Home  •  Impressum  •  Sitemap

Die Konstantstromquelle


Eine Konstantstromquelle liefert immer den gleichen Strom, unabhängig von der angeschlossenen Last.



Funktion der einfachen Konstantstromquelle

Aus wenigen Bauteilen läßt sich eine Konstantquelle aufbauen. Diese kann man z. B. für eine kleine LED-Lampe benutzen.


konstantstromquelle1.gif

Die Schaltung der Konstantstromquelle


Wie funktioniert diese Schaltung? Unabhängig von Schwankungen der Betriebsspannung fließt durch die Last, in diesem Falle einer LED, immer der gleiche Strom. Die Funktion ist einfach. Bekanntlich fällt an jeder Diode eine Spannung von etwa 0,7 Volt ab. An den beiden in Reihe geschalteten Dioden beträgt der Spannungsabfall etwa 1,4 Volt. Dieser Spannungsabfall ist unabhängig von der Höhe der angelegten Betriebsspannung. Somit beträgt die Spannung an der Basis vom Transistor T 1 immer 1,4 Volt.

Der Strom durch die Last soll als Beispiel auf 20 mA begrenzt werden. Dies wird mit dem Widerstand R2 eingestellt. Wir wissen, das die Spannung an der Basis des Transistors T1 1,4 Volt beträgt. Aber auch zwischen Basis und Emitter jeden Transistors fallen etwa 0,7 Volt ab. Die restlichen 0,7 Volt (1,4 Volt - 0,7 Volt = 0,7 Volt) müssen daher am Widerstand R2 abfallen. Somit können wir R2 berechnen:


konstantstrom1.gif

Wir nehmen den nächsten Widerstand in der E-12 Normreihe, das sind 39 Ohm.


konstantstromquelle1a.gif

Die Schaltung der Konstantstromquelle


Da die Spannung an der Basis des Transistors T1 durch die beiden Dioden unabhängig von der Höhe der angelegten Betriebsspannung immer 1,4 Volt ist, ist auch der Strom durch die LED und damit ihre Helligkeit stets konstant! Erst wenn die Batteriespannung weit unter 5 Volt abgesunken ist, erlischt die LED irgendwann.

Soll der Konstantstrom 15 mA betragen, so hat R2 den Wert:


konstantstrom3.gif

Wir nehmen auch hier den nächsten Widerstand in der E-12 Normreihe, was 47 Ohm wären.

Der Widerstand R1 begrenzt den Strom durch die Basis des Transistors T1 und verhindert, daß dieser überlastet wird. Er sollte stets so gewählt werden, das T1 bei dem gewünschten Kollektorstrom voll durchschalten kann. Dazu muß man allerdings die Stromverstärkung von T1 kennen, die man aus dem Datenblatt des verwendeten Transistors erfährt.

Am Widerstand R1 muß die Betriebsspannung minus 1,4 Volt abfallen. Der Basisstrom an T1 ist um den Faktor der Stromverstärkung von T1 geringer als der Strom im Last- oder Kollektorkreis. Hat T1 z. B. eine Stromverstärkung von 200 und im Lastkreis fließen 15 Milliampere, so beträgt der dazugehörige Basisstrom 0,075 Milliampere. Um sicherzugehen das T1 wirklich durchschaltet, wird der Basisstrom allerdings immer etwas höher angesetzt, der Transistor also übersteuert. Bei reinen Schaltzwecken macht man das generell so. Bei Verwendung als Verstärker ist eine Übersteuerung dagegen immer zu vermeiden, da dies starke Verzerrungen hervorruft!

Zur Berechnung von R1 braucht man nur den Basisstrom, großzügig angesetzt, und die benutzte Betriebsspannung minus 1,4 Volt. Daraus läßt sich R1 mit dem Ohmschen Gesetz berechnen. Allerdings ist der Wert für R1 nicht so kritisch. Man kann als Standard 4,7 oder auch 10 oder 20 Kiloohm nehmen. Benutzt man Transistoren mit hoher Stromverstärkung dann eher 20 Kiloohm oder etwas mehr.


Bitte beachten Sie die Hinweise zur Seite!

© Copyright: 2005-2014 Mario Lehwald
www.hobby-bastelecke.de