Liefert dieser lineare Stromquellentreiber Konstantstrom?

Ich habe über LED-Treiberdesigns gelesen und habe eine Frage zum linearen Stromquellentreiber. Wird sich D1 in der folgenden Schaltung jemals ausschalten, wenn zu viel Strom durch R2 fließt? Mit anderen Worten, wird D1 ausgeschaltet, wenn Q1 eingeschaltet wird?

Da die Basis und der Drain von derselben Spannung Vcc angesteuert werden, gehe ich davon aus, dass Q2 ein N-Kanal-MOSFET (und kein Transistor) ist. Und ich kann sehen, wenn Q1 aktiviert ist und Q2 ausgeschaltet wird, da die Spannung am Knoten zwischen R1, Q1 und Q2 ~ 0 V (GND) betragen würde.

Diese Nebenwirkung wird jedoch nicht erwähnt. Idealerweise regelt die Schaltung den Strom selbst, ohne die LED abzuschalten.

Ist meine Annahme falsch und funktioniert diese Schaltung wie eine Konstantstromquelle?

Lineare Stromquelle / Strombegrenzer

Betrachten Sie diese Transistoren nicht als Schalter. Sie werden nicht in ihren extremen Ein/Aus-Bereichen betrieben, sondern dazwischen.
@brhans mit anderen Worten, Q2 deaktiviert sich nicht?
Nein, Q2 würde niemals deaktiviert werden. Denken Sie darüber nach, was passieren würde, wenn dies der Fall wäre - kein Strom aus seinem Emitter, daher kein Strom durch oder Spannung über R2 oder den Basis-Emitter von Q1, daher ist Q1 ausgeschaltet, daher wird Q2 durch den Strom von R1 eingeschaltet. Beide Transistoren befinden sich in einem teilweise eingeschalteten Zustand. Dies ist ein Beispiel für negatives Feedback.
Ein MOSFET ist ein Transistor; Genauer gesagt handelt es sich um einen Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor.

Antworten (2)

Sowohl Q1 als auch Q2 sind BJT-Transistoren. Dies wird vollständig durch die Form des Symbols angezeigt. Außerdem handelt es sich um BJT-Transistoren vom NPN-Typ.

BJT-Transistoren sehen so aus:
Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

MOSFETs sehen so aus:
Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein
Diese Schaltung begrenzt nur dann auf einen bestimmten Strom, wenn der Wert von R2 richtig gewählt ist, um diesem Strom zu entsprechen. Sie möchten, dass die Spannung an R2 etwa 0,7 V beträgt, wenn der Strom Ihr angegebenes Maximum erreicht. Wenn die Spannung an R2 0,7 V erreicht, beginnt Q1, über seinen Kollektor und Emitter zu leiten. Dadurch wird die Spannung an der Basis von Q2 niedriger, was den Strom durch Q2 effektiv reduziert. Je mehr Q1 leitet, desto weniger leitet Q2. Die Kombination aus Q1 und Q2 wirkt als negatives Rückkopplungssystem, das den Strom durch Q2 auf einem Maximalwert oder darunter hält.

Nehmen wir zum Beispiel an, Sie wollten den Strom durch die LED auf 50 mA begrenzen. Unter Verwendung des Ohmschen Gesetzes sollte der Wert von R2 sein:

R 2 = v R 2 ICH R 2 = 0,7 v 0,05 A = 14 Ω

Der magische Wert von 0,7 V wird verwendet, da dies ungefähr die Spannung ist, bei der der Basis-Emitter-Übergang bei den meisten BJT-Transistoren zu leiten beginnt. Wenn der Basis-Emitter zu leiten beginnt, lässt er proportional mehr Strom durch den Kollektor-Emitter.

Großartig, ich habe diese Transistoren nur mit Ein / Aus-Zuständen behandelt. Dachte nicht, dass je mehr Spannung gegeben wird, desto mehr leitet es. Danke.
(kleine Bereinigung der Kommentare...)
<Nitpicking-Modus> Zu " ...Diese Schaltung funktioniert nur, wenn der Wert von R2 richtig gewählt ist.." -> Diese Schaltung funktioniert immer korrekt, solange die Nennwerte der Teile nicht überschritten werden. Es erzeugt nur den gewünschten Strom, wenn Sie den Wert von R2 verwenden, den das Design erfordert. Ich weiß, das weißt du :-). Aber, wie gesagt, es kann einige verwirren, die es nicht gut verstehen.
@Russell McMahon, sicher, ich habe den Ausdruck "Diese Schaltung funktioniert" verwendet, um "Diese Schaltung funktioniert wie beabsichtigt" zu bedeuten. Aber ich sehe die potenzielle Mehrdeutigkeit des Ausdrucks. Ich werde zur Verdeutlichung bearbeiten.

Q1 saugt genug Basisstrom (durch R1 kommend) von Q2, um den Emitter auf etwa 0,6 V höher als Masse zu halten, denn wenn sich der Transistor im aktiven Bereich befindet, ist das Vbe. Mehr Spannung bedeutet, dass der Transistor mehr Strom von der Basis von Q2 ableitet, weniger Spannung und weniger leitet.

Es gibt Grenzen - wenn der Wert von R1 zu hoch gewählt wird, hat Q2 nicht genug Basisstrom, um die LED vollständig zu treiben. Wenn der Wert von R2 zu niedrig gewählt wird, kann Q1 den Basisstrom nicht so gut ableiten und regelt nicht sehr gut.

Wenn Sie davon ausgehen, dass Vbe von Q1 0,6 V-0,7 V beträgt (keine große Annäherung) und den Basisstrom von Q2 in Bezug auf den LED-Strom (eine gute Annäherung) ignorieren, ist der LED-Strom ein konstanter Strom von ~ 0,65 V / R2

Es ist einfach, dies mit dem Simulator hier zu simulieren:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wie Sie sehen können, ist der Strom ziemlich konstant, sobald die Versorgungsspannung 2,5 oder 3 V überschreitet. Ähnliche Diagramme könnten für den LED-Spannungsabfall und für die Temperatur erstellt werden, und Sie würden sehen, dass der Strom "ziemlich" konstant ist, nicht nach Instrumentenstandards, aber visuell (LED-Helligkeit) ist er ziemlich anständig, insbesondere für eine so einfache Schaltung und das Der Strom liegt nahe bei den vorhergesagten 0,65 V / 50 R = 13 mA.

Das ist auch eine tolle Antwort. Schade, dass ich nicht mehrere Antworten auswählen kann. Was ist das Simulationstool, das Sie verwenden?
Ich habe den eingebauten Circuitlab-Simulator verwendet. Sie können damit spielen und Werte ändern.
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