LEDs mit Konstantstrom

[JUM]

Sitze gerade an einem Uher CR 240 AV.
Der Stop-Zustand wird angezeigt durch eine gelbe LED, Dolby an/aus durch eine grüne LED.
Bei Play geht die gelbe Stop-LED aus und eine grüne Start-LED geht an.

Bei Wiedergabe ist alles ok.
Bei Aufnahme gehen mit Drücken der Aufnahmetaste alle LEDs aus.

Habe versucht, die Schaltung zu verstehen.
Der umrahmte Kasten ist wohl eine Konstantstrom-Quelle/-Senke.
Die rote Aufnahme-LED wird bei Play ausgeschaltet, indem an A und K jeweils 9.5V angelegt werden.
Die grüne Dolby-LED wird durch Überbrücken mit Taster ausgeschaltet.
Die gelbe Stop-LED und die grüne Start-LED werden ausgeschaltet durch Überbrücken mit jeweils einem Transistor.

Wenn also bei Play alle LEDs ordnungsgemäß funktionieren, bei Aufnahme aber alle ausgehen,
dann kann es doch nur daran liegen, das die rote Aufnahme-LED kaputt ist und keinen Strom mehr durchlässt.

Liege ich da richtig?
VG Jürgen

[pkm]

Wenn also bei Play alle LEDs ordnungsgemäß funktionieren, bei Aufnahme aber alle ausgehen,
dann kann es doch nur daran liegen, das die rote Aufnahme-LED kaputt ist und keinen Strom mehr durchlässt.

Liege ich da richtig?
VG Jürgen

Hallo Jürgen,

die rote LED kann auch einen Kurzschluss haben, meß doch einfach mal den Spannungsabfall an der roten LED bei Aufnahme.
Der sollte so um die 1,5 -2V haben, der geringe Strom durch den 4,7k Widerstand lässt so alte 20mA LEDs nicht leuchten.

Wenn die noch ganz ist, müssen auch die beiden BC238 geschaltet haben. Ob die Spannung ausreicht dass alle LEDs leuchten wenn die BC238 nicht schalten, kann ich hier so nicht beurteilen, grüne und gelbe LED haben durchaus mehr als 2,5 V Durchlassspannung.

Gruß
Peter

[janbunke]

Wenn also bei Play alle LEDs ordnungsgemäß funktionieren, bei Aufnahme aber alle ausgehen,
dann kann es doch nur daran liegen, das die rote Aufnahme-LED kaputt ist und keinen Strom mehr durchlässt.

Liege ich da richtig?
VG Jürgen

Das liegt nahe. Kann natürlich auch eine Kabelunterbrechnung zur roten LED sein.
Nach meinen Berechnungen liefert die Konstantstromquelle übrigens ca. 13 mA und nicht 20.
An dem 47 Ohm Widerstand werden ca. 0,65 Volt abfallen, das entspricht etwa 13mA.

Und die rote LED wird ganz einfach bei Wiedergabe dadurch deaktiviert, indem die Stromquelle dann per A/W Schalter über eine normale Diode gespeist wird und nicht mehr über die LED,
da die Diode eine viel geringere Durchlass-Spannung hat.

---

Die rote LED kann auch einen Kurzschluss haben, meß doch einfach mal den Spannungsabfall an der roten LED bei Aufnahme.

Nein leider falsch!

hätte sie einen Kurzschluß, dann würde die Konstantstromquelle immer noch einwandfrei funktionieren, und die anderen LEDs müßten auch bei Aufnahme leuchten.

[pkm]

---

Die rote LED kann auch einen Kurzschluss haben, meß doch einfach mal den Spannungsabfall an der roten LED bei Aufnahme.

Nein leider falsch!

hätte sie einen Kurzschluß, dann würde die Konstantstromquelle immer noch einwandfrei funktionieren, und die anderen LEDs müßten auch bei Aufnahme leuchten.

Wieso ist das grundsätzlich falsch?

Ich hatte doch geschrieben, dass die Spannung  unter Umständen nicht ausreicht das alle 3 Dioden leuchten, die Spannung der 3 Dioden kann größer als 7,5V sein, das liefert die Stromquellen eventuell am Kollektor nicht. Ein Kurzschluss ist nicht gleich Null Ohm bei einer Diode, wenn es 1 V sind und die beiden BA181 1,5 Volt, dann hat die Basis nur 7 Volt und der Kollektor keine 7,5 Volt.

Gruß Peter

[janbunke]

Hallo Peter,

Manchmal frage ich mich ernsthaft, wozu ich 5 Jahre Elektrotechnik an der RWTH Aachen studiert habe. War wohl für die Katz.
Ich bezog mich auf deine Vermutung, daß die rote LED kurzgeschlossen sein könnte. 
Kurzschluß heißt nunmal Kurzschluß, dann fällt an der LED keine Spannung mehr ab  (oder nur noch eine sehr geringe) und dann würde die Stromquelle weiterhin einwandfrei funktionieren.
Wenn bei Wiedergabe alle anderen LEDs funktionieren, dann ist die Stromquelle auch in Ordnung. (Speisung über normale Diode mit etwa 0,65V Spannungsabfall funktioniert ja)
Auch wenn z.B. 1 Volt an der roten LED abfällt und die LED kaputt ist, dann müßten die anderen noch leuchten.
Nur bei einer Unterbrechung, die einen höheren Spannungsabfall erzeugt, als die normale Durchlaßspannung von etwa 2 V, würde die Sache nicht mehr funktionieren.
Dann wäre es aber kein Kurzschluß, sondern eine Unterbrechung. (und das wird es auch sein)
Und ganz bestimmt brauchen die LEDs keine 2,5 Volt zum leuchten.
Ich habe gerade mal bei mir eine rote und eine gelbe 3mm LED getestet. Beide benötigen ca. 1,9V. Eine grüne liegt bei 2,1V
Außerdem leuchten Start und Stop niemals gleichzeitig, somit sind immer maximal 3 LEDs aktiv. (Aufnahme, Dolby, Start oder Stop)

Und den Satz "der geringe Strom durch den 4,7k Widerstand lässt so alte 20mA LEDs nicht leuchten" verstehe ich auch nit.
Mit dem 4,7 KOhm Widerstand wird der Transistor für die Stromquelle angesteuert. Nichts weiter.


Gruß, Jan

[Uhermania]

Jan,

wieso zweifelst Du am Sinn Deines Studiums, wenn Du in Sätzen danach haarklein und bis aufs Atom genau alles plausibel erklärst? Hätte man nicht besser darlegen können.

Gruß

Dieter

[janbunke]

Jan,

wieso zweifelst Du am Sinn Deines Studiums, wenn Du in Sätzen danach haarklein und bis aufs Atom genau alles plausibel erklärst? Hätte man nicht besser darlegen können.

Gruß

Dieter

Das war Ironie und sollte bedeuten, daß ein solches Studium wohl nicht nötig ist, wenn andere scheinbar mehr Ahnung von der Materie haben. (ebenfalls Ironie)

[Uhermania]

Jan,

die Ironie hab ich schon verstanden. Ich wollte sie nur abmildern ...

Gruß

Dieter

[JUM]

Möchte lösen...
Wie ich vermutet hatte und Jan prima erklärt hat, ist die rote Aufnahme-LED 'durch' (unterbrochen).
Mit neuer LED (und dem für die CRs typischen Wurstfinger-Gefrickel) leuchten wieder alle LEDs auch bei Aufnahme.
VG Jürgen

[janbunke]

Übrigens ist die Lösung mit der Konstantstromquelle eine clevere.
So wird auch bei 3 leuchtenden LEDs nur ein Strom von 13mA verbraucht. 
Hätte man Einzel-Vorwiderstände benutzt, dann würde sich der Strom verdreifachen und das würde den Akku schneller entleeren lassen. 
Bei einem netzbetriebenen stationären Gerät ist das eher egal.

[pkm]

Und den Satz "der geringe Strom durch den 4,7k Widerstand lässt so alte 20mA LEDs nicht leuchten" verstehe ich auch nit.
Mit dem 4,7 KOhm Widerstand wird der Transistor für die Stromquelle angesteuert. Nichts weiter.

Gruß, Jan

Dir kann geholfen werden, 

wo fließ der Strom denn hin der durch die Basis von BC308 fließ?


Die Basis-Emitter Strecke ist auch eine Diode durch die Strom fließt, hier ca 1,7mA, und dann auch durch den 47Ohm und durch die rote LED, alles klar, oder haste die Vorlesung verpennt?

Warum musst du dich immer so aufregen, wenn ander eine andere Meinung haben, selbst wenn die falsch sein sollte??? 

Schönen Tach noch
Peter

[janbunke]

...das ist doch logisch, natürlich fließt der geringe Basisstrom auch aus dem Emitter wieder raus, Vorlesung nicht verpasst, aber ich habe nicht kapiert was du mit dem Satz
"der geringe Strom durch den 4,7k Widerstand lässt so alte 20mA LEDs nicht leuchten" ursprünglich sagen wolltest.
Das hatte doch mit der ursprünglichen Frage nichts zu tun.

Allerdings beträgt der Basistrom auch keine 1,7mA, keine Ahnung wie du das wieder berechnet hast.
Der meiste Strom, der durch den 4,7K Widerstand fließt, geht über die beiden BA 181 Dioden.
Der Transistor ist als Emitterfolger ausgelegt und bei einer geschätzten HFE von 200 dürfte der Basistrom also ca. 13mA/200 betragen, also vielleicht 65µA.

[Tondose]

. . . . .

[uk64]

So ganz ohne Aufregung, der Basisstrom des Transistors liegt im µA Bereich, der größte Teil des Stromes fließt durch die Dioden (Teil des Basisspannungsteilers).
Die Stromstabilisierung beruht ja auf einer Gegenkopplung des Kreises der beiden BA181, des Transistors und des 47 Ohm.
Daher kann man den Strom überschlagsmäßig einfach berechnen wenn man die Durchflussspannung der beiden Dioden addiert, den Spannungsabfall Basis Transistor davon abzieht und das Ganze durch den Wert des Emitterwiderstands teilt.
(UDF1+DUF2-UBE)/RE≈Ik

Gruß Ulrich

[Uhermania]

Ja, und 1,7 mA Basisstrom werden das sicher nicht sein, denn die schon besagten 13 mA im Emitterkreis, die sich etwa einstellen werden, würden einen Basisstrom von vielleicht 13/200 mA = 65 µA verlangen, wenn man die nicht geringe Verstärkung von 200 für den BC308B annimmt. Und die werden halt dann dem Querstrom abgezwackt.

Gruß

Dieter

[JUM]

Von mir noch die Frage:
Der 4.7k Widerstand dient lediglich dazu, einen passenden Strom durch die beiden Dioden fließen zu lassen?
Damit über die Flussspannungen eine möglichst stabile (Referenz?)Spannung an der Basis anliegt?
VG Jürgen

[janbunke]

@uk64 und Uhermania
mein Reden...

hier mal angenommene Spannungswerte um das ganze etwas verständlicher zu machen. (Aufnahmebetrieb mit roter LED)

Durch R78 fließt dann ein Strom von 6,2V/4700R = 1,32mA
Davon fließt ein ganz kleiner Teil in die Basis des Transistors, wie gesagt im µA Bereich, abhängig von der tatsächlichen Stromverstärkung des Transistors. Etwa 200 dürfte aber realistisch sein.

@Jum
Es geht um die 1,3 Volt, die an den beiden Dioden D5,D6 abfallen.
Das bewirkt, daß am 47 Ohm Emitterwiderstand immer etwa 0,65V abfallen und somit ein stabiler Querstrom fließt. (Konstantstromquelle)
0,65V/47R = 13,8mA

[uk64]

@JUM
Nicht ganz, der Basisstrom des Transistors wird schon davon abgezwackt, er ist im Verhältnis des zum Diodenstrom nur relativ klein. Wie geschrieben ist das ein gegengekoppeltes System, die Stromverstärkung des Transistors spielt nur eine untergeordnete Rolle.

Gruß Ulrich

[Uhermania]

Ja doch, die Stromverstärkung des Transistors spielt genau für den Basisstrom die entscheidende Rolle. Für den LED-Strom jedoch in gewissen Grenzen nur eine untergeordnete Rolle.

Gruß

Dieter

[pkm]

...das ist doch logisch, natürlich fließt der geringe Basisstrom auch aus dem Emitter wieder raus, Vorlesung nicht verpasst, aber ich habe nicht kapiert was du mit dem Satz
"der geringe Strom durch den 4,7k Widerstand lässt so alte 20mA LEDs nicht leuchten" ursprünglich sagen wolltest.
Das hatte doch mit der ursprünglichen Frage nichts zu tun.

Allerdings beträgt der Basistrom auch keine 1,7mA, keine Ahnung wie du das wieder berechnet hast.
Der meiste Strom, der durch den 4,7K Widerstand fließt, geht über die beiden BA 181 Dioden.
Der Transistor ist als Emitterfolger ausgelegt und bei einer geschätzten HFE von 200 dürfte der Basistrom also ca. 13mA/200 betragen, also vielleicht 65µA.

Baue die Schaltung nach so wie ich es gemacht habe und du wirst feststellen, das der Emitter Strom, um den geht es ja, durch den Basisstrom bei offenem Kollektor ca. 1,7mA beträgt. Ohne den 4k7 Widerstand gäbe es keinen Basisstrom und somit auch keinen Emitter Strom, das hätte ich besser darstellen können, so war die Aussage irreführend.
 
Ich hab das nicht berechnet, probieren geht über Studieren, die Schaltung muss auch ohne Kollektorstrom in ein Balance kommen, d.h. die Basis Emitter Spannung erhält durch die Spannung an der Basis einen bestimmten Wert sobald der Emitter angeschlossen ist, und bei einer Basis Emitter Spannung  größer ca. 0,6V  (Silicium) fließt auch ein Strom.
Baue die Schaltung nach und dann sehen wir weiter.
 
Hier noch eine Graphik zu den Durchlassspannungen von LEDs, die minimal erreichbaren, Grün hat oft bis 2,5V ob das vor 30 Jahren schon so war weiß ich nicht,  so alte LEDs hab ich nicht mehr.

[attachment=75464]

Quelle: https://commons.wikimedia.org/w/index.ph...d=30139313

[uk64]

Der Widerstand im Kollektor darf nicht beliebig Groß oder gar unendlich (sprich nicht vorhanden) werden. Dann wäre man außerhalb des Arbeitsbereichs der Schaltung, da gäbe es keine "Balance".
Der Kollektorwiderstand ist ein Bestandteil der Konstantstromquelle, er ist die Last.

   

Eine Konstantstromquelle ohne Kollektorstrom ist keine Konstantstromquelle.

   

https://www.elektronik-kompendium.de/sit...210253.htm

Gruß Ulrich

[janbunke]

...das ist doch logisch, natürlich fließt der geringe Basisstrom auch aus dem Emitter wieder raus, Vorlesung nicht verpasst, aber ich habe nicht kapiert was du mit dem Satz
"der geringe Strom durch den 4,7k Widerstand lässt so alte 20mA LEDs nicht leuchten" ursprünglich sagen wolltest.
Das hatte doch mit der ursprünglichen Frage nichts zu tun.

Allerdings beträgt der Basistrom auch keine 1,7mA, keine Ahnung wie du das wieder berechnet hast.
Der meiste Strom, der durch den 4,7K Widerstand fließt, geht über die beiden BA 181 Dioden.
Der Transistor ist als Emitterfolger ausgelegt und bei einer geschätzten HFE von 200 dürfte der Basistrom also ca. 13mA/200 betragen, also vielleicht 65µA.

Baue die Schaltung nach so wie ich es gemacht habe und du wirst feststellen, das der Emitter Strom, um den geht es ja, durch den Basisstrom bei offenem Kollektor ca. 1,7mA beträgt. Ohne den 4k7 Widerstand gäbe es keinen Basisstrom und somit auch keinen Emitter Strom, das hätte ich besser darstellen können, so war die Aussage irreführend.
 
Ich hab das nicht berechnet, probieren geht über Studieren, die Schaltung muss auch ohne Kollektorstrom in ein Balance kommen, d.h. die Basis Emitter Spannung erhält durch die Spannung an der Basis einen bestimmten Wert sobald der Emitter angeschlossen ist, und bei einer Basis Emitter Spannung  größer ca. 0,6V  (Silicium) fließt auch ein Strom.
Baue die Schaltung nach und dann sehen wir weiter.
 
Hier noch eine Graphik zu den Durchlassspannungen von LEDs, die minimal erreichbaren, Grün hat oft bis 2,5V ob das vor 30 Jahren schon so war weiß ich nicht,  so alte LEDs hab ich nicht mehr.



Quelle: https://commons.wikimedia.org/w/index.ph...d=30139313

Lieber Peter,

wenn du den Collector des Transistors offen läßt, wird das ganze Schaltungsprinzip über den Haufen geworfen und deine Überlegungen sind nur für diesen Fall ja auch zutreffend.
Dann wird die B-E Strecke quasi zur Diode. Der gesamte Strom von R78 (4,7K) fließt dann tatsächlich über die Basis des Transistors und nicht mehr über die in Reihe geschalteten Dioden,
weil dann am 47 Ohm Emitterwiderstand nur noch ein Spannungsabfall von etwa 75mV anliegt und sich der Strom dann den bequemeren Weg über den Transistor und den Emitterwiderstand sucht.
Dieser Betriebszustand wird sich aber niemals einstellen!
Ansonsten verweise ich auf den letzten Beitrag von Ulrich.

Was natürlich richtig und logisch ist, der gesamte Strom, der durch den 4,7K Widerstand fließt, fließt letztendlich immer auch durch die rote LED (bei Aufnahme).
Aber eben am Transistor vorbei, durch die beiden in Reihe geschalteten Dioden. Den Basistrom im µA Bereich lassen wir mal außen vor.

Ich möchte das Thema jetzt hiermit abschließen. Die defekte LED ist ja gefunden und alle sollten zufrieden sein.
(und der ein oder andere hat was über Konstantstromquellen gelernt)
Ich finde es übrigens toll, daß du dich damit auseinandersetzt und die Schaltung nachbauen willst. Nur so lernt man die Dinge richtig.
Das ganze Geschreibe und Gerede kann schnell verwirrend und auch mal mißverständlich sein.

Gruß, Jan

[JUM]

...
(und der ein oder andere hat was über Konstantstromquellen gelernt)
Gruß, Jan

Ich zum Beispiel, und dafür danke ich Euch sehr!
VG Jürgen

[pkm]

Bevor ich mich hier auch ausklinke möchte ich noch was klar stellen,

"der geringe Strom durch den 4,7k Widerstand lässt so alte 20mA LEDs nicht leuchten"

An der Aussage war nichts falsch, wurde dann ja auch erkannt,  der Strom durch den Widerstand fließt auch durch die rote Diode, mit welchem Anteil durch die 2 A118 oder den BC308 spielt keine Rolle.

Hier meine Version einer Konstant Stromquelle für alle die vielleicht nicht in Aachen studiert haben,
wer Fehler findet darf die behalten.

@Jan schrieb
„wenn du den Collector des Transistors offen läßt, wird das ganze Schaltungsprinzip über den Haufen geworfen und deine Überlegungen sind nur für diesen Fall ja auch zutreffend.

Es gibt genug Situationen, in der eine Konstant Stromquelle keinen Strom liefern muss, wenn es keine Abnahme gibt, es ist aber immer noch einen sobald sie gebraucht wird.

Für die Auslegung spielt der Kollektorwiderstand  (keine)* Rolle, der kann Null sein,  oder so groß das beim Nennstrom die max. Kollektorspannung nicht erreicht wird, es fließt ohne Temperaturbetrachtung immer der Strom der durch die Basisvorspannung und den Emitter Widerstand  bestimmt wird.

Dass Strom durch die Basis und somit auch Emitter, auch bei offenem Kollektor fließt,  ist Voraussetzung dafür dass die Schaltung überhaupt startet. Wenn kein Strom durch die Basis fließt gibt es keine BE-Spannung und wenn die BE-Spannung zu gering ist auch keinen Emitter Strom, da kann man mit dem Kollektor machen was man will, es wird kein Strom fließen.

[attachment=75507]

Fließt Kollektor-Strom steigt auch der Emitter Strom, dadurch die Spannung am Emitter Widerstand.  Die BE-Spannung, steigt wegen der Dioden-Kennlinie nur gering,  wogegen die Spannung am Emitter Widerstand linear steigt und somit die BE-Spannung einholt, bzw. auf einen Wert reduziert, dass kein weiterer, höhere Strom mehr fließt, also eine  Strombegrenzung.

Angenommen die  BE-Spannung wäre 0,65V, die Vorspannung durch die beiden Dioden 1,4V, dann müssen an dem 47 Ohm Widerstand 0,75V abfallen, damit die BE-Spannung kompensiert wird, das geschieht dann bei etwa 16mA.
 
Theoretisch soll man durch Wurmlöscher andere Galaxien sehr schnell erreichen können, Viele von uns werden den Beweis nicht mehr erleben.
 
* Einschränkung für alle 4 Pol Fans, die es ganz genau brauchen
 
Gruß
Peter

[uk64]

Das ist ja fast philosophisch. Ist Jürgens defekte Leuchtdiode immer noch eine Leuchtdiode, obwohl sie nicht leuchtet und auch keine Diodenfunktion erkennbar ist? Sie unterscheidet sich ja nicht von einer anderen Leuchtdiode außerhalb einer Schaltung.

Betrachten wir das ruhig mal als Vierpol dessen Inhalt ich nicht kenne. Am Eingangstor die Betriebsspannung, am Ausgangstor der Last bzw. Kollektorwiderstand.
Wenn der Kollektorwiderstand innerhalb des Arbeitsbereiches (und Ic >> Id)  liegt, kann man den Eingangs- und Ausgangsstrom (auch bei Variation der Betriebsspannung) als konstant betrachten. Er ist es natürlich nicht wirklich, da es keine ideale Konstantstromquelle ist.

Lässt man nun den Last/Kollektorwiderstand weg (hochohmig) hat man natürlich keinen Ausgangsstrom, der Eingangsstrom wird nun aber proportional zur Betriebsspannung.
Ist es jetzt ohne Last/Kollektorwiderstand immer noch eine Konstantstromquelle ohne konstanten Strom? Den Inhalt des Vierpols kenne ich ja nicht.

Die Funktion des Ganzen macht doch erst die Konstantstromquelle, hier kann ich weder den Kollektor noch den Querstrom (der Strom durch den 4,7k) unbetrachtet lassen.

PS: Ich war auch schon mal in Aachen, nicht an der RTWH, aber immerhin im Dom

PPS: Die Frage warum die rote LED sitzt, wo sie sitzt und warum sie zur Deaktivierung nicht direkt, sondern über eine Diode gebrückt wird, ist damit ja auch noch nicht geklärt

Gruß Ulrich