Helfen Sie mit, diese LED-Beleuchtungstransistorschaltung zu verstehen

Ich habe diese Schaltung anhand eines Referenzdesigns simuliert, bin mir aber nicht ganz sicher, wie sie funktioniert oder wie Sie so etwas entwerfen würden. In der Simulation sieht es so aus, als ob es dafür ausgelegt ist, den Strom durch D1 konstant bei etwa 5 mA zu halten, obwohl es einen Eingangsspannungsbereich von bis zu 25 V hat.

Ich sehe, dass die Gate-Spannung für M1 bei etwa 1,6 V gehalten wird und die Basisspannung für den BJT mit steigender Eingangsspannung ansteigt. Wenn also die Spannung ansteigt, steigt der Strom durch den BJT, sodass er dort wie eine einstellbare Impedanz wirkt, um die Gate-Spannung konstant zu halten. Ist das richtig?

Ist das so etwas, was Sie nur in Spice tun, oder ist eine Art Stromspiegelschaltung, die irgendwo gut definiert ist und ich sie einfach nicht erkenne?

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Antworten (2)

Diese Schaltung ist so ausgelegt, dass sie unabhängig von der Versorgungsspannung einen konstanten Strom an die LED liefert.

Der MOSFET wird durch die Spannung am Kollektor von Q1 eingeschaltet. Sobald der Strom durch R1 (der derselbe ist wie durch die LED) zu einem Abfall von etwa 0,6 V führt, beginnt Q1, sich einzuschalten und Strom durch R2 umzuleiten.

Dadurch wird dann die Spannung am M1-Gate reduziert, um den Strom durch M1 und die LED zu steuern.

Die negative Rückkopplung stabilisiert den Strom durch D1, M1 und R1 bei etwa 5 mA, da dies zu 0,6 V an der Q1-Basis führt.

Der Strom variiert leicht, wenn die Versorgungsspannung variiert, aber viel weniger als nur mit einem Widerstand.

Variieren Sie auch mit der Temperatur, da die Vbe des Transistors einen Temperaturkoeffizienten von ~ 2,2 mV / Grad hat.

Dieselbe Schaltung kann verwendet werden, wenn M1 eher ein BJT (z. B. 2n2222) als ein MOSFET ist. Der Wert von R2 ist kritischer, da der Transistor einen gewissen Basisstrom von R2 benötigt.

ah ok, also R1 ist die Steuerung hier kombiniert mit den 0,6 Vbe von Q1, die den Strom auf 5 mA setzen.
Ja, das ist richtig - Sie können den Wert von R1 ändern, um den LED-Strom zu ändern.
Genauer gesagt ist M1 ein Transistor, da das „T“ in „MOSFET“ für „Transistor“ steht. Es wäre besser zu schreiben "wo M1 ein BJT ist".
Guter Punkt - editiert.

Es ist zu beachten, dass dies nicht die einfachste Schaltung für eine Stromquelle ist. Das Ansteuern einer LED mit 5 mA Strom kann mit einem einzigen Transistor erfolgen:

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Dieser Schaltplan ist nicht nur einfacher, sondern hat auch den Vorteil, dass der Stromwert von der Zenerspannung abhängt (mit einer allgemein verfügbaren Toleranz von 2-5 %), anstatt Vbedass sie von einem Transistor zum anderen um bis zu 20 % variieren kann. Eine zusätzliche Diode Dzur Temperaturkompensation ist ebenfalls vorhanden, kann aber bei Geräten, die keine hohen Präzisionsanforderungen haben oder für den Einsatz im Innenbereich vorgesehen sind, weggelassen werden.

Der von Ihnen gefundene Schaltplan eignet sich besser für Hochstromanwendungen. Da der Strom durch die Last durch Vbeund Q1bestimmt R1wird und der Strom durch Q1klein ist, können Sie hohe Lastströme ohne signifikante Erwärmung (und damit verbundene Parameterdrift) in erreichen Q1.

Für eine 5-mA-Anwendung ist es jedoch eine Verschwendung von einwandfreiem N-MOS.

Diese Schaltung funktioniert jedoch nicht gut mit einer 5-V-Versorgung, da der Spannungsabfall an R2 viele Volt betragen wird. Zenerdioden unter 5,6 V haben ein sehr weiches Knie und sind daher normalerweise keine gute Wahl. Um eine gute Temperaturkompensation zu erhalten, sollte der Zener 5,6 V betragen. Anstelle des Zeners könnte ein 2,5-V- oder 1,2-V-Referenzgerät wie ein TL431 verwendet werden. M1 in der ursprünglichen Schaltung könnte durch einen bipolaren Transistor ersetzt werden, ohne dass sich der Betrieb ändert.
@ KevinWhite Sicher, ein Referenzgerät ist eine gute Idee, wenn sich das OP eines leisten kann. Ich habe einen 5,6-V-Zener nicht als Problem angesehen, da der Eingangsspannungsbereich bis zu 25 V beträgt.
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