weniger Aufwand.

Interessant, daß ohne Z-Diode ein stabiles oberes Limit gefunden wird.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

MaWin schrieb:
> Interessant, daß ohne Z-Diode ein stabiles oberes Limit gefunden wird.
Die KSQ mit dem J-FET und der 330 Ohm Widerstand zusammen mit dem 
Emitterwiderstand tun ihren Teil dazu. Ich sage nur 59mA * 62 Ohm = 3,7V

von Martin S. (led_martin)


Lesenswert?

MaWin schrieb:
> Interessant, daß ohne Z-Diode ein stabiles oberes Limit gefunden wird.

Ja, wenn der Transistor (BC337) in Sättigung kommt.

Bei allen Bemühungen, das linear zu bekommen, sollte man bedenken, daß 
auch das falsch ist. Um ein gleichmäßig erscheinendes Faden zu 
erreichen, braucht man eine Dimmkurve, exponential ist da eine gute 
Näherung. Da kommt die ursprüngliche Schaltung, mit RC-Glied, beim 
runterdimmen ganz gut hin, beim hochdimmen ist's allerdings völlig 
falsch. Da ist die Kurve gerade falsch herum gekrümmt.

Mit freundlichen Grüßen - Martin

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Martin Schlüter schrieb:
> Ja, wenn der Transistor (BC337) in Sättigung kommt.
Der kommt nicht in Sättigung. Der regelt den Strom ab, weil die 
Emitterspannung zu groß wird...

von ArnoR (Gast)


Lesenswert?

Lothar Miller schrieb:
> Der kommt nicht in Sättigung.
...

Doch, er kommt.
Der Strom vom oberen BF256 ist größer als der, den der untere wegzieht. 
damit steigt die Kondensatorspannung soweit an bis der Transistor 
übersteuert und der Strom vom oberen BF einfach durch die Basis zum 
Emitter wegfließt. Der Transistor ist jetzt praktisch nicht mehr da und 
der Gesamtstrom wird von den LED-Flussspannungen, den Vorwiderständen 
und dem Emitterwiderstand bestimmt. (Der Bassisstrom wegen Ib<<ILED mal 
vernachlässigt)

von ArnoR (Gast)


Lesenswert?

ArnoR schrieb:
> der Strom vom oberen BF einfach durch die Basis zum
> Emitter wegfließt.

Also ich meinte natürlich abzüglich des Stromes, den der untere BF 
ableitet.

von ArnoR (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Zur Frage der Sättigung/oberes Stromlimit hier noch ein Bild zu den 
Spannungen am Transistor in meiner obigen Schaltung. Da kann man sehr 
schön die Sättigung sehen (der Bereich, in dem die Kurven parallel 
laufen). Uce ist etwa 150mV, die Basisspannung um 0,7V höher.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

ArnoR schrieb:
> Der Strom vom oberen BF256 ist größer als der, den der untere wegzieht.
Tatsächlich. Wo ist meine Brille?!

von Jens G. (jensig)


Lesenswert?

@ Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite

>Jens G. schrieb:
>> immer noch >50K Reserve
>Schon, aber die LED-Helligkeit wird sich selbstätig verändern, weil
>sich die Stromverstärkung mit der Temperatur ändert (etwa 1%/K -> mit
>höherer Temperatur höhere Stromverstärkung -> Mitkopplung). Wenn schon,
>dann müsste da tatsächlich eine Stromgegenkopplung in Form eines
>Emitterwiderstandes beim BC337 mit rein...

Na gut - das wäre dann das "Feintuning" ;-)

von Marc R. (dracarys)


Lesenswert?

Ich habe die Schaltung von ArnoR nun aufgebaut und getestet. 
Funktioniert Wunderbar. Dankeschön an alle die geholfen haben!

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.