Helfen Sie beim Verständnis dieser LED-Beleuchtungstransistorschaltung

Ich habe diese Schaltung anhand eines Referenzdesigns simuliert, bin mir aber nicht ganz sicher, wie es funktioniert oder wie Sie so etwas entwerfen würden. In der Simulation sieht es so aus, als ob der Strom durch D1 trotz eines Eingangsspannungsbereichs von bis zu 25 V konstant bei etwa 5 mA gehalten werden soll.

Ich sehe, dass die Gate-Spannung für M1 bei ungefähr 1,6 V gehalten wird und die Basisspannung für den BJT ansteigt, wenn die Eingangsspannung ansteigt. Wenn die Spannung ansteigt, steigt der Strom durch den BJT an, so dass er dort wie eine einstellbare Impedanz wirkt. Ich denke, um die Gate-Spannung konstant zu halten. Ist das richtig?

Ist das die Art von Dingen, die Sie nur mit Gewürzen machen, oder ist es eine Art Stromspiegelschaltung, die irgendwo gut definiert ist und die ich einfach nicht erkenne?

Diese Schaltung ist so ausgelegt, dass sie der LED unabhängig von der Versorgungsspannung einen konstanten Strom liefert.

Der MOSFET wird durch die Spannung am Kollektor von Q1 eingeschaltet. Sobald der Strom durch R1 (der der gleiche wie durch die LED ist) zu einem Abfall von etwa 0,6 V führt, beginnt Q1 sich einzuschalten und leitet den Strom durch R2 um.

Dadurch wird die Spannung am Gate M1 reduziert, um den Strom durch M1 und die LED zu steuern.

Die negative Rückkopplung stabilisiert den Strom durch D1, M1 und R1 bei etwa 5 mA, da dies zu 0,6 V an der Q1-Basis führt.

Der Strom ändert sich geringfügig, wenn sich die Versorgungsspannung ändert, ist jedoch viel geringer als bei Verwendung eines Widerstands.

Variieren Sie auch mit der Temperatur, da die Vbe des Transistors einen Temperaturkoeffizienten von ~ 2,2 mV / Grad hat.

Dieselbe Schaltung kann verwendet werden, wenn M1 ein BJT (wie 2n2222) anstelle eines MOSFET ist. Der Wert von R2 ist kritischer, da der Transistor einen Basisstrom vom R2 benötigt.

Es ist zu beachten, dass dies nicht die einfachste Schaltung für eine Stromquelle ist. Das Ansteuern einer LED mit 5 mA Strom kann mit einem einzelnen Transistor erfolgen:

Dieses Schema ist nicht nur einfacher, sondern hat auch den Vorteil, dass der Stromwert von der Zenerspannung abhängt (mit einer üblicherweise verfügbaren Toleranz von 2 bis 5%), anstatt von VbeTransistor zu Transistor bis zu 20% variieren zu können. Es gibt auch eine zusätzliche Diode Dzur Temperaturkompensation, die jedoch für Geräte weggelassen werden kann, die keine hohen Präzisionsanforderungen stellen oder für den Innenbereich vorgesehen sind.

Das von Ihnen gefundene Schema eignet sich besser für Hochstromanwendungen. Da der Strom durch die Last durch das Vbevon Q1und bestimmt R1wird und der Strom durch Q1klein ist, können Sie hohe Lastströme ohne signifikante Wärmeentwicklung (und damit verbundene Parameterdrift) erzielen Q1.

Für eine 5-mA-Anwendung ist es jedoch eine Verschwendung von perfektem N-MOS.