Auf der Suche nach einer Konstantstromquelle für Umgebungstemperaturen zwischen etwa 15°C und kurzzeitig (mehrere Minuten) 70°C bin ich auf den Artikel https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_bipolaren_Transistoren gestoßen. Dort wird der Einsatz des TL431 statt des T2 für eine temperaturstabile Version vorgeschlagen. In verschiedenen Forenbeiträgen wird der 'kleine Bruder' TLV431 als Alternative zum TL431 wegen der geringeren Regelspannung erwähnt. Nach weiterer Recherche habe ich als 'elektronischer Laie' mir die anhängende Schaltung zusammengereimt. Versorgt werden sollen drei in Reihe geschaltete LEDs mit 2,95V Durchlaßspannung und 700mA Betriebsstrom: https://led-ld.nichia.co.jp/en/product/led_product_data.html?type=NVSWE21A-V1&kbn=0 Ich denke mit 12V sollten die ca 9V, die an den LEDs abfallen überwunden werden. Wegen der gelegentlich hohen Umgebungstemperatur sind Trafo und Transistor mit etwas Reserve dimensioniert. Wäre nett, wenn jemand mit Erfahrung mal ein Auge auf die Schaltung werfen könnte, ob ich nicht allzu großen Blödsinn verzapft habe. Besten Dank im Voraus.
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Ohne hohen Sachverstand würde ich sagen, daß der Aufwand zu groß ist, der Widerstand begrenzt doch den Strom schon stabil. Der TLV431 kann nur 7V max ? der durch den TL431 eingeregelte Transistor stellt auch nur einen Widerstand dar, wobei der Transistor bei Erwärmung besser leitet. ich bin wohl nicht befähigt genug, um das endgültig abzunicken. Warum der Aufwand ? Woher die Temperatur ? Wird hohe Lichtgleichmäßigkeit verlangt ?
Carypt C. schrieb: > ich > bin wohl nicht befähigt genug So scheint es. Der TLV wird als 1,24V Diode verschaltet sein, also Vref auf Kathode. D.H. die Basis von T1 kann nicht größer 1,24V werden, die UCE von T1 ist bei ca. 0,6V konstant. Also fällt der Rest über R2 ab. Man bemühe I=U/R und erhält einen Konstantstrom. Konstant ist relativ, weil UCE mit Temperatur und Basisstrom schwankt. Das Auge ist für Helligkeitsschwankungen aber ziemlich unempfindlich. Zwei Dioden statt TLV reichen meist auch. Für WW Led okay, für RGB viel zu viel drift in den Konstantstromquellen. Der Festspannungsregler ist überflüssig, der 2W Widerstand sieht gerade mal 0,2W. Bei 333mA wird die Kiste aber gut warm. Schaltregler wäre angesagt.
Rainer H. schrieb: > Nach weiterer Recherche habe ich als 'elektronischer Laie' mir die > anhängende Schaltung zusammengereimt. Doppelt gemoppelt: erst regelst du auf konstante Spannung und dann auf konstanten Strom. Warum nicht gleich nur auf konstanten Strom ? Zudem schwankt dein 'konstanter' Strom mit der Temperatur weil UBE des BD139 temperaturabhängig ist und damit die 1.2-0.7=0.5V Restspannung über R2. Aber 0.5/1.8 sind sowieso keine 0.7A. Die direkte Lösung wäre AMC7140. Wenn es mit dem TLV431 sein muss, regle die Spannung über R2 auf 1.2V, dann kommen 0.66A raus, dazu muss Ref an R2, vermutlich war das auch so gemeint. Figure 5 im Diodes Datenblatt zeigt die Schaltung mit Rs(hunt). Vergiss den 12V Regler.
Michael B. schrieb: > Die direkte Lösung wäre AMC7140. Mouser hat das nicht. China-IC. Iout nur zwischen 100 und 700 mA.
Rainer H. schrieb: > 700mA Betriebsstrom: Maxim B. schrieb: > Iout nur zwischen 100 und 700 mA. Was ist an deinen 700 anders als an Rainers 700 ? Montags-Gehirn. Maxim B. schrieb: > China-IC. Schlimm. Die LED vermutlich auch.
Michael B. schrieb: > Schlimm. Schlimm, weil für nur seltene Aufgaben paßt. So etwas in dem eigenen Teillager zu haben wäre kaum sinnvoll. TLV431 und BD139 kann man dagegen in vielen anderen Fällen einsetzen, daher kann man die gleich 100 Stück billiger parat kaufen. Außerdem wäre eine lineare Lösung für solche Ströme kaum gut: man muß zu viel Wärme ableiten.
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Michael schrieb: > Konstant ist relativ, weil UCE mit Temperatur und Basisstrom schwankt. > Zwei Dioden statt TLV reichen meist auch. Wenn man eine LED (bevorzugt eine alte rot) nimmt, bekommt man sogar einen Ausgleich des TKs des Transistors.
Harald W. schrieb: > Wenn man eine LED (bevorzugt eine alte rot) nimmt, bekommt man sogar > einen Ausgleich des TKs des Transistors. Alte Märchen, wohl aus Elektors Nachtlektüre. LED haben sehr unterschiedliche TK, je nach Hersteller, ein Transistor hingegen recht genau -2mV/K.
1 | -1.5mV/K bei Infrarot SFH7251 |
2 | -2.0mV/K bei SuperROT TLCS5100 |
3 | -1.9mV/K bei Superrot LS3341 |
4 | -3.5mV/K bei Rot TLCR5100 |
5 | -2.0mV/K bei Rot D6RTB |
6 | -2.5mV/K bei Orange TLCO5100 |
7 | -3.5mV/K bei Gelb TLCY5100 |
8 | -1.9mV/K bei Gelb LY3341 |
9 | -4.5mV/K bei Grün TLCYG5100 |
10 | -1.4mV/K bei Grün LG3341 |
11 | -1.3mV/K bei Grün SFH7251 |
12 | -2.1mV/K bei Echtgrün LP3341 |
13 | -3.5mV/K bei Echtgrün TLCPG5100 |
14 | -3.4mV/K bei Echtgrün D6RTB |
15 | -3.1mV/K bei blau LB5436 |
16 | -3.6mV/K bei blau D6RTB |
Michael B. schrieb: > LED haben sehr unterschiedliche TK, je nach Hersteller, ein Transistor > hingegen recht genau -2mV/K. > -2.0mV/K bei SuperROT TLCS5100 > -1.9mV/K bei Superrot LS3341 > -2.0mV/K bei Rot D6RTB Dann passt es doch schon recht gut bei rot. Es muss ja schliesslich nicht promillegenau sein.
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Oops, ist ja richtig viel los hier ;) @Mark S.: Der dritte Anschluß des TLV431 sitzt zwischen Emitter des Transistors und R2. Habe die Zeichnung nachgebessert. @Carypt C.: > Woher die Temperatur? Die LEDs sollen entsprechende Halogenlämpchen in meiner Dunstabzugshaube ersetzen, ich finde tageslichtartige Beleuchtung (5000K) angenehmer im Arbeitsbereich am Herd. Wenn ich gelegentlich meinen Wokbrenner (11kW) starte wird es allerdings auch oberhalb recht warm. Zwar nur für einige Minuten, ob sich Teile innerhalb der Haube so schnell erwärmen kann ich nicht sagen, das Außenblech wird ganz schön heiß. Wenn das normale Kochfeld in Betrieb ist bleibt alles kühl. > Wird hohe Lichtgleichmäßigkeit verlangt? Ist schon praktisch den Bräunungsgrad der Bratkartoffeln reproduzieren zu können. @ Michael (mkn): Stimmt, wenn UCE temperaturabängig ist, ist der Spannungsteiler aus Transistor und R2 verstimmt. Kann ich nachvollziehen. Hatte mich auf die Aussage im Artikel verlassen, Zitat: > "Eine temperaturstabile Präzisions-Stromquelle entsteht durch Ersetzen von T2 durch einen TL431" https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_bipolaren_Transistoren > Zum Festspannungsregler: Im Artikel stand nichts über die Qualitätsanforderungen der Spannungsversorgung. Also habe ich Gleichspannung geliefert. :) > 333mA? Wo tauchen die auf? > Zum Schaltregler: Die letzten beiden Sätze im Abschnitt über Schaltregler https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Schaltregler haben mich davon abgehalten mich mit dem Thema auseinanderzusetzen: Dort heißt es: > Stromquellen sollten grundsätzlich keinen Ausgangselko aufweisen! Wie die Schaltregler-Schaltung dann stabil arbeitet muss gesondert herausgefunden werden. Ich bin froh, wenn ich eine Schaltungsbeschreibung nachvollziehen kann. Forschung wie eine Schaltung stabilisiert werden kann übersteigt meine Fähigkeiten mit Sicherheit. @ Michael B. (laberkopp): erster Teil siehe Antwort eins drüber. > Zum AMC7140: Habe nur Bezugsquellen aus China gefunden. Und keine Einzelstücke. Und nein, es muß nicht mit dem TLV431 sein, war im Artikel nur der Teil, der mit überschaubarem Aufwand eine temperaturstabile Lösung versprach. Was ist Diodes Datenblatt? > Vergiss den 12V Regler. Also direkt an den Gleichrichter mit pulsierender Gleichspannung oder wenigstens mit Siebelko?
Rainer H. schrieb: > Die LEDs sollen entsprechende Halogenlämpchen in meiner Dunstabzugshaube > ersetzen, ich finde tageslichtartige Beleuchtung (5000K) angenehmer im > Arbeitsbereich am Herd. Wenn ich gelegentlich meinen Wokbrenner (11kW) > starte wird es allerdings auch oberhalb recht warm. Zwar nur für einige > Minuten, ob sich Teile innerhalb der Haube so schnell erwärmen kann ich > nicht sagen, das Außenblech wird ganz schön heiß. Auch mit eingeschaltetem Ventilator? > Ist schon praktisch den Bräunungsgrad der Bratkartoffeln reproduzieren > zu können. Wenn ich Bratkartoffeln mache, ist immer die eine Hälfte zu weiss und die andere Hälfte zu schwarz. Ich glaube, da hift bei mir auch keine neue Beleuchtung >> Vergiss den 12V Regler. > Also direkt an den Gleichrichter mit pulsierender Gleichspannung oder > wenigstens mit Siebelko? Letzteres
Rainer H. schrieb: > Die LEDs sollen entsprechende Halogenlämpchen in meiner Dunstabzugshaube > ersetzen Als ob es keine fertigen LED Treiber gäbe. Rainer H. schrieb: > Also direkt an den Gleichrichter mit pulsierender Gleichspannung oder > wenigstens mit Siebelko Siebelko ist schon gut. Achte beim Gleichrichter darauf, ob in deiner Dunstabzugshaube wirklich ein Trafo steckt oder ein elektronischer Halogenlampen Trafo: der erfordert schnelle ultrafast Dioden im Gleichrichter und hat eine Mindestlast, die mit LED wohl nicht erreicht wird. Fertiger LED Treiber ist besser. Rainer H. schrieb: > Was ist Diodes Datenblatt? https://www.diodes.com/assets/Datasheets/TLV431.pdf
Rainer H. schrieb: > Habe die Zeichnung nachgebessert. Hmm, wäre es ein TL431 entspräche die Schaltung einem Vorschlag (Figure 9-15. Precision Constant-Current Sink) (https://docs.google.com/viewerng/viewer?url=https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl431.pdf) aus dem Datenblatt. Besser wäre wohl Figure 9-14 , also der R1 müsste zwischen Leds und Transistor angeschlossen sein ?
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Carypt C. schrieb: > aus dem Datenblatt. Man kann die beiden relevanten Figuren 9-14 und 9-15 hier auch mal zeigen.
Harald W. schrieb: > Ausgleich des TKs des Transistors Schick, aber leider zu kurz gedacht. Man beachte im DB der LED: Junction Temperature vs Relative Luminous Flux
Michael schrieb: > Harald W. schrieb: >> Ausgleich des TKs des Transistors > > Schick, aber leider zu kurz gedacht. > Man beachte im DB der LED: > Junction Temperature vs Relative Luminous Flux Wenn man LEDs zur Stabilisierung nimmt, sollte der Strom natürlich so gering sein, das es nicht zu einer nennenswerten Erwärmung kommt.
Harald W. schrieb: > Wenn man LEDs zur Stabilisierung nimmt, Du verstehst nicht. Es sind die LEDs die mit dem Konstantstrom BETRIEBEN werden die sich ganz kräftig erwärmen werden und dabei an Intensität verlieren. Da bringt es wenig die Quelle aufs Pico Ampere zu optimieren, wenn man die 10% Abweichung außer Acht lässt die man zischen 25°C und 100°C am LED Die hat.
Anstatt des 7812 könnte man auch gleich einen LM317, als Stromquelle geschaltet, nehmen. Der Spannungsabfall am Messwiderstand ist da auch nur 1.2V.
Nachdem ich das Projekt nochmal überschlafen habe folge ich Eurem Rat: Fertiger LED-Treiber. Scheint wirklich einfacher zu sein. Das Temperaturproblem läßt sich schließlich auch dadurch lösen, die Stromquelle außerhalb der Haube im Zimmertemperaturbereich zu platzieren. Statt mit dem Kopf durch die Wand mit dem Kabel durchs Blech. ;)
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