Konstantströmsgenerator för lysdiod

Planering och tankar kring eventuella framtida projekt.
Flummo
Inlägg: 301
Blev medlem: 10 november 2005, 02:40:18

Konstantströmsgenerator för lysdiod

Inlägg av Flummo »

Jag har (oftast) mellan 3 och 20VAC på ett ställe och jag vill driva en vit lysdiod (3,2V/20mA) med det. Med den stora spänningsvariationen är det ju uppenbarligen inte lönt att försöka med enbart ett motstånd, tankarna faller på konstantströmsgenerator men det jag lärde mig om såna för åtta år sedan har jag mestadels glömt bort. :oops:

Det är inte hela världen om det inte lyser vid 3V, men uppåt 5V måste det vara igång i alla fall. Jag tänkte ta en likriktardiod och en kondensator för att få likström, vid 5V AC bör jag ha över 6V DC på kondensatorn så jag tycker att det borde räcka.

Frågan är: hur kopplar jag ihop en konstantströmsgenerator, och hur räknar jag ut vad jag ska ha för komponenter för att ge rätt ström? Är givetvis en fördel om jag kan använda komponenter som redan ligger här och skräpar så jag får mer plats för nya grejer som kan ligga och skräpa... :roll:
Användarvisningsbild
grym
EF Sponsor
Inlägg: 17582
Blev medlem: 16 november 2003, 12:22:57
Ort: i det mörka småland

Inlägg av grym »

enklast lm317 med ett motstånd, kolla i databladet

lite svårare, transistor zenerdiod och två motstånd

en vanlig npn transistor kopplas med ett motstånd till emittern och ner till noll
på basen kopplas en zenerdiod till noll, ett motstånd från plus till basen, lysdioden från plus till kollektorn

strömmen är ungefär såhär, , exempelvis, en zenerdiod på 3.6v (för att räkna lättare) får sin strömmatning på motståndet till plus, den får du räkna ut att den inte går för lågt vid lägsta matningsspänning och för högt vid högsta, du har 3.6v på basen, bas emitterspänning 0.6v kvar 3v vid emittern, motståndet från emitter till noll ger konstantströmmen vid dom 3v som är kvar
vid 0.02A=3/0.02=150 ohm
Användarvisningsbild
Meduza
EF Sponsor
Inlägg: 10718
Blev medlem: 30 april 2005, 22:48:05
Ort: Ekerö, Stockholm
Kontakt:

Inlägg av Meduza »

Eller en liten likritarbrygga, kondensator, 7805 och ett motstånd som strömbegränsning.
Matte
Inlägg: 218
Blev medlem: 4 april 2007, 19:54:17
Ort: Stockholm

Inlägg av Matte »

Det enklaste är att göra som grym eller meduza föreslagit...kom bara ihåg att du eldar upp det överblivna spänningsfallet så du får en fruktansvärt dålig verkningsgrad vid hög inspänning. tänk oxå på att din spänningsreg måste klara av att kyla bort minst 0.5W.

Det enda sättet att få bättre verkningsgrad är att andvända en switchad DC-DC omvandlare som är strömstyrd. men då blir konstruktionen rätt mycke mer komplicerad.
bos
Inlägg: 2311
Blev medlem: 24 februari 2007, 23:29:15
Kontakt:

Inlägg av bos »

grym skrev:lite svårare, transistor zenerdiod och två motstånd
Jag provade denna koppling som du beskrev. 10k från V+ till bas, 3.3V zener från bas till jord, röd lysdiod (Vf ~ 2.1V) från V+ till kollektor, samt motstånd från emitter till jord. Motstånd på 220 ohm ger enligt mina beräkningar 12mA till lysdioden.

Provar kopplingen, inget lyser vid Vcc = 10V. Tar min DMM och mäter över zenern, visar knappt 0.4V. Ökar till Vcc = 30V, DMM visar då ~1.5V och lysdioden lyser svagt.

Jag måste ha missförstått något. Ska inte zenern hålla spänningen konstant vid 3.3V? Varför varieras den då jag varierar Vcc?

Provade att byta till andra (fabriksnya) zenerdioder, men jag får samma resultat.
Användarvisningsbild
grym
EF Sponsor
Inlägg: 17582
Blev medlem: 16 november 2003, 12:22:57
Ort: i det mörka småland

Inlägg av grym »

10k är för högt värde, det motståndet behöver ge ström nog åt både zenerdioden och basen i alla lägen
du ska alltid ha 3.3v på basen, prova med 1> 2.2 k och det bör vara annurlunda

vad har du för hfe på transistorn?, bör inte göra så mycket men har man för lågt så behövs det ett mindre ohm på motståndet
Flummo
Inlägg: 301
Blev medlem: 10 november 2005, 02:40:18

Inlägg av Flummo »

enklast lm317 med ett motstånd, kolla i databladet
lite svårare, transistor zenerdiod och två motstånd
En färdig regulator är alltid enkelt, men det känns onödigt att betala frakt på en beställning bara för en sån.
Den andra kopplingen låter vettigare i det läget, men jag undrar om jag har någon tillräckligt liten zener hemma. Har jag det inte är det samma problem som regulatorn.
Eller en liten likritarbrygga, kondensator, 7805 och ett motstånd som strömbegränsning.
Har inte kollat nu, men har för mig att spänningsfallet över 7805 brukar vara ganska högt? En likriktarbrygga käkar också upp mer spänning än vad som är lämpligt när grejerna helst ska fungera med låg matningsspänning, därför mitt förslag med bara en likriktardiod. Sedan har jag ju inte en sån hemma heller, så problem nummer ett dyker upp ännu en gång.
Kom bara ihåg att du eldar upp det överblivna spänningsfallet så du får en fruktansvärt dålig verkningsgrad vid hög inspänning. tänk oxå på att din spänningsreg måste klara av att kyla bort minst 0.5W.
"Fruktansvärt dålig verkningsgrad" beror väl på vad man jämför med. En halvwatt hit eller dit är inte mycket att bråka om när det ska kunna användas istället för orginal 15W glödlampa när man inte behöver så mycket ljus. Det spelar ingen större roll om det är 14,5 eller 14,8W man sparar, jag vill bara att det ska bli lite mer el över till annat utan att behöva släcka ner helt.


När jag gick på gymnasiet pysslade vi en del med konstantströmsgeneratorer som var uppbyggda av enbart två transistorer och ett motstånd om jag inte minns galet. Någon som vet vad jag menar för sort? Jag minns nämligen inte hur de kopplades... :cry: Transistorer och motstånd finns det ju gott om här hemma, så en sån borde inte vara ett problem att pussla ihop av överblivna komponenter.


Förresten, tack för hjälpen, uppskattas mycket även om jag låter lite negativ till era förslag. ;)
Användarvisningsbild
grym
EF Sponsor
Inlägg: 17582
Blev medlem: 16 november 2003, 12:22:57
Ort: i det mörka småland

Inlägg av grym »

en annan sak som man kan ha som ersättning för zenerdioden är en lysdiod :D en grön är bättre än en röd på grund av lite högre spänning över den

men det känns lite avigt att ha två lysdioder
Flummo
Inlägg: 301
Blev medlem: 10 november 2005, 02:40:18

Inlägg av Flummo »

Har man sisådär 750 lysdioder kvar efter utförsäljningen på US Electronics (som var för hur många år sedan?!?) så är det ett mycket intressantare alternativ att använda en sån istället för en zener man inte har, oavsett hur avigt det råkar kännas. :lol:
Användarvisningsbild
Meduza
EF Sponsor
Inlägg: 10718
Blev medlem: 30 april 2005, 22:48:05
Ort: Ekerö, Stockholm
Kontakt:

Inlägg av Meduza »

Spänningsfall på 7805 = typ.1,7v på dom som elfa har.

6VAC * 1.44 = 8.64

-1.4v (typisk förlust i diodbrygga)
-1.7v (7805)

Då ligger vi fortfarande över 5v, och alltså kommer vi ha en stabil 5v ut.

en 82 ohm resistor och vi borde ha ungefär 20mA till lysdioden.

Så någonstans på 5,8VAC kommer lysdioden att få 20ma, vid 5VAC kommer spänningen att ligga lägre så lysdioden kommer nog få ett par mA men inte lysa så starkt, tända gör den nog vid 4.5VAC eller lite däröver.

Naturligtvis kan man också köra halvvågslikriktning, risken är ju att det kommer synas blink på lysdioden...

En diodbrygga behöver ju inte heller vara komponenten diodbrygga utan kan ju lika gärna vara 4 bryggkopplade vanliga dioder.

Om du kör halvvågs så får du tänka på att öka strömmen till lysdioden eftersom den får en 50% dutycyckle
bos
Inlägg: 2311
Blev medlem: 24 februari 2007, 23:29:15
Kontakt:

Inlägg av bos »

grym skrev:10k är för högt värde, det motståndet behöver ge ström nog åt både zenerdioden och basen i alla lägen
Ah.

Jag bytte ut det mot ett 200 ohms (vilket jag fick fram genom att räkna fram hur mycket ström zenern tål som max) och då lös iallafall dioden hyfsat konstant när jag reglerade spänningen, men transistorbasen fick aldrig den fasta 3.3V-spänningen från zenern, utan den varierade även då. Fast den här gången var det kanske för lite motstånd?

Hur går man till väga för att komma fram till att ett motstånd på 1-2k är lämpligt i detta fall?
grym skrev:vad har du för hfe på transistorn?
110-800, en vanlig BC547 NPN.
Flummo
Inlägg: 301
Blev medlem: 10 november 2005, 02:40:18

Inlägg av Flummo »

Meduza skrev:Om du kör halvvågs så får du tänka på att öka strömmen till lysdioden eftersom den får en 50% dutycyckle

En diodbrygga behöver ju inte heller vara komponenten diodbrygga utan kan ju lika gärna vara 4 bryggkopplade vanliga dioder.
Men med halvvåg och kondensator bör det väl inte bli 50% dutycycle? Bör bli 100% förutom möjligtvis vid riktigt låg matningsspänning när kondensatorn hinner laddas ur... :?:

Likriktningen är inget problem, jag har både dioder och bryggor. Det var 7805 jag syftade på att jag inte hade. (Hmm... Kanske sitter på något skrotat moderkort förresten? Eller sitter det bara för lägre spänningar där?)

Nåja, från det ena till det tredje, jag kollade databladet på ett par 7805 på Elfa, den tål visst max 35V inspänning. Med en aning över 20VAC blir det inte mycket till säkerhetsmarginal efter liriktning och glättning.
Användarvisningsbild
grym
EF Sponsor
Inlägg: 17582
Blev medlem: 16 november 2003, 12:22:57
Ort: i det mörka småland

Inlägg av grym »

man räknar lite lätt, förstr kollar man behövlig basström, 0.02A/hfe 110
försumligt i sammanhanget

sen räknar man normalt umin - 3.3 /Az , umax -3.3/Az och kollar i zenerdiodskurvan var man hamnar med ett motstånd som är mindre än max Az vid högsta spänningen
bos
Inlägg: 2311
Blev medlem: 24 februari 2007, 23:29:15
Kontakt:

Inlägg av bos »

Ursäkta min okunnighet, men vad är Az?

Någon zenerkurva har jag heller inte. Vet inte ens vad det är för fabrikat på mina, köpte en "zenersats" från Autema ;)
Arne
Inlägg: 5
Blev medlem: 7 oktober 2005, 13:10:49
Ort: Kungsör
Kontakt:

Inlägg av Arne »

Kolla på min hemsida (syfalken.se) om hur man fixar LED-belysning.
Där finns ett schema för en ankarlanterna med strömbegränsning - den kopplingen är enkel! Om man bara ser till att transistorerna klara önskad inspänning går det ju bra. Om man sedan har växelspänning måste man ju ha en diod så att man inte vränner grejorna i backriktningen. Enklast är ju att ha en likriktarbrygga (eller 4 dioder i brygga!) - då funkar det ju alltid!

/Arne
Skriv svar