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 rechten Transistor und den rechten Strommesswiderstand und in diesem Fall durch den rechten Schalter verläuft.
Der Strom durch die LED steigt bis zu dem Punkt an, an dem der Spannungsabfall über dem Messwiderstand und der andere Spannungsabfall ausreichen, um die Spannung an der Basis des linken Transistors anzuheben und das Einschalten zu starten. (Vbe ~ 0,6 V)
Der Messwiderstand würde normalerweise so bemessen sein, 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 von der gesättigten Vce-Spannung des Schalters.
Wenn der linke Transistor einzuschalten beginnt, beginnt er, Strom aus dem Basisantrieb des rechten Transistors zu ziehen und diesen zu drosseln. Dafür findet es seinen eigenen Gleichgewichtspunkt.
Der Vorspannungswiderstand auf der linken Seite muss so dimensioniert sein, dass der rechte Transistor mit genügend Basisstrom versorgt wird, damit dieser unabhängig von der Versorgungsspannung die erforderlichen 20 mA liefern kann.
Die Schaltung ist natürlich empfindlich gegenüber der Varianz und den Temperaturen der Bauteile. In Ihrem Fall ist es jedoch genau genug und arbeitet effektiv, um die LED innerhalb Ihres weiten Bereichs von Versorgungsspannungen auf einem sicheren Strom zu halten.
Das Folgende ist eine viel gebräuchlichere Methode zur Verwendung dieser Schaltung.
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ANMERKUNG 1: Die Schaltung benötigt eine beträchtliche Spannung von über 1 V, sodass Sie sie nicht verwenden können, wenn Ihre Schienenspannung unter etwa 1,5 V über Ihrer typischen LED-Durchlassspannung liegt. Außerdem muss der GPIO in der Lage sein, eine Spannung größer als 2 * Vbe auszugeben, wenn er hoch ist. (Dies kann ein Grund dafür sein, dass die ursprüngliche Schaltung den Schalter dort hat, wo er ist.)
ANMERKUNG 2: Da Q1 als Absenkwiderstand für Ihre LED fungiert, hängt die an ihm 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 an Q1 9–1,6–0,6 = 6,8 V. In diesem Beispiel muss also 6,8 × 0,2 = 136 mW abgeführt werden. Wenn es sich um eine 300-mA-LED handelt, steigt diese Zahl auf über 2 W. Überprüfen Sie auch die Leistung des Messwiderstands auf höhere Ströme. Der Widerstand muss überbewertet werden, um eine Eigenerwärmung und die daraus resultierende Widerstands- / Stromänderung zu vermeiden.
HINWEIS 3: Als Querverweis können Sie für Ihren Spannungsbereich einen einzelnen Vorwiderstand verwenden. Sie müssten es jedoch für den ungünstigsten Fall 20 mA bei 9 V dimensionieren, sodass Sie einen 350 R-Widerstand mit einer 2 V-LED benötigen. Wenn Sie die Spannung auf 6,5 V senken, erhält die LED nur 13 mA, sodass sie sehr viel schwächer wird.
