Operationsverstärker LED Stromquelle

[Inno (Gast)]

Hallo zusammen,

ich hab hier eine Schaltung zum Betrieb von LEDs, welche ich gerne 
verstehen möchte. (Ich weiß, es gibt viele verschiedene Varianten das 
anders zu lösen. Es geht mir allerdings darum, diese Schaltung zu 
verstehen.)

Ich bin kein Experte in der Analogtechnik und hoffe es kann mir hier 
jemand auf die Sprünge helfen.

Vref = 0 bis 0.7V (sollwertvorgabe)
LedOff = 0 oder 5V (5V schaltet die LED über einen µC aus)
LED = hier hängen 1x5 LEDs oder 2x5LEDs (dh 2 mal 5 SerienLEDs in 
parallel ... das ist für mich dann etwas unverständlich)

Meinem Verständnis nach sollte die Schaltung in etwa so funktionieren:

OpAmp versucht den Ausgang zu verändern um die beiden seinen neg. 
Eingang auf Vref anzupassen. Ausgang steuert den Transistor. Der Strom 
wird über R3 gemessenund dient am negativ Eingang als Vergleichsspannung 
-> daher ergibt sich die Stromregelung. C1 definiert die Zeitkonstante 
der Regelung??

Wozu dient D3? Ein Schutz gegen Überspannung an der Transistorbasis, 
wenn Vref zu hoch wird?
Wozu dienen R2, R4 und D2 ?? LED_OFF auf 5V gezogen wird, liegen am neg 
Eingang etwa 4,3V an -> ist höher als pos Eingang -> Ausgang ist Masse 
-> Transistor sperrt -> dann bleibt ein gewisser Reststrom über D2, R2 
und R3 gegen Masse an den LEDs ... wozu?

Vielleicht kann mir jemand auf die Sprünge helfen. Vielen Dank schon 
mal.

[Wolfgang (Gast)]

Inno schrieb:
> Wozu dient D3? Ein Schutz gegen Überspannung an der Transistorbasis,
> wenn Vref zu hoch wird?

Die dient als Strombegrenzung. Sobald die Spannung an R3 zuzüglich von 
U_BE von T1 größer als die Zenerspannung wird, klaut die dem Transistor 
den Steuerstrom.

[Inno (Gast)]

Okay ... das hatte ich mir fast gedacht. Vielen Dank.
Bleiben noch die anderen spannenden Fragen ;)

[Michael B. (laberkopp)]

Inno schrieb:
> welche ich gerne verstehen möchte.

Nicht jedes Teil daran ist zu verstehen, manches ist nur Quatsch.

Inno schrieb:
> Wozu dient D3?

Verhindert daß der OpAmp mehr als 53mA durch die LED fliessen lässt, 
z.B. im Einschaltmoment.

> Wozu dienen R2, R4 und D2 ??

Begrenzt die Spannung über den Transistor auf 18V. Nutzlos.

Ganz besonders abenteuerlich ist aber C1. Durch ihn funktioniert die 
Schaltung überhaupt nicht.

Üblich ist diese Beschaltung:

  +-47k--+----------------------+--o +24V
  |      |                      |
  |      |                     LED
1kPoti--|+\ LM321               |
  |     |  >--+--1k---+--------|< NPN (BD137 wegen Verlust 24V*0.05A)
  |  +--|-/   |       |         |E
  |  |   |    |       |BC547    |
  |  |   |   1nF      >|--100R--+
  |  |   |    |      E|         |
  |  |   |    |       |         |
  |  +---(----+--10k--(---------+
  |      |            |         |
  |      |            |        10R
  |      |            |         |
  +------+------------+---------+--o

Der BC547 übernimmt die Überstrombegrenzung wenn man die LED anklemmt.

[Inno (Gast)]

Vielen Dank für deine Hilfe.

Also das die Schaltung funktioniert, steht für mich außer Frage. Ich 
habe sie auf eine PCB vor mir liegen. Ich habe jetzt nicht jeden 
einzelnen Strompfad auf der Platine analysiert. Aber die Bauteilanzahl 
stimmt überein. Somit gehe ich davon aus, dass der Schaltplan stimmt und 
auch alles bestückt ist.

Ich hatte bereits die Vermutung, dass D2 als Schutzbeschaltung für den 
Transistor dient (falls jemand über LED eine höhere Spannung einspeist 
(unabsichtlich natürlich)).

Was mich allerdings am allermeisten irritiert, ist die Tatsache, das die 
an LED einmal 5 LEDs und einmal 2x5 LEDs(parallel) angeschlossen werden 
können.
(Die zweite Variante kann ich leider nicht ausprobieren ... Allerdings 
sind die Stecker so ausgeführt.)
Dann müsste sich der Strom doch Teilen und ich hab nur mehr den halben 
Strom durch die LEDs.

Kann sich das jemand erklären?

[Helmut S. (helmuts)]

Der 1nF Kondensator gehört zwischen Pin-1 und Pin-2 des Opamps.

[Inno (Gast)]

Ah ... verdammt ... ja C1 geht natürlich auf den negativen Eingang ... 
Sorry da hab ich etwas verdreht.

[Manfred (Gast)]

Michael B. schrieb:
>> Wozu dienen R2, R4 und D2 ??
> Begrenzt die Spannung über den Transistor auf 18V. Nutzlos.

Die Begrenzung "über den Transistor" sehe ich nicht, eher das Gegenteil: 
Wenn am Kollektor über 18V auftauchen, dreht die Stromquelle zu.

Schwierig ist, gegen welche Betriebsbedingung die schützen soll. Könnte 
schützen, wenn man oben 24V hat und die LEDs kurzschließt.

Würde man die Z18 weg lassen, bräuchte man trotzdem noch einen der R2 / 
R4, damit LED-Off nicht durch den Emitterwiderstand belastet wird. 
Vermissen tue ich den Angstwiderstand in Reihe zu D1.

Inno schrieb:
> Was mich allerdings am allermeisten irritiert, ist die Tatsache, das die
> an LED einmal 5 LEDs und einmal 2x5 LEDs(parallel) angeschlossen werden
> können.

Das Ding heißt Stromquelle, also ist es relativ egal, ob eine LED oder 5 
LEDs dran hängen - der Strom bleibt gleich.

2x5 LEDs(parallel) ist Pfuscherei, da die Aufteilung des Stroms auf die 
beiden Reihen nicht definiert ist. Tausende Bastler und Millionen 
Chinaprodukte schalten LEDs parallel, meistens geht es gut - dennoch 
widerspricht es den Grundlagen der Halbleitertechnik und gehört sich 
nicht.