Hallo liebes Forum,
bestimmt kennen einige von euch die Ein Transistor LED Wandlerschaltung
von B. Kainka
http://www.elektronik-labor.de/Notizen/LEDwandler.html
Die Schaltung habe ich schon oft gebaut, und mit der Zeit immer weiter
verkleinert.
Jetzt ist ja das Problem vorhanden, das Silizium Transistoren an der
Basis erst ab ~0,7V schalten.
Germanium bietet zwar 0,3V aber da einen guten zu finden (In Hinsicht
auf NPN / PNP; Weiß nicht ob auch PNP in der LED Wandlerschaltung gehen
würde ?).
Also habe ich, zufällig einen N-Kanal MOSFET gefunden, dessen Gate
Spannung bei 0,4V liegt.
Es handelt sich hierbei um einen ZXMN2B01F von Zetex. Schaltung
aufgebaut und geht nicht :( .
Kann mir jemand verraten warum es nicht geht ?
Sind MOSFET´s generell dafür ungeeignet?
Ich würde jetzt vermuteten das es etwas mit der Gate Ladung zu tun hat.
Aber ich hoffe Ihr könnt mir klarheit bringen.
Schöne Grüße,
Petr
0.4V ist diejenige Spannung, bei der der Hersteller garantiert, dass
jedes Exemplar sperrt.
Dich interessieren die Werte unter "Static drain-source on-state
resistance" (RDSon).
Petr t. schrieb:> bestimmt kennen einige von euch die Ein Transistor LED Wandlerschaltung> von B. Kainka> http://www.elektronik-labor.de/Notizen/LEDwandler.html
Ja, solche Schaltungen sind eher zum Basteln als für vernünftige
Anwendungen gedacht. Zweckmäßiger ist eine Schaltung mit ICs,
z.B. der PR440x-Reihe.
H.Joachim S. schrieb:> Petr t. schrieb:>> aber ich wollte wissen ob es mit einem MOSFET genau>> wie in der Schaltung möglich ist.>> nein.
Habe vergessen, mit Begründung warum und welche MOSFET stattdessen
möglich wären ?
danke :)
Petr t. schrieb:> Habe vergessen, mit Begründung warum und welche MOSFET stattdessen> möglich wären ?
MOSFet haben grundsätzlich eine 'Gate-Source Threshold' Spannung, bei
der der Drain-Source Kanal anfängt zu leiten. Ein 'bipolarer' Transistor
hingegen ist ein stromgesteuertes Bauteil, bei dem im Fall eines
Siliziumtransistors etwa 0,7V zwischen Basis und Emitter zum Leiten
führen.
Bei Germanium liegt diese Spannung etwa bei 0,2V-0,3V, wäre für dich
also günstiger, GE-Transis sperren aber nicht so gut und sind insgesamt
ausser Mode gekommen.
MOSfet mit derart niedrigen UGSth sind (noch) nicht gut erhältlich, du
wirst dich also noch ein wenig gedulden müssen.
Matthias S. schrieb:> MOSfet mit derart niedrigen UGSth sind (noch) nicht gut erhältlich, du> wirst dich also noch ein wenig gedulden müssen.
Eigentlich seltsam. Innerhalb von ICs
werden die doch massenhaft verbaut.
Matthias S. schrieb:> MOSfet mit derart niedrigen UGSth sind (noch) nicht gut erhältlich, du> wirst dich also noch ein wenig gedulden müssen.
Bitte Datenblattausschnitt auf dem Screenshot anschauen.
Da steht doch "Gate-source threshold voltage VGS(th) 0.4-1.0 V"
Kannst du mir vielleicht erklären warum das nicht geht ?
Harald W. schrieb:> Eigentlich seltsam. Innerhalb von ICs> werden die doch massenhaft verbaut.
Gerade, warum einen ganzen IC kaufen wenn ein MOSFET allein es
(theoretisch) auch könnte ?
Die ganzen Step Up IC´s haben doch intern auch einen (MOS)FET, der muss
ja auch irgendwie bei der niedrigen Spannung schalten.
Petr t. schrieb:>> MOSfet mit derart niedrigen UGSth sind (noch) nicht gut erhältlich, du>> wirst dich also noch ein wenig gedulden müssen.> Bitte Datenblattausschnitt auf dem Screenshot anschauen.> Da steht doch "Gate-source threshold voltage VGS(th) 0.4-1.0 V"> Kannst du mir vielleicht erklären warum das nicht geht ?
Schau Dir die Werte für Ugs in der Zeile Static drain-source on-state
resistance an. Das sind die Werte, die für Dich interessant sind.
> Harald W. schrieb:>> Eigentlich seltsam. Innerhalb von ICs>> werden die doch massenhaft verbaut.> Gerade, warum einen ganzen IC kaufen wenn ein MOSFET allein es> (theoretisch) auch könnte ?> Die ganzen Step Up IC´s haben doch intern auch einen (MOS)FET, der muss> ja auch irgendwie bei der niedrigen Spannung schalten.
Ich weiss auch nicht, warum es solche Transistoren nur in ICs gibt
und nicht einzeln. Vermutlich weil kein Mensch ausser Dir solche
Transistoren braucht. Und auch für Dich bringt ein FET statt Bipo
keine Vorteile.
Harald W. schrieb:> Schau Dir die Werte für Ugs in der Zeile Static drain-source on-state> resistance an. Das sind die Werte, die für Dich interessant sind.
Habe ich mir angeschaut, aber was soll ich daraus lesen ?
Oder übersehe ich da etwas ?
Petr t. schrieb:> Harald W. schrieb:>> Schau Dir die Werte für Ugs in der Zeile Static drain-source on-state>> resistance an. Das sind die Werte, die für Dich interessant sind.>> Habe ich mir angeschaut, aber was soll ich daraus lesen ?> Oder übersehe ich da etwas ?
Ich lese da 1,8...4,5V, je nach zu schaltendem Strom.
Harald W. schrieb:> Ich lese da 1,8...4,5V, je nach zu schaltendem Strom.
Ok, also ist dieser Wert notwendig, um das Gate anzusteuern, damit der
MOSFET richitg schaltet, verstehe ich das richtig ?
Und vor allem: was erhoffst du dir von einem Mosfet an dieser Stelle?
Zum Anschwingen hast du maximal die Betriebsspannung an der Basis -
willst du noch weiter runter? Was denkst du, was bei <0,8V noch aus der
Batterie zu lutschen wäre?
H.Joachim S. schrieb:> Zum Anschwingen hast du maximal die Betriebsspannung an der Basis -> willst du noch weiter runter? Was denkst du, was bei <0,8V noch aus der> Batterie zu lutschen wäre?
Ich habe die Schaltung, mit dem MOSFET aufgebaut gehabt und die lief
nicht, in dem ich Gate und Source immer wieder kurz verbunden habe,
konnte man durch die Induktionsspannung der Spulen die LED immer kurz
zum blitzen bringen, und das sogar bei 0,4V ;)
Es ist also nur das Problem, das ich nicht weiß ob es einen MOSFET gibt
der dafür besser ist als ein Bipolarer Transistor.
Petr t. schrieb:> Ok, also ist dieser Wert notwendig, um das Gate anzusteuern, damit der> MOSFET richitg schaltet, verstehe ich das richtig ?
So ist es.
Petr t. schrieb:> Jetzt ist ja das Problem vorhanden, das Silizium Transistoren an der> Basis erst ab ~0,7V schalten.
Wieso ist das ein Problem? Was willst du ändern oder verbessern? Weißt
du wie die Schaltung funktioniert und worauf es ankommt?
Keine Batterie/Akku liefert bei der Spannung noch nennenswert Energie.
Die Schaltung bei kleineren Spannungen als 1V zu betreiben, bringt genau
gar nichts.
> Germanium bietet zwar 0,3V aber da einen guten zu finden (In Hinsicht> auf NPN / PNP; Weiß nicht ob auch PNP in der LED Wandlerschaltung gehen> würde ?).
PNP geht bei umgedrehter Spannungsquelle und LED genauso.
> ich wollte wissen ob es mit einem MOSFET genau> wie in der Schaltung möglich ist.
Was willst damit erreichen? Den Wirkungsgrad erhöhen? Nochmal, weißt du
wie die Schaltung funktioniert und worauf es ankommt?
Konrad S. schrieb:> Petr t. schrieb:>> Ok, also ist dieser Wert notwendig, um das Gate anzusteuern, damit der>> MOSFET richitg schaltet, verstehe ich das richtig ?>> So ist es.
Und wie verhält sich dieser Wert mit dem Vgs(th) ?
Ich dachte dieser Wert sei Wichtig, ab wann das Gate schaltet.
ArnoR schrieb:> PNP geht bei umgedrehter Spannungsquelle und LED genauso.
Das wollte ich wissen, jetzt kann ich damit weiterarbeiten ^^
Danke
ArnoR schrieb:> Was willst damit erreichen? Den Wirkungsgrad erhöhen? Nochmal, weißt du> wie die Schaltung funktioniert und worauf es ankommt?
Naja, von Wirkungsgrad her habe ich mich damit nicht beschäftigt.
Solange die LED leuchtet bzw. schnell oszilliert und man nicht sieht das
sie blinkt, erfüllt die Schaltung ihren Zweck ^^.
Die Schaltung funktioniert so, wenn ein Strom durch die Spulen fließt,
wird ein eine Spannung induziert, der Kondensator der zwischen Basis und
Emitter liegt dient für die Frequenz wie schnell der Transistor
schaltet.
Der Transistor schaltet die Spannung gegen Masse und der Strom der durch
die Spulen fließt induziert dann die Spannung, die LED blinkt mit einer
so hohen Frequenz dass das Menschliche Auge das blinken nicht sieht und
die LED als leuchten sieht.
Petr t. schrieb:> Und wie verhält sich dieser Wert mit dem Vgs(th) ?> Ich dachte dieser Wert sei Wichtig, ab wann das Gate schaltet.
Der Hersteller sagt mit "Zero gate voltage drain current" (0V am Gate),
dass der MOSFET im Aus-Zustand maximal 1µA (bei VDS=20V) durchlässt.
Andererseits sagt er mit "Gate-source threshold voltage" (VGSth), dass
er alle MOSFETS dieses Typs bei bis zu 0.4V am Gate für ausgeschaltet
hält, manche der MOSFETS dieses Typs hält er sogar noch bei 1.0V für
ausgeschaltet. Oder anders gesagt, diese MOSFETs beginnen zwischen 0.4V
und 1.0V schön langsam zu leiten, der eine früher, der andere später.
Sieh dir auf Seite 5 des Datenblatts das Diagramm "On-Resistance v Drain
Current" an. Für weniger als VGS=1V mag der Hersteller keine Angaben
machen. Zuverlässiges Schaltverhalten bekommst du mit den VGS-Angaben
unter "Static drain-source on-state resistance" (RDSon).
Petr t. schrieb:> Die Schaltung funktioniert so ...
Gar nicht mal so schlecht.
Die Schaltung enthält einen Reihenschwingkreis, der durch den Transistor
entdämpft wird und der die Schaltfrequenz des Transistors bestimmt.
Gleichzeitig arbeitet der Transistor mit der Drossel zwischen Kollektor
und Akku als Aufwärtswandler für die LED. In der Einschaltzeit wird die
Drossel aufgeladen und in der Sperrzeit des Transistors wird die
gespeicherte Energie in die LED geschossen.
Wenn du optimieren willst, dann z.B. den Drahtwiderstand der Drossel
reduzieren, einen Transisto mit kleiner Sättigungsspannung verwenden,
die Schaltfrequenz nicht zu hoch einstellen...
Konrad S. schrieb:> Oder anders gesagt, diese MOSFETs beginnen zwischen 0.4V> und 1.0V schön langsam zu leiten, der eine früher, der andere später.
Die grosse Toleranz, die der Hersteller für diesen Wert angibt, ist
übrigens ein Zeichen für die technologischen Schwierigkeiten, das ist
einfach noch nicht so gut in den Griff zu kriegen.
Innerhalb eines ICs ist die Situation viel entspannter, denn wenn 250µA
zum durchsteuern der nächsten Stufe reichen, ist das ja gut mit der
Technologie zu machen.
Der TE möchte aber eine Spannungsüberhöhung mit dem Joule-Thief
hinkriegen, und da sind garantierte 250µA bei 1V Ugs einfach zu wenig,
um da in der Spule was aufzubauen.
LEDwandler1.png
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