Einstellbare LED-Konstantstromquelle - Schaltung und Spice Simulation

[Alex (Gast)]

Hallo,

ich habe im Netz eine Schaltung gefunden, mit der man relativ einfach 
unabhängig von der (auch fertigungsabhängigen Toleranz der) 
Forward-Voltage einer LED den Strom durch sie einstellen kann.

Die Schaltung ist oben abgebildet. Der Schalter im Bild ist dort für 
eine Rechteck-Modulation, wie ich sie auch z.B. für Lock-In Verstärkung 
nutzen möchte.

Nun habe ich das ganze mal in Spice gehauen und ein bisschen simuliert, 
vorallem um ein Gefühl für die Schaltung zu bekommen, denn ganz ehrlich: 
Ich verstehe sie noch nicht genug, um quantitative vorhersagen machen zu 
können. Das möchte ich aber natürlich um zu wissen, welche Vin für 
welchen LED strom angelegt werden muss.

Die Simulation zeigt z.B., dass ich nicht über ~70 mA LED strom komme 
(Vin = 5V) - ich würde aber gerne 100mA erreichen.

Durchblickt von euch jemand auf Anhieb die Funktion und kann dazu eine 
Aussage machen?

[Alex (Gast)]

P.S.:
In meiner Simulation liegt die LED nicht am Emitter sondern am Collector 
an. Ob das klug ist weiß ich nicht, der Grund aber ist: Es sollen 
Mutli-Wavelength-LEDs damit angesteuert werden - und die haben eine 
gemeinsame Anode.
So wie es in der simulation ist könnte ich also zwei parallele 
schaltungen für die beiden Farben aufbauen, so wie im Schaltbild nicht.

[Max (Gast)]

Hallo Alex, du bist nicht zufällig von Analytik Jena?

[Karl H. (kbuchegg)]

> Durchblickt von euch jemand auf Anhieb die Funktion und kann dazu eine Aussage 
machen?

Das Prinzip dürfte sein:
Am + Eingang des OpAmp liegt eine bestimmte Spannung an. Die wird aus 
Vin und dem Spannungsteiler 68k/1K gewonnen.
Am - Eingang liegt die Spannung an, die über den Widerstand 1 abfällt.
Der OpAmp steuert den Transistor am Ausgang soweit auf, bis die beiden 
Spannungen gleich sind.
Die Spannung über dem Widerstand 1 hängt aber davon ab, wieviel Strom 
durch den Widerstand rinnt. Je mehr Strom, desto höher ist auch der 
Spannungsabfall. Ist dieser Spannungsabfall über 1 höher als die über 
den Spannungsteiler am + Eingang eingestellte Spannung, dann steuert der 
OpAmp den Transistor wieder zu, der Strom sinkt und mit ihm der 
Spannungsabfall am Widerstand 1.
Gleiches, wenn der Strom zu niedrig ist. Der Spannungsabfall an 1 ist zu 
klein, der OpAmp steuert den Transistor auf, der Strom nimmt zu.

Kurz gesagt: Der OpAmp steuert den Transistor soweit auf, bis die 
Spannungen an seinen beiden Eingängen gleich sind. Die eine Spannung ist 
fix, die andere ergibt sich aus U=R/I aus dem Widerstand 1 und dem 
Strom, der durch ihn durchrinnt (und damit auch durch die LED, die ja in 
Serie dazu liegen).

[Alex (Gast)]

Hi Max, nope sorry!