Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik led-lampe nur mit halber Leistung


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von Be T. (wilhelmt)


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Bei der Schaltung handelt es sich um eine orig. Schaltung aus einem Kfz 
für die Nummerschildbeleuchtung. Irgendwas mit der Schaltung stimmt 
nicht, sie leuchtet deutlich weniger hell als erwartet, und auf ihrem 
Gehäuse ist 1,1 Watt aufgedruckt, tatsächlich konsumiert die Schaltung 
ca. 58 mA, was fast genau nur die Hälfte bedeutet. Das SMD-Bauteil, 
welches die Z-Diode enthält, hat den SMD-Code "WB3" und entzieht sich 
mal wieder einer exakten Suche. Die Spannungsangeben sind eingetragen. 
Wer kann etwas mit dieser im Prinzip einfachen Stromquellenschaltung 
anfangen, die übrigens auch als Stromquelle ziemlich versagt: bei 
Spannungserhöhung geht die Stromstärke quasi analog mit hoch.
Grüße wilhelmT

von Wolfgang (Gast)


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Be T. schrieb:
> Wer kann etwas mit dieser im Prinzip einfachen Stromquellenschaltung
> anfangen, die übrigens auch als Stromquelle ziemlich versagt: bei
> Spannungserhöhung geht die Stromstärke quasi analog mit hoch.

Was wird denn bei einer Spannungserhöhung aus der Spannung an der Basis 
der Transistoren - bezogen auf +VDD.

Und wie kommst du bei deiner Messung auf eine negative Spannung 
(-0,80(V))an der Kathode der LED?

von Gisbert K. (e_stromer)


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WB3 = BZX84-C3V9

von Dieter W. (dds5)


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Nur 3,1V an einer 3,9V Z-Diode - da ist wohl der Strom ein wenig zu 
niedrig.

von Volker S. (vloki)


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Die 1,1W werden wohl für laufenden Motor sein, wenn die Spannung von der 
Lichtmaschine fast auf 14V geht. (nicht für 11,9)
Dass die Stromstärke steigt, kommt von den Widerständen parallel zu den 
Kondensatoren. Da fließt ja fast genau soviel Strom wie durch die 
Stromquellen.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Dieter W. schrieb:
> Nur 3,1V an einer 3,9V Z-Diode - da ist wohl der Strom ein wenig zu
> niedrig.

Nein, es ist 11,88V - 8,13V = 3,75V.

Das passt schon, erstens wegen Toleranzen und zweiten wegen der recht 
"unscharfen" Kennlinie bei Z-Dioden in diesem Spannungsbereich.

von Thomas E. (picalic)


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Die 1,1 Watt müssen Fake-Leistung sein! Rein rechnerisch ergeben sich 
bei der gezeigten Schaltung knapp über 20 mA durch jede LED, + ca. 6 mA 
durch den 1k8 Widerstand (dessen Sinn sich mir nicht erschliesst) + ein 
unbekannter Strom  (6 mA?) durch die Z-Diode -> die 54 mA scheinen 
plausibel zu sein.
Unter ca 16V müsste der Strom auch halbwegs konstant sein (+/- ein paar 
mA abhängig von der Spannung möglich, aber nicht linear!?)
Über ca. 16 V übernehmen die 420 Ohm Widerstände den vollen Strom, dann 
ist es keine Konstantstromquelle mehr.

von hinz (Gast)


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Volker S. schrieb:
> Dass die Stromstärke steigt, kommt von den Widerständen parallel zu den
> Kondensatoren. Da fließt ja fast genau soviel Strom wie durch die
> Stromquellen.

Der fließt aber ebenfalls durch den Shunt, sollte sich also nicht stark 
auswirken.

von Volker S. (vloki)


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Dieter W. schrieb:
> Nur 3,1V an einer 3,9V Z-Diode - da ist wohl der Strom ein wenig zu
> niedrig.

Also ich komme auf 3,75V.
Wenn die beiden LEDs halbwegs gleichmäßig leuchten,, dann sollte der 
Strom auch über 10mA sein,  weil durch die LEDs  dann jeweils ~22mA zu 
fließen scheinen.

<Edit> sorry, habe den 1,8 k vergessen. Durch den fließt ja auch noch 
was...

: Bearbeitet durch User
von Volker S. (vloki)


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hinz schrieb:
> Volker S. schrieb:
>> Dass die Stromstärke steigt, kommt von den Widerständen parallel zu den
>> Kondensatoren. Da fließt ja fast genau soviel Strom wie durch die
>> Stromquellen.
>
> Der fließt aber ebenfalls durch den Shunt, sollte sich also nicht stark
> auswirken.

Ja hast Recht, es wird ja nicht der Strom durch den Transistor geregelt, 
sondern der durch den 140R. Das sollte sich also nicht viel tun.
Es kann sich nur der Strom durch den 1k8 und der durch die Z-Diode 
ändern...

@BeTi: ist die Schaltung bei dem 1k8 wirklich so, oder fehlt da ein 
Punkt?

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Thomas E. schrieb:
> Über ca. 16 V übernehmen die 420 Ohm Widerstände den vollen Strom, dann
> ist es keine Konstantstromquelle mehr.

Stellt sich also die Frage, auf welchen Bereich sich

Be T. schrieb:
> bei Spannungserhöhung geht die Stromstärke quasi analog mit hoch.

bezieht. Und was macht dabei die ZD?

von Be T. (wilhelmt)


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Ganz herzlichen Dank für eure bisherigen Bemühungen. Zunächst zur 
„negativen Spannung“:
Seit über 30 Jahren hatte ich mir angewöhnt, Nullen mit Diagonalstrich 
(DS) zu schreiben, weil ich gelegentlich MicroController programmiere. 
Und da hatte ich in der Zeichnung schon zum DS angesetzt, im letzten 
Moment aber abgebrochen….daher.

„vloki“ hat zurecht auf die höheren Spannungen beim laufenden Automotor 
hingewiesen, deshalb nun noch mal diese Zahlen: Gesamt-Stromfluss
bei 12 Volt  54,0 mA
bei 14 V     57,5 mA

Dabei ändert sich die Spannung an der Basis der beider Trst.:
bei 12,05 Volt  Basis-U:  8,35 V
bei 14,03 V     Basis-U: 10,24 V
Stabilisierung in Ordnung? Leider liegen Z-Diode und 2,2k-R so dicht 
aneinander, dass kaum Platz für eine Minitrennscheibe zum Leiterbahn auf 
schleifen ist. Mal sehen…

Zum ominösen 1,8 kO R: Nein, da gibt’s keine Verbindung zur Basis der 
Trst.., bestimmt 6 mal nachkontrolliert. Der könnte ggf. diesen Zweck 
haben: Im Kfz sind ein Haufen Steuergeräte u.a. damit beschäftigt, den 
Ausfall nahezu jeder einzelnen Lampe per Warnsignal im Tachobereich zu 
vermelden. Diese S-Geräte haben dabei eine je nach Lampe angepasste 
Strom-Kontroll-Grenze.
Und um bei dem wenigen Strom für die LEDs noch sicher über diese Grenze 
zu kommen, könnte dieser R zusammen mit seinem Kollegen in der zweiten, 
gleichartigen und parallel geschalteten Leuchte dies sicher stellen.

Frage an "e_stromer": auf welcher Plattform hattest du den SMD-Code 
gefunden? Ich hatte schon gesucht, aber...
Grüße, wilhelmT

: Bearbeitet durch User
von Thomas E. (picalic)


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Be T. schrieb:
> bei 12 Volt  54,0 mA
> bei 14 V     57,5 mA

Der Sinn der KSQ ist ja nicht, die Stromaufnahme der Leuchte konstant zu 
halten, sondern den Strom durch die LEDs. Mit dem 1k8-Widerstand und dem 
2k2 Widerstand vor der ZD (wenn ich das richtig interpretiere?) sind das 
schonmal ca. 2mA mehr Strom bei Deiner Spannungserhöhung, somit fließen 
durch die LEDs nur 1,5mA mehr, also nur ca. 0,7 mA pro LED, also nur 
rund 3% mehr bei einer Spannungserhöhung von knapp 20% - das ist doch 
ein gar nicht so schlechter Wert!

von Wolfgang (Gast)


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Be T. schrieb:
> Dabei ändert sich die Spannung an der Basis der beider Trst.:
> bei 12,05 Volt  Basis-U:  8,35 V
> bei 14,03 V     Basis-U: 10,24 V
> Stabilisierung in Ordnung?

Die Spannung bezogen auf Masse ist völlig egal. Die Regelung des Stromes 
findet gegen VDD statt.

Mit deinen Messungen bekommt man also raus:
Basis-Spannung gegen VDD:

bei 12V:  8,35 V - 12,05 V = -3.70 V
bei 14V: 10,24 V - 14,03 V = -3.79 V

Davon gehen geschätzt 0.6V für U_BE vom Transistor drauf, verbleiben 
also etwa 3.1 bzw. 3.2V über dem 140Ω Widerstand, entsprechend gut 22mA.

> Gesamt-Stromfluss
> bei 12 Volt  54,0 mA
> bei 14 V     57,5 mA

Be T. schrieb:
> Stabilisierung in Ordnung?

Ja

Be T. schrieb:
> Irgendwas mit der Schaltung stimmt
> nicht, sie leuchtet deutlich weniger hell als erwartet, und auf ihrem
> Gehäuse ist 1,1 Watt aufgedruckt, tatsächlich konsumiert die Schaltung
> ca. 58 mA, was fast genau nur die Hälfte bedeutet.

Vielleicht ist das genauso wie mit der Brennweite bei Digitalen 
Spiegelreflexkameras. Dort gibt die Brennweitenangabe auch nicht die 
Brennweite an, sondern nennt die Brennweite einer Kleinbildkamera mit 
äquivalentem Bildausschnitt.

Mag sein, dass die Angabe 1,1W die Leistung einer Glühbirne mit gleicher 
Helligkeit bezeichnet.

von Volker S. (vloki)


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Be T. schrieb:
> bei Spannungserhöhung geht die Stromstärke quasi analog mit hoch.

Be T. schrieb:
> bei 12 Volt  54,0 mA
> bei 14 V     57,5 mA

Da hätten wir wohl alle ob deiner ersten Aussage wesentlich mehr 
Änderung erwartet. Wie Thomas denke ich auch, dass die Schaltung normal 
reagiert.
Wenn du das trotzdem heller haben willst und die LEDs einen höheren 
Strom auch erlauben, könntest du ja die 140R Widerstände kleiner machen.

von Gisbert K. (e_stromer)


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von Be T. (wilhelmt)


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Die Alternative ist die in früheren Versionen dieses Autos oder auch in 
ähnlichen Modellen in „Standard-Ausführung“ verbauten 5-Watt-Glühlampen 
im selben Gehäuse. Da gibt es bei einigen Besitzern, die noch das olle 
Glühobst hinten haben Neid auf das modernere LED-Licht, das dann auch 
nicht mehr den Gilb hat und dann rüsten etliche nach, bzw. auf – mit 
orig- Bauteilen wohlgemerkt – und sind frustriert, wenn sie – evtl. 
zufällig – solchen Fehltreffer gelandet haben.

Es liegt schon irgendwas im Argen, denn bei den meisten Umbauten dieser 
Art leuchtet die LED-Version noch die Straße unten aus statt – wie hier 
– deutlich dunkler zu sein.

Dann gehe ich mal davon aus, dass diese Schaltung keinen 
offensichtlichen Fehler enthält bis auf die außen aufgedruckte 1,1 
Watt-Behauptung. Und genau da liegt der Hase im Pfeffer.

Ich hatte ja schon zu dem fraglichen 1,8 kO R auf die Bedeutung einer 
gewissen Mindest-Strommenge hingewiesen, die benötigt wird, um das 
Steuergerät ruhig zu halten. Wenn man zwei von der Sorte verbaut, die 
ihr 1,1 W-Versprechen auch halten, dann kann so‘n Austausch plug&play 
erfolgen. Bei dieser ungewollten Sparversion pfeift das Steuergerät dem 
User einen, und bislang gibt’s da nur die technisch unelegante Abhilfe, 
stromfressende dicke Widerstände parallel zu schalten. Deshalb also die 
Suche nach dem erhofften Fehler in dieser Schaltung.

Danke für eure Hilfen, vielleicht frisiere ich die Schaltung intern, wie 
von „vloki“ angedeutet.
Ich wollte noch ein Bild vom Helligkeitsunterschied einstellen, aber es 
ist einfach noch zu hell, selbst in der teilverdunkelten Garage.
Grüße, wilhelmT

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von Volker S. (vloki)


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Be T. schrieb:
> Danke für eure Hilfen, vielleicht frisiere ich die Schaltung intern, wie
> von „vloki“ angedeutet.

Hoffentlich halten das die LEDs aus. Die Schaltun gist eh merkwürdig. 
Warum sind die LEDs nicht in Reihe? So wird ja 3/4 der Leistung 
verheitzt. Bei Reihenschaltung wären es nur 50%.
Der Grund könnte sein, dass so beim Defekt einer LED immer noch die 
zweite leuchtet, aber dann "pfeift" trotzdem wieder das Steuergerät?

von Wolfgang (Gast)


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Volker S. schrieb:
> Warum sind die LEDs nicht in Reihe?

Damit sie genug Strom ziehen und das Steuergerät beruhigt ist?

Man könnte natürlich auch einfach einen Bratwiderstand parallel schalten 
;-)

Beitrag #5032471 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Volker S. (vloki)


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Wolfgang schrieb:
> Volker S. schrieb:
>> Warum sind die LEDs nicht in Reihe?
>
> Damit sie genug Strom ziehen und das Steuergerät beruhigt ist?
OK ;-)


Wolfgang schrieb:
> Man könnte natürlich auch einfach einen Bratwiderstand parallel schalten
> ;-)
Wäre vielleicht noch billiger?

Mann bin ich froh, dass ich so eine alte Karre habe. (T4 Bj99)

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von Be T. (wilhelmt)


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Nu isses passiert: Auto-Tuning, diesmal aber nicht bei der Leistung des 
Motors, sondern derjenigen der Lampen. In jedem der beiden 
Dioden-Leitungen wurde dem strom-bestimmenden R – dem 140 Ohm – ein 275 
Ohm R aufgesattelt, dem Parallel-Strom-R neben dem Transistor - dem 420 
Ohm – ein 820 Ohm R draufgepackt. Damit wurde der jeweils wirksame 
Gesamt-Widerstand um ca. 33 % verringert.

Diese niedlichen Änderungen hatte große Wirkungen:
- die Schummerbeleuchtung ist subjektiv beendet;
- die Notwendigkeit, einen extra Parallel-Lastwiderstand oben auf zu 
löten, um das Steuergerät ruhig zu halten, ist entfallen. Die beiden 
Schaltungen ziehen nun zusammen 160 mA, das reicht gut über die 
notwendige Schwelle von 128 mA hinweg.
- die Energieaufnahme pro Modul liegt jetzt genau bei den außen 
aufgedruckten und versprochenen 1,1 Watt!
Das ElektroTuning hat sich gelohnt. Danke allen für eure Hilfen!

Bei der Gelegenheit: Das Rumfummeln in der Elektrik eines heutigen Autos 
kann  derbe Folgen haben. Da hatte ich einmal geglaubt, beim Anschluss 
von drei Kabeln schon ganz bestimmt keinen Kurzen zu erzeugen und auf 
das Abklemmen des Akkus verzichtet. Der Diebstahl-Alarm beim Lösen einer 
Verbindung war noch absolut harmlos, aber anschließend funktionierten 
keine Bremsleuchten, kein Blinker, der Kofferraum war verschlossen, das 
übliche Öffnen des Autos mittels Funkschlüssel war Geschichte, das Auto 
hätte von rechts wegen abgeschleppt werden müssen. Das Entsperren dieser 
Sicherungen bedingte eine Fahrt ins Autohaus des Herstellers und eine 
Live-Verbindung zum Server des Herstellers - und - ach ja - Geld floss 
auch noch ordentlich. So sind heute Autos gegen Diebstahl von 
Steuergeräten gesichert. Und das war in meinem Auto und das ist auch 
schon 11 Jahre alt!
Grüße, wilhelmT

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