Es gibt viele Möglichkeiten, LEDs anzusteuern, und jede hat ihre Vorzüge für eine bestimmte Anwendung. Die Verwendung eines Strombegrenzungswiderstandes ist am einfachsten, aber das Ganze ist empfindlich gegenüber der Eingangsspannung, sodass Sie keine konstante Lichtstärke erhalten. Manchmal ist das aber wichtig. Konstantstrom-LED-Treiber stellen einen definierten Strom sicher, egal wie die äußeren Bedingungen sind (natürlich innerhalb bestimmter Betriebsbedingungen). Ich mag den Treiber mit zwei BJTs und zwei Widerständen: Wir nutzen die Tatsache, dass der Spannungsabfall zwischen Basis und Emitter eines BJTs nahezu konstant ist, wenn er voll leitend ist, wie bei einer Diode. Wenn wir also einen Widerstand parallel zu ihm schalten, fließt ein konstanter Strom durch ihn.

 
Dual-BJT constant current
Bild 1.

Schauen wir uns die Schaltung an (Bild 1). T2 hat R1 parallel zu seiner Basis-Emitter-Strecke, so dass der Strom entlang des Pfades von R1 gleich IR1 = VBE(T2)/R1 ist. Wenn wir die Schaltung mit Strom versorgen, wird die Basis von T1 über R2 mit Strom versorgt, T1 beginnt zu leiten, wodurch Strom durch unsere LED und R1 fließt. Während der Strom fließt, baut R1 seinen Spannungsabfall auf, bis T2 einschaltet und ebenfalls zu leiten beginnt. Wir wissen aber, dass IR1  nahezu konstant sein muss, so dass jeder überschüssige Strom, der durch T1 fließt, durch T2 „geleitet” wird, um diesen Strom beizubehalten. Das Ergebnis ist ein Konstantstromtreiber, der von der Versorgungsspannung und deren Schwankungen weitgehend unbeeinflusst ist.

Der Wert von R1 muss genau auf den Strom abgestimmt sein, den wir für die LED benötigen. R2 muss in einem Bereich liegen, der genug Basisstrom für T1 ermöglicht, um diesen zum vollständigen Leiten zu bringen (Wert nicht zu hoch). Die Basis von T2 muss in der Lage sein, genug Strom abzuleiten, um den konstanten Strom zu halten (Wert nicht zu niedrig).

VBE ist temperaturempfindlich, und diese Schaltung ist auch hier hilfreich. Denn während T1 heiß werden kann, wenn ein höherer Strom durch ihn fließt (wir sind nicht darauf beschränkt, mit dieser Schaltung 20mA-LEDs zu treiben, das hängt von den Nennwerten der Komponenten ab) ist der Strom durch T2 relativ konstant, und dadurch auch dessen VBE recht stabil.

Was gibt es zu dieser Schaltung noch zu sagen? Ich bin gespannt auf Ihre Kommentare!
Weitere Schaltungen, Infos zu BJTs und mehr
Interessiert an Schaltungsdesign, BJT und verwandten Themen? Abonnieren Sie den "Kurze Schaltung"-Tag für Updates, wenn neue Inhalte veröffentlicht werden. Wenn Sie eine Lösung für Rapid Prototyping suchen, besuchen Sie ElektorPCB4Makers. Sie können zwei PCB-Prototypen in drei Arbeitstagen erhalten!