Verständnisfrage OP

[Holger (Gast)]

Hallo
Wer kann mir die folgende Schaltung erklären?
http://www.led-treiber.de/html/lineare_treiber.html#Poti-Dimmer
(http://www.led-treiber.de/assets/images/Poti-Dimmer_linear.gif)

Der linke OP ist mir klar. Aber wie wird aus dem rechten eine konstante 
Stromquelle? Warum die Rückkopplung zwischen LED und R. Und wie kommt 
der Autor auf:

> Beim LM358 beträgt bei 30mA LED-Strom der Spannungsabfall zwischen dem 
+Ub-Versorgungs-Pin (Vcc; Pin 8) und dem Ausgang von IC1B (Pin 7) etwa 3,5V
?

Bin da noch ganz am Anfang des Verständnisses.
Danke.

[Joachim B. (jar)]

Holger schrieb:
> Warum die Rückkopplung zwischen LED und R.

das  ist leicht zu beantworten, es ist eine Gegenkopplung und 
stablisiert den Arbeitspunkt, weil jeder steigende LED Strom ohne 
Änderung der Führungsgröße am + Eingang (z.B.durch Erwärmung oder Drift 
als Stromerhöhung eine Gegenkopplung als Spannungsabfall am R) auf den - 
Eingang des OP wirkt und die Ausgangsspannung verringert.

Bei Rückkopplungen gibt es die Untergruppen, Mitkopplung und 
Gegenkopplung
https://elektroniktutor.de/elektrophysik/kopplung.html

[HildeK (Gast)]

Holger schrieb:
> Aber wie wird aus dem rechten eine konstante
> Stromquelle? Warum die Rückkopplung zwischen LED und R.

An Pin 5 wird eine Spannung U_P angelegt. Der Operationsverstärker sorgt 
dafür, dass die selbe Spannung U_P auch an Pin 6 liegt und damit auch an 
R1; unabhängig von UB und dem LED-Typ bleibt diese Spannung konstant und 
es fließt ein Strom von U_P/R1.
Am Poti resp. Pin 5 kannst du eine Spannung von 0-1.6V einstellen. Damit 
wird der Strom zwischen 0mA und 1.6V/56Ω ≈ 28mA veränderbar.
Andere Strombereiche kannst du mit einem anderen R1 oder einer anderen 
maximalen Potispannung (Referenzspannung durch die Referenz-LED) 
erreichen.

Achtung: die Schaltung geht nicht mit jedem x-beliebigen OPA, denn der 
muss sowohl am Eingang noch mit 0V funktionieren als auch am Ausgang auf 
0V herunterkommen. Außerdem muss der Ausgang den LED-Strom liefern 
können.

[Holger (Gast)]

HildeK schrieb:
> An Pin 5 wird eine Spannung U_P angelegt. Der Operationsverstärker sorgt
> dafür, dass die selbe Spannung U_P auch an Pin 6 liegt und damit auch an
> R1; unabhängig von UB und dem LED-Typ bleibt diese Spannung konstant und
> es fließt ein Strom von U_P/R1.

Danke, das hilft.


Und wie kommt man auf die 3,5V? Außer nachmessen (muß man doch auch 
rechnerisch lösen können oder)

HildeK schrieb:
> Achtung: die Schaltung geht nicht mit jedem x-beliebigen OPA

Mit dem LM358 klappt es wunderbar. Auch mit einer 1N400x statt der LED2

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Alle anderen: verkriecht Euch doch in Eure Löcher, statt unqualifizierte 
Kommentare abzugeben. Oder wo stand das von HildeK erklärte?

[HildeK (Gast)]

Holger schrieb:
> Und wie kommt man auf die 3,5V? Außer nachmessen (muß man doch auch
> rechnerisch lösen können oder)

Wenn ich den Satz richtig verstehe, heißt das nicht mehr und nicht 
weniger, dass der OPA eben nur bis max. UB-3.5V mit seinem Ausgang 
hochkommen kann. Je nach Last könnten das auch 4V sein oder eben nur 3V 
bei geringer Last bzw. typisch noch weniger. Das ist nicht berechenbar 
sondern eine Angabe (versteckt) im Datenblatt: Bei z.B. einer Versorgung 
des OPA mit 30V ist bei 2k Last die maximale Ausgangsspannung mindestens 
26V, bei 10k typisch 28V. Daraus ist diese Differenz von rund 3.5V 
abgleitet.
Das träfe jedoch nur zu, wenn nicht nur eine LED, sondern mehrere in 
Reihe liegen würden. Du brauchst halt eine Versorgungsspannung von 
mindestens 1.6V + n*LED1-Spannung + 4V, dann bist du für alle Fälle 
gerüstet.

Holger schrieb:
> Mit dem LM358 klappt es wunderbar.

Ja, für den 358 passen die Randbedingungen.

> Auch mit einer 1N400x statt der LED2
Ich weiß jetzt nicht auswendig, wie unterschiedlich der Temperaturgang 
beider Elemente ist. Jedenfalls hat eine Siliziumdiode etwa -2mV/K 
Temperaturgang. Und du hast damit keine maximal 1.6V mehr, sondern nur 
noch ≈0.7V. Macht auch nichts, das kann man durch den R1 anpassen, um 
den selben Bereich abzudecken.
Die rote LED2 bzw. die 1N400x und der linke OPA können auch durch einen 
TL431 ersetzt werden. Dann ist die Referenzspannung zumindest 
temperaturstabil.

[Michel M. (elec-deniel)]

Schaltung ohne Berechnung zum simulieren umgesetzt :-)

Programm findet man hier
https://www.analog.com/en/design-center/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html

Anleitung
https://www.mikrocontroller.net/attachment/343937/Externe_Spice-Modelle_in_LTspice_einbinden.pdf