Vorteil der Verwendung eines mit einem Operationsverstärker verbundenen Emitterfolgers für die LED-Ansteuerung?

Ich bin auf folgende Schaltung gestoßen, mit der ein Mikrocontroller-gesteuerter Feststrom in einer LED auf etwa 100 mA (Sollstrom) eingestellt wird:Operationsverstärkergesteuerter Emitterfolger mit 2 BJTs

Soweit ich weiß, erzwingen die Spannungsreferenz an IN+ (1,2 V) und die negative Rückkopplung, dass die Spannung an IN- und folglich über R1 dieselben 1,2 V beträgt. R1 wird dann gewählt, um den Strom auf 100 mA zu begrenzen. Der BJT auf der rechten Seite fungiert als Schalter und wenn ein Mikro +5 V ausgibt, wird der Transistor in den linearen Modus vorgespannt und Strom fließt durch die LED. Wenn ein Mikro 0 V ausgibt, ist der BJT abgeschaltet.

Das ist alles sehr gut und ich weiß, dass es funktioniert, aber ich sehe nicht wirklich, wie diese Topologie gegenüber einem klassischen Emitterfolger mit einem einzelnen BJT, der gleichzeitig als Stromverstärker und Schalter fungieren würde, vorteilhaft wäre. Ist das nicht ein Overkill und eine unnötige Komplikation? Das endgültige Gerät wird viele Vielfache dieser Schaltung verwenden, und es wäre sehr unvernünftig, unnötige Komponenten zu haben.

Klassischer Emitterfolger

Leider habe ich keine Gelegenheit, den Designer zu fragen, ob er es aus einem bestimmten Grund gewählt hat, also frage ich mich, ob ich einige Vorteile der fraglichen Schaltung vermisse.

Außerdem bin ich mir nicht sicher, wie gerechtfertigt die Verwendung von C6 am Emitter von U6 ist.

Antworten (2)

Die beiden Schaltungen machen die gleichen Dinge, aber mit unterschiedlichen Schwerpunkten.

Die Opamp-Schaltung ermöglicht die Änderung des LED-Stroms durch Änderung von Vref. Es ermöglicht auch, dass der LED-Strom vollständig unabhängig vom Spannungsabfall über der LED ist. Diese Schaltung würde eher zum Testen und Charakterisieren verwendet werden, wenn Flexibilität und Genauigkeit erforderlich sind.

Die Schalter- und Widerstandsschaltung tut keines dieser Dinge, ist aber einfacher und wird normalerweise angemessen sein, sobald der LED-Typ und der gewünschte Strom bestimmt wurden.

Ihre Antwort führte mich zu einer Idee, die sich als der Fall herausstellte, vielen Dank.

Die erste Schaltung verwendet eine Anzahl relativ teurer Komponenten.
Es ist überspezifiziert, aber unterdesignt.
Es wird nicht in allen Fällen mit Produktionskomponenten korrekt funktionieren, wenn entweder Vcc oder U6B-Basislaufwerk oder beide <= 5 V sind.
Siehe unten - Probleme mit der Operationsverstärkerschaltung:

Wenn es wie beabsichtigt funktionieren würde, würde es ein potenziell stabileres und genaueres Ergebnis liefern als der 2. Schaltkreis.
C6 ist nicht unbedingt erforderlich, es sei denn, es liegen besondere Umstände vor, schadet aber nicht.

Die zweite Schaltung arbeitet bei Vcc = 5 V. Sie ist ungenauer und möglicherweise weniger stabil bei der Einstellung eines definierten Stroms als die 1. Schaltung. Der eingestellte Strom hängt von der Genauigkeit von Vin, Vbe, Vf_LED und R1 ab.
I_LED ~= (Vin- Vbe - V_LED)

Die zweite Schaltung kann verbessert werden, indem die LED (aber nicht der Widerstand) zwischen den Vcc- und den U6B-Kollektor verschoben wird. Dies legt dann Vin - Vbe über R1 und I_LED! = (Vin-Vbe) / R1 und hängt nicht von V_LED-Änderungen mit Strom oder Gerät ab.

Dual-Transistor verwendet - MMDT5551 Datenblatt

Probleme mit Operationsverstärkerschaltung:

WENN [[D1 ist blau oder weiß] UND [Vcc ist 5 V oder weniger]] DANN ...
die obere Schaltung ist inkompetent entworfen und marginal, es sei denn, D1 wird speziell mit Vf bei 100 mA von unter 3 V ausgewählt.

Denn wenn Vcc = 5 V:
V_R1 = 1,2 V, V_DA = 3 V, sagen wir,
V_CE_U6B = 0,75 typisch

(siehe Datenblatt Abb. 4) & (Emitterfolger mit Vb<=5V)
Also "Headroom für U6A
= Vcc - V_U6B -V_D1 - V_R1
== 5V - 0,75 - 3 - 1,2 = 0,05V

Aber wie oben ist die Transistor-Vce bei 100 mA typischerweise 0,75 V, so dass der Transistor typischerweise nicht hart genug eingeschaltet werden kann, um den erforderlichen LED-Strom bereitzustellen.

Bei 100 mA ist es wahrscheinlich eine IR-LED.
Der vorherige Kommentar ist korrekt, die Zieldioden haben einen Durchlassspannungsabfall von 1,4-1,6 V, sodass die Operationsverstärkerschaltung in der Praxis funktioniert, ich habe es selbst überprüft. Danke aber für die Info!
@Vasus Es ist immer schön, wenn Leute alle Informationen liefern, die für eine gute Antwort erforderlich sind, damit nicht viel Mühe darauf verwendet wird, die falsche Frage zu beantworten. Haben Sie eine LED-Teilenummer zur Verfügung?
Vorteil der Verwendung eines mit einem Operationsverstärker verbundenen Emitterfolgers für die LED-Ansteuerung?
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