Hallo zusammen,
ich bin gerade dabei eine Steuerung für 14 LED´s zu erstellen.
Ziel ist es dabei die LED´s mit 4V zu versorgen und mit 24V zu steuern.
Aufgrund des Gesamtstroms der parallel geschalteten LED´s (0,28A) und
der bereits vorrätigen Bauteile habe ich mich für drei BC 547B
Transistoren entschieden.
Da ich mit Transistoren bisher noch keine großen Erfahrungen gesammelt
habe wollte ich euch um Rat fragen.
- Ist es möglich die Transistoren mit zwei Spannungsquellen zu
betreiben?
und
- ist meine Berechnung der Widerstände und die Schaltung richtig?
( Die Schaltung habe ich gerade mit Paint gemacht da leider kein
anderes Programm zur Verfügung steht )
Vielen Dank schonmal für eure Mühe = )
Verwendeter Transistor: BC 547 B TO-92/45V/0,1A/0,5W
Verwendete LED: If = 20mA Uf = 3,2V
Betriebsspannung: 4V DC
Steuerspannung: 24V DC
RvLED = ( UE – Uf ) / ( n x If )
RvLed = 2,86 Ohm
Ifges = 0,28A
Aufgeteilt auf 3 mal BC 547 => je ~ 94 mA
Ib = Ic / hfe
Ib=100mA / 200
Ib= 0,5mA
Rb = (UE - 0,7V) / Ib
Rb = (24V - 0,7V) / 0,5mA
Rb = 4660R
Basiswiderstand = 4,64kR
Rbe = Rb x 10
Rbe = 46,4
RMasse = 47kR
4V würden als Steuerspannung auch reichen da Ube ja grob 0,7V ist.
Im Allgemeinen funktioniert das so.
Beachten muss man allerdings bei der Parallelschaltung von
Bipolartransistoren, dass die einen positiven Temperaturkoeffizienten
haben. Ergo: Ein Transistor wird wärmer als ein anderer, dadurch leitet
er mehr Strom, dadurch wird er noch wärmer...Todesspirale.
Daher geht man im Allgemeinen hin und koppelt die thermisch, schraubt
die also alle auf den gleichen Kühlkörper.
Da deine Transistoren aber eher wenig Strom leiten, kann man das in
diesem Fall mal ignorieren.
Was mich zu der Frage führt: Warum 3 Transistoren? Mit einem Einzigen
der etwas größer ist, wärst du auch schon fertig.
Deine Rechnung sieht im Allgemeinen gut aus, habs aber nicht
nachgerechnet.
Weiterhin: RvLED kannst du dir eigentlich sparen. Der begrenzt den
LED-Strom. Aber das können Transistoren genauso gut. Bipolartransistoren
sind stromgesteuerte Stromquellen. Genau richtig für LEDs, die
Konstantstrom brauchen.
Und mit der Rechnung Ib=Ic/hfe hast du genau das schon getan. Die
Transistoren werden (fast) unabhängig von RvLED genau 100mA leiten.
Achso, weiterhin wäre ich mir bei Rmasse nicht so sicher. Ich weiss
warum der da ist, weil du irgendwo mal was von nem Querstromfaktor
gelesen hast der meistens 5..10 ist.
Aber das gilt für einen Transistor. Du hast da 3 dran, da addieren sich
die Ströme die abfließen bevor sie Rmasse erreichen können.
Aber das wird trotzdem noch funktionieren, stimmt dann einfach dein
Strom nicht mehr 100%ig.
Wenn du das übrigens mal ausprobieren willst:
http://www.falstad.com/circuit/
Sascha schrieb:> Weiterhin: RvLED kannst du dir eigentlich sparen. Der begrenzt den> LED-Strom. Aber das können Transistoren genauso gut. Bipolartransistoren> sind stromgesteuerte Stromquellen. Genau richtig für LEDs, die> Konstantstrom brauchen.>> Und mit der Rechnung Ib=Ic/hfe hast du genau das schon getan. Die> Transistoren werden (fast) unabhängig von RvLED genau 100mA leiten.
Was für ein Tiefschlag. Pisa R.I.P.
Joachim B. schrieb:> In deinem Bild ist so ziemlich alles falsch.
Schließ ich mich an.
Ein Lehrbeispiel dafür, wie man es nicht macht.
Natürlich schaltet man nicht mehrere LED direkt parallel, sondern gibt
jeder einen Stromverteilungswiderstand.
Natürlich schaltet man nicht einige der kleinsten erhältlichen
Transistoren parallel, sondern nimmt einen passenden.
Du willst den Transistor als gesättigten Schalter mit Uce->0 einsetzen,
da hat die Rechnerei mit der Stromverstärkung im Linearbetrieb bei
Uce=5V keinen Sinn.
Natürlich schließt man den Basisableitwiderstand nicht vor dem
Basisvorwiderstand an, sondern direkt an Basis-Emitter.
Dass die Schaltung mit gesättigten Transistoren betrieben werden soll,
wurde nie gesagt.
Das ist kein Basisableitwiderstand sondern das ganz nennt sich
"Arbeitspunkteinstellung mit Spannungsteiler" und ist ein
Lehrbuchbeispiel.
Man kann LEDs sehr wohl parallel schalten. Bei 20mA Flusstrom geht das
wunderbar. Bei Hochleistungs COBs würde ich dir allerdings Recht geben,
nur dass man da nicht mehr mit einem Vorwiderstand arbeitet.
Und abgesehen davon dass Rb jeweils um den Faktor 10 zu klein ist
(kleiner Rechenfehler mit 0,5mA) funktioniert das ganze akzeptabel:
http://nopaste.linux-dev.org/?936524
Und siehe da, RvLed kann man tatsächlich weglassen.
Kann mir doch keiner sagen dass ich nach 6 Jahren Elektronik und 2
Semestern Elektronik nicht weiss wie man Transistorschaltungen baut...
Sascha schrieb:> Dass die Schaltung mit gesättigten Transistoren betrieben werden soll,> wurde nie gesagt.
Muss auch nicht gesagt werden ,ergibt sich einfach aus der Schaltung
oben.
Sascha schrieb:> Das ist kein Basisableitwiderstand sondern das ganz nennt sich> "Arbeitspunkteinstellung mit Spannungsteiler" und ist ein> Lehrbuchbeispiel.
Der "Rmasse" liegt immer zwischen +24V und Masse, der kann überhaupt
nicht als Spannungsteiler zur Arbeitspunkteinstellung funktionieren.
Schmeiß einfach dein Lehrbuch weg.
Sascha schrieb:> Kann mir doch keiner sagen dass ich nach 6 Jahren Elektronik und 2> Semestern Elektronik nicht weiss wie man Transistorschaltungen baut...
Scheint aber doch so zu sein...
Sascha schrieb:> Kann mir doch keiner sagen dass ich nach 6 Jahren Elektronik und 2> Semestern Elektronik nicht weiss wie man Transistorschaltungen baut...
was wolltest du mit vielen Worten mitteilen?
Der R nach masse arbeitet schon als Spnnungsteiler wenn man den
Innenwiderstand der Quelle wüsste, aber so funktioniert das doch nicht.
LEDs parallel ohne eigene Rv gehört sich nicht oder nur in
Ausnahmefällen wo alle aus einer Serie mit beieinandeliegenden Paramter
kommen, auch das gehört sich i.d.R. nicht.
Mir scheint "6 Jahren Elektronik und 2 Semestern Elektronik" reichen
nicht.
Dem TO hilft das alles nichts ohne Grundlagen.
Also ich finde der TO hat das Problem deutlich besser dargestellt und
durchgerechnet als die allermeisten die hier ankommen.
Da gabs zumindest schonmal Vorüberlegungen die über "Wie mach ich das?!"
hinausgehen.
Und nochmal: Die Schaltung funktioniert so ganz gut, nur die
Basiswiderstände sind um den Faktor 10 zu klein. Das ist aber ein
Rechenfehler gewesen den man oben ablesen kann.
Und ja, das mit dem Spannungsteiler hatte ich übersehen, Rvmasse macht
da tatsächlich keinen Sinn. Aber die Schaltung funktioniert immer noch.
Ach wat is die Welt nich schön wenn man sich nicht 1000 Probleme macht
die gar nicht da sind.
ebby schrieb:> Hallo zusammen,>> ich bin gerade dabei eine Steuerung für 14 LED´s zu erstellen.
Dann solltest Du auf den Link LED klicken und den dann erscheinenden
Grundlagenartikel lesen und verstehen. Wie bereits gesagt, an Deiner
derzeitigen Schaltung ist fast alles falsch. Auch wenn ein "Antworter"
das anders sieht. Wenn Du zum verlinkten Artikel noch Fragen hast,
kannst Du die gern hier stellen.
Sascha schrieb:> Und nochmal: Die Schaltung funktioniert so ganz gut, nur die> Basiswiderstände sind um den Faktor 10 zu klein. Das ist aber ein> Rechenfehler gewesen den man oben ablesen kann.
Und nochmal: Die Schaltung ist einfach nur Murks. Leds schaltet man
nicht parallel wegen Fertigungstoleranzen. Die ganze Rechnung ist auch
nichts, weil hfe eben nicht konstant ist. Da gibt es ebenfalls
Temperatur und Fertigungstoleranzen. Nicht umsonst werden
Emitterschaltung in Gegenkopplung aufgebaut.
Bei so vielen Leds und nur 4V (?) würde ich einen Boostkonverter mit
EN-Pin vorschlagen. Aber das würde den TO wohl auch überfordern...
avr schrieb:> Sascha schrieb:>> Und nochmal: Die Schaltung funktioniert so ganz gut, nur die>> Basiswiderstände sind um den Faktor 10 zu klein. Das ist aber ein>> Rechenfehler gewesen den man oben ablesen kann.>> Und nochmal: Die Schaltung ist einfach nur Murks. Leds schaltet man> nicht parallel wegen Fertigungstoleranzen. Die ganze Rechnung ist auch> nichts, weil hfe eben nicht konstant ist. Da gibt es ebenfalls> Temperatur und Fertigungstoleranzen. Nicht umsonst werden> Emitterschaltung in Gegenkopplung aufgebaut.>> Bei so vielen Leds und nur 4V (?) würde ich einen Boostkonverter mit> EN-Pin vorschlagen. Aber das würde den TO wohl auch überfordern...
20mA LEDS kann man wunderbar parallel schalten, selbst schon gemacht. Da
ist von 8 Stück (2s4p) eine etwas dunkler, das führe ich auf schlechtes
Löten zurück.
hfe betrachtet man bei so einfachen Rechnungen bis zur Sättigungsgrenze
als konstant. An den Transistoren liegen 4-3,2 = 0,8V an. Also grade so
nicht gesättigt.
Und so krass sind die Temperaturauswirkungen auch nicht. Das wirkt sich
hier am meisten auf Ube aus, und der Strom wird durch die
Basiswiderstände effektiv begrenzt.
Ne richtige Arbeitspunkteinstellung macht bei einem Class A Verstärker
natürlich Sinn, aber das hier ist kein Verstärker.
Und +/- 1mA werden am Ende nicht stören.
Wenn man die Schaltung verbessern will, gibts da viele Ansätze. Aber die
FRAGE DES TE war, ob das so klappt.
Und ja: Tut es, wenn man den Rb Rechenfehler beseitigt.
Man kann die LEDs natürlich auch in Reihe hängen und dann die 24V
verwenden dann spart man sich 2 Transistoren und die 4V
Spannungsversorgung.
Aber kann man ja nicht wissen ob das geht, wer weiss was das für
Spannungsquellen sind.
Joachim B. schrieb:> Mir scheint "6 Jahren Elektronik und 2 Semestern Elektronik" reichen> nicht.
sagte ich das nicht bereits?
Sascha schrieb:> Man kann die LEDs natürlich auch in Reihe hängen und dann die 24V> verwenden
14 LEDs in grün oder rot um 2V x14 = 28V an 24V ein merkwürdiger
Vorschlag!
14 LEDs in weiss oder blau um 3,2-3,6V x14 = 48V an 24V ein noch
merkwürdigerer Vorschlag!
Sascha schrieb:> 20mA LEDS kann man wunderbar parallel schalten, selbst schon gemacht.
Ich auch. Und zwar habe ich mir eine von den überall erhältlichen
Taschenlampen mit 7 parallelen LEDs geholt. Eine LED lechtete nicht:
Na gut, 6 reichen auch. Nach einigen Wochen waren es nur noch fünf.
Als dann nur noch vier leuchteten, habe ich aufgegeben. :-)
Sascha schrieb:> 20mA LEDS kann man wunderbar parallel schalten, selbst schon gemacht. Da> ist von 8 Stück (2s4p) eine etwas dunkler, das führe ich auf schlechtes> Löten zurück.
Passt in keinster Weise zu:
Sascha schrieb:> Kann mir doch keiner sagen dass ich nach 6 Jahren Elektronik und 2> Semestern Elektronik nicht weiss wie man Transistorschaltungen baut...Sascha schrieb:> hfe betrachtet man bei so einfachen Rechnungen bis zur Sättigungsgrenze> als konstant. An den Transistoren liegen 4-3,2 = 0,8V an. Also grade so> nicht gesättigt.
Theorie in gaaaanz blauäugig.
Sascha schrieb:> Man kann die LEDs natürlich auch in Reihe hängen und dann die 24V> verwenden dann spart man sich 2 Transistoren und die 4V> Spannungsversorgung.
Erst die Leute schocken und dann das? Ein Schelm. ;-)
Joachim B. schrieb:> 14 LEDs in grün oder rot um 2V x14 = 28V an 24V ein merkwürdiger> Vorschlag!> 14 LEDs in weiss oder blau um 3,2-3,6V x14 = 48V an 24V ein noch> merkwürdigerer Vorschlag!
Bin noch in kleiner Hoffnung, daß er 5 + 5 + 4 in Reihe mit je einem
Widerstand an einem Transistor meinen könnte.
@ Sascha (Gast)
>20mA LEDS kann man wunderbar parallel schalten, selbst schon gemacht. Da>ist von 8 Stück (2s4p) eine etwas dunkler, das führe ich auf schlechtes>Löten zurück.
Müssen wir jetzt Esotherik einführen, damit das Löten für halbhelle LEDs
in Parallelschaltung herhalten kann? Entweder die Lötstelle hat Kontakt,
oder gar keinen, oder einen Wackelkontakt. Letzteres nennt sich kalte
Lötstelle, und sorgt für mehr oder weniger undefiniertes, zeitich
unterschiedliches Verhalten. Eine kalte Lötstelle hat also keinen
konstanten Durchgangswiderstand, die LED also keine konstante
Leuchtkraft.
>hfe betrachtet man bei so einfachen Rechnungen bis zur Sättigungsgrenze>als konstant. An den Transistoren liegen 4-3,2 = 0,8V an. Also grade so>nicht gesättigt.>Und so krass sind die Temperaturauswirkungen auch nicht. Das wirkt sich>hier am meisten auf Ube aus, und der Strom wird durch die>Basiswiderstände effektiv begrenzt.
Ich glaube nicht, daß Du 6 Jahre viel mit Elektronik zu tun hattest,
sondern offensichtlich nur herumtheoretisierst.
Einen hfe kann man in der theorie als konstant betrachten, wenn man
diverse Bedingungen konstant hält. Ist aber in der Praxis schlecht
machbar ...
Schon mal in ein Datenblatt geschaut, was da so als hfe angegeben wird?
Da gibt's, min, max, typ, und oft noch schöne Diagramme, um alles
zwischendrin auch noch zu dokumentieren. Welchen konreten hfe nimmst Du
denn da für die Praxis?
Temperatur wirkt sich eben nicht auf die Ube aus, sondern zusätzlich auf
hfe.
Vielen Dank Sascha,
deine Antwort hat mir bisher als EIZIGE von den 17 Antworten geholfen.
Ich bin wirklich entsetzt, wie man sich über einen falsch
eingezeichneten Widerstand so aufregen kann.
// Die Zeichnung hatte ich auf die schnelle mit Paint gemacht.
// Der Fehler kam daher das ich zuerst alles anders aufbauen wollte und
// nicht allzu gut aufgepasst habe.
// Eine kurze Frage ob dieser absichtlich so eingezeichnet wurde währe
// hier wohl zuviel verlangt.
Ich habe die Schaltung nun zuerst Online ausprobiert (Hier noch mal
Danke für den Link @ Sascha) und anschließend verlötet.
- Die Schaltung funktiniert wie gefordert -
Natürlich ist dies nicht die beste Lösung...
aber das wurde auch nicht in den Vorgaben gefordert.
Denn die waren wie oben geschrieben:
4V Betriebsspannung
24V Steuerspannung
14 LEDs parallel
und die oben gennanten Transistoren
( Andere Bauteile oder Spannungen stehen eben NICHT zur Verfügung )
Meiner Ansicht nach hat Sascha hier als Einziger verstanden, was ich
euch fragen wollte und war der EINZIGE der sich die Mühe gemacht hat mir
zu helfen.
VIELEN DANK noch mal = )
Im Anhang befindet sich noch einmal der Schaltplan in betätigtem und
nicht betätigtem Zustand.
ebby schrieb:> deine Antwort hat mir bisher als EIZIGE von den 17 Antworten geholfen.
wenn du das so siehst, OK.
Trotzdem ist deine letzte Schalung absolut unbrauchbar, ein Wunder das
da überhaupt was funktioniert, aber wir sehen es ja nicht.
Du teilst 24V nahezu durch 2 dann kommen geteilt an der Basis 12V
abzüglich Spannungabfall durch Basisstrom an. Die Berechnung würde ich
gerne mal ausführlich sehen.
Ich gebe hier auf, hier kann man nicht helfen.
ebby schrieb:> Vielen Dank Sascha,>> deine Antwort hat mir bisher als EIZIGE von den 17 Antworten geholfen.> Meiner Ansicht nach hat Sascha hier als Einziger verstanden, was ich> euch fragen wollte und war der EINZIGE der sich die Mühe gemacht hat mir> zu helfen.
Nö, der hat nur geschrieben was Leute wie du lesen wollen. Zu lernen wie
man etwas richtig macht, ist ja auch extrem uncool.
> Ich bin wirklich entsetzt, wie man sich über einen falsch> eingezeichneten Widerstand so aufregen kann.
Nur Sascha hat sich aufgeregt und dazu nur Stuss geschrieben (das hat
dir also geholfen, ja?), hat er ja am Ende sogar zugegeben.
> // Die Zeichnung hatte ich auf die schnelle mit Paint gemacht.> // Der Fehler kam daher das ich zuerst alles anders aufbauen wollte und> // nicht allzu gut aufgepasst habe.> // Eine kurze Frage ob dieser absichtlich so eingezeichnet wurde währe> // hier wohl zuviel verlangt.
Wir können hier nur mit dem arbeiten was du lieferst, die Fehler hast
du gemacht, nicht wir.
> Ich habe die Schaltung nun zuerst Online ausprobiert (Hier noch mal> Danke für den Link @ Sascha) und anschließend verlötet.>> - Die Schaltung funktiniert wie gefordert -> 14 LEDs parallel
In der Simulation mit ideal gleichen LEDs, nicht in der Praxis.
> Natürlich ist dies nicht die beste Lösung...
Aha, aber Schrott bauen ist die schlechteste Lösung.
ebby schrieb:> Im Anhang befindet sich noch einmal der Schaltplan in betätigtem und> nicht betätigtem Zustand.
Ja leider. Da befinden sich 2 unterschiedliche Schaltungen, beide Mist.
ebby schrieb:> ich bin gerade dabei eine Steuerung für 14 LED´s zu erstellen.
a) man schaltet keine LEDs direkt parallel.
b) Man schaltet keine bipolaren Transistoren direkt parallel.
c) Man rechnet im Schaltbetrieb nicht mit hFE, das ist die
Stromverstärkung, bei der der Transistor im Linearbetrieb halb
verhungert
ebby schrieb:> Ich bin wirklich entsetzt, wie man sich über einen falsch> eingezeichneten Widerstand so aufregen kann.
Es ist nicht der Widerstand, der Widerstand vom Eingang nach Masse, der
ist in Ordnung, es ist doch fast alles andere falsch.
Möglichst nah dran an deiner Schaltung wäre:
1
+4V (besser wären 5V)
2
LED |
3
+--22R--|<|--+
4
| |
5
+--22R--|<|--+
6
| |
7
+--22R--|<|--+
8
| |
9
+--22R--|<|--+
10
| |
11
+--22R--|<|--+
12
| |
13
+-4k7-|< BC547 |
14
| |E |
15
| GND |
16
| LED |
17
| +--22R--|<|--+
18
| | |
19
| +--22R--|<|--+
20
| | |
21
| +--22R--|<|--+
22
| | |
23
| +--22R--|<|--+
24
| | |
25
| +--22R--|<|--+
26
| | |
27
+-4k7-|< BC547 |
28
| |E |
29
| GND |
30
| LED |
31
| +--22R--|<|--+
32
| | |
33
| +--22R--|<|--+
34
| | |
35
| +--22R--|<|--+
36
| | |
37
| +--22R--|<|--+
38
| |
39
in --+-4k7-|< BC547
40
| |E
41
47k GND
42
|
43
GND
Jede LED hat ihren Widerstand
und jeder Transistor schaltet nur seine LEDs.
ebby schrieb:> Vielen Dank Sascha,>> deine Antwort hat mir bisher als EIZIGE von den 17 Antworten geholfen.
Du hast Dir zielsicher den einzigen Poster in diesem Thread
ausgesucht , der anscheinend keine Ahnung von der Materie hat.
Aber es ist natürlich Deine Sache, wie Du Deine Schaltung baust.
> Meiner Ansicht nach hat Sascha hier als Einziger verstanden, was ich> euch fragen wollte und war der EINZIGE der sich die Mühe gemacht hat mir> zu helfen.
Wenn Dir falsche Antworten lieber als richtige sind...
Ich glaube hier entwickelt jemand eine neue Rückleuchte für das Auto
eines deutschen "Premiumherstellers". Die soll nach möglichst
zuverlässig irgendwann nach Ablauf der Garantie ausfallen. Glückwunsch,
so wird es gemacht.
> Vielen Dank Sascha,>> deine Antwort hat mir bisher als EIZIGE von den 17 Antworten geholfen.
Der einzige, der einen Schalttransistor mit genau definiertem hfe und
dementsprechend einem Basisvorwiderstand auf Messers Schneide annähen
will - na dann viel Spaß.
>Im Anhang befindet sich noch einmal der Schaltplan in betätigtem und>nicht betätigtem Zustand.
Die bestätigte Schaltung (links) ist noch mehr Mist als die rechte
Schaltung. Oder wie kommt man auf die Idee, drei Basisvorwiderstände
einzuplanen, um die an den Basen dann wieder zusammenzuknüpfen?
Sinnloser geht es eigentlich nicht mehr, und die Stromverteilung ist
komplett im Arsch.
Kurze Rede langer Sinn, niemand wir zur Wahrheit oder zu seinem Glück
gezwungen.
Einfach so bauen wie Sascha es vorschlägt, bzw. Du es danach
letztendlich umsetzt. Dann sich einige Zeit mehr oder weniger darüber
freuen.
ebby schrieb:> ich bin gerade dabei eine Steuerung für 14 LED´s zu erstellen.>> Ziel ist es dabei die LED´s mit 4V zu versorgen und mit 24V zu steuern.
Deine Schaltung ist ein Schmarrn, und da kannst Du noch so viele
technische Daten beisteuern...
Sascha schrieb:> 20mA LEDS kann man wunderbar parallel schalten, selbst schon gemacht. Da> ist von 8 Stück (2s4p) eine etwas dunkler, das führe ich auf schlechtes> Löten zurück.
Jaja, auch warme Eislutscher gibt es...
ebby schrieb:> Vielen Dank Sascha,>> deine Antwort hat mir bisher als EIZIGE von den 17 Antworten geholfen.
Vielleicht hilft Dir ein gemeinsames Zimmer mit Sascha...
Michael und Harald haben Dir die richtigen Antworten gegeben,
alles andere oberhalb ist Murks....
Mani
Sascha schrieb:> Ach wat is die Welt nich schön wenn man sich nicht 1000 Probleme macht> die gar nicht da sind.
Ah so! 1000 Probleme gelöst von einem, der an Schuß hot...
Veranschaulichung.jpg
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