Hiermit wird der Stromfluss der Led in großen Spannungsbereichweitgehend konstant gehalten.
D1 dient nur als Verpolungsschutz und kann gegebenen falls weg
gelassen werden.
R1 begrenzt den Strom durch den Transistor.
Erhöht sich aus irgend einen Grund der Strom durch die Led sei es
durch Schwankung der Betriebsspannung oder durch Erwärmung
der Leuchtdiode, erhöht sich auch der Strom durch R2.
Wenn der Strom an R2 sich erhöht geht damit auch eine Spannungserhöhung
einher.
In Folge dieser erhöhten Spannung an R2 erhöht sich die Spannung der
Basis-Emitter Strecke des Transistor,wodurch dieser zu regelt und den Strom durch die Kollektor -Emitter Strecke damit erhöht.
Der nun erhöhte Strom durch den Transistor fehlt natürlich jetzt an der Led und verringert den Led Strom.
Bei dieser Variante der Stromkonstanthaltung funktioniert dies folgendermaßen:Betrachtet man die Schaltung ausgehend vom Plus Pol der Batterie, sodann der Strom
durch den Widerstand R1 fließt und dann der Basis des Transistor T1 zugeführt wird.
Damit hat die Basis einen deutlich höhere Spannung als der Emitter von T1 und der Transistor leitet, also die Strecke Kollektor-Emitter wird niederohmig.
Wenn der Transistor T1 also niederohmig ist leuchtet die Led und der Strom durch die Led wird nur begrenzt durch den Emitter Widerstand R2
Durch diesen Widerstand fließt aber nun Strom durch und somit fällt über den Widerstand auch ein Spannung ab.
Sobald diese Spannung aber ( je nach Transistor Typ von T2 ) ca, 0,6 Volt überschreitet wird dadurch der Transistor T 2 leitend und legt damit die Basis von T1 auf Masse und sperrt den Transistor T1 .
Damit geht die Led 1 wieder aus.
Dadurch fällt auch der Strom über R2 weg und die Sperrung von T1 wird wieder aufgehoben,
Das ganze passiert aber nicht ruckartig sondern ist einer kontinuierlichen Regelung.
Den Strom durch die Leuchtdiode hat dadurch einen nahezu gleichen Wert.
In der folgende Tabelle kann man den Strom entnehmen bei zugehöriger Betriebsspannung.
| Betriebsspannung/Volt |
Led Strom/ mA |
| 3 |
16,5 |
| 4 |
17,6 |
| 5 |
18,2 |
| 6 |
18,5 |
| 7 |
18,8 |
| 8 |
19,0 |
| 9 |
19,1 |
| 10 |
19,3 |
| 11 |
19,4 |
| 12 |
19,5 |
| 13 |
19,6 |
| 14 |
19,7 |
| 15 |
19,8 |
| 20 |
20,1 |
das liegt an den Bauteilen die je nach duchflossenen Strom sich erwärmen und dadurch ihre
Eigenschaften etwas verändern.
Wie berechnet man die Bauteile ?
Der Widerstand R1 berechnet sich nach dem erforderlichen Strom durch die Leuchtdiode und nach dem Verstärkungsfaktor
des Transistor.
Der Verstärkungsfaktor wird mit hFE angegeben und kann dem Datenblatt entnommen werden.
Als Beispiel einen Auszug aus dem Datenblatt vom Transistor BC 547 .
Dort ist der Verstärkungsfaktor mit minimal 110 angegeben.
Bei einen durch die Leuchtdiode geforderten Strom von 20mA teilt man den Strom durch den Verstärkungsfaktor von 110
und kommt auf 0,18mA.
Diese 0,18mA müssen in die Basis von T1 fließen.
Der Widerstand R1 :
Die maximale Betriebsspannung minus Basis-Emitter Spannung von T1 geteilt durch Basisstrom von T1.
Also ca. (20 Volt - 0,6V) / 0,18mA
= ca. 11 kOhm
Dieser Wert ist der minimale benötigte Wert.
In der Schaltung wurden aber 100 kOhm angegeben weil die Transistoren außer der Typenbezeichnung auch
noch einen Code aufgedruckt haben.
Dieser Code wird in Form von Buchstaben A,B oder C auf dem Transistor Gehäuse aufgedruckt und zeigt
einen höheren Stromverstärkungsfaktor.
Das kann man ebenso dem Datenblatt entnehmen.
Nimmt man einen Transistor mit der Bezeichnung BC 547 C
so liegt der Widerstand bei 412 kOhm
Je nach Transistor schwanken die Werte also.
Aktualisiert 02.11.2024