Was ist diese Treiberschaltung von LED?

Wie Ignacio Vazquez-Abrams erwähnt, handelt es sich um einen Konstantstromtreiber, obwohl der Designer den Schalter an der falschen Stelle platziert hat.

Die Theorie des Betriebs mit diesen Treibern ist, dass der LED-Strompfad durch den richtigen Transistor und den richtigen Strommesswiderstand und in diesem Fall durch den richtigen Schalter verläuft.

Der Strom durch die LED steigt bis zu dem Punkt an, an dem die über dem Messwiderstand abfallende Spannung plus dem anderen Abfall ausreicht, um die Spannung an der Basis des linken Transistors zu erhöhen, um mit dem Einschalten zu beginnen. (Vbe ~ 0,6 V)

Der Messwiderstand würde normalerweise so dimensioniert, dass er bei beispielsweise 20 mA um 0,6 V abfällt (abhängig vom Transistor), sodass ein Wert wie 30 R typisch ist. Mit dem Schalter darunter müssten Sie jedoch R mit einer Spannung minus neu berechnen, unabhängig davon, wie hoch die Sättigungsspannung Vce des Schalters ist.

Wenn der linke Transistor beginnt, sich einzuschalten, beginnt er, Strom von der Basisansteuerung des rechten Transistors zu ziehen, der ihn drosselt. Es findet daher seinen eigenen Gleichgewichtspunkt.

Der Bias-Widerstand auf der linken Seite muss so dimensioniert werden, dass er genügend Basisstrom an den rechten Transistor liefert, damit dieser unabhängig von der Versorgungsspannung die erforderlichen 20 mA liefern kann.

Die Schaltung ist natürlich empfindlich gegenüber Schwankungen und Temperaturen der Komponenten. In Ihrem Fall ist es jedoch genau genug und funktioniert effektiv, um die LED innerhalb Ihres weiten Versorgungsspannungsbereichs auf einem sicheren Strom zu halten.

Das Folgende ist eine viel gebräuchlichere Methode zur Verwendung dieser Schaltung.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

ANMERKUNG 1: Die Schaltung benötigt zum Betrieb ziemlich viel Spannung, über 1 V, daher können Sie sie nicht verwenden, wenn Ihre Schienenspannung unter etwa 1,5 V über Ihrer typischen LED-Durchlassspannung liegt. Außerdem muss der GPIO in der Lage sein, eine Spannung von mehr als 2 * Vbe auszugeben, wenn er hoch ist. (Dies kann ein Grund dafür sein, dass der ursprüngliche Schaltkreis den Schalter dort hat, wo er ist.)

HINWEIS 2: Da Q1 als Vorwiderstand für Ihre LED fungiert, hängt die darüber abfallende Spannung von Ihrer Schienenspannung und der Durchlassspannung der LED bei dem von Ihnen gewählten LED-Strom ab. Bei höheren Schienenspannungen und bei Verwendung von Hochstrom-LEDs kann dies bedeuten, dass der Transistor heiß wird und möglicherweise einen Kühlkörper benötigt. Bei 9 V mit 20 mA und einer LED mit 1,6 V Durchlassspannung beträgt der Abfall über Q1 9 – 1,6 – 0,6 = 6,8 V, sodass bei diesem Beispiel 6,8 * 0,2 = 136 mW abgeführt werden müssen. Wenn es sich um eine 300-mA-LED handelt, steigt diese Zahl auf über 2 W. Überprüfen Sie auch die Wattleistung des Messwiderstands für höhere Ströme. Der Widerstand muss überbewertet werden, um eine Selbsterwärmung und die daraus resultierende Widerstands-/Stromänderung zu vermeiden.

HINWEIS 3: Als Querverweis könnten Sie mit Ihrem Spannungsbereich einen einzelnen Vorwiderstand verwenden. Sie müssten es jedoch für den schlimmsten Fall von 20 mA bei 9 V dimensionieren, sodass Sie einen 350R-Widerstand mit einer 2-V-LED benötigen würden. Wenn Sie die Spannung auf 6,5 V absenken, würde die LED nur etwa 13 mA erhalten, also wäre sie viel dunkler.

Es ist ein verstümmelter Konstantstromtreiber. Der linke BE-Übergang ist parallel zum Widerstand unten rechts, was zu einem konstanten Strom durch den rechten Transistor führt.

Der Grund, warum ich sage, dass es verstümmelt ist, ist, dass der GPIO dort sein soll , wo sich der linke Widerstand befindet, der mit beiden Transistoren verbunden ist, und der rechte Widerstand mit Masse verbunden sein soll.