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11.09.2017

Konstantstromquelle für LEDs

Die Beleuchtung einer Weihnachtskrippe sollte von mit netzbetriebenen kleinen Glühlampen auf batteriebetriebene LEDs umgerüstet werden, damit die Krippe unabhängig vom Stromnetz ist. Anforderung war, drei gelborangene und eine kleinere rote Lampe durch adäquate LEDs zu ersetzen und mit einer Batterie die Beleuchtung für die Dauer der gesamten Adventszeit zu ermöglichen. Nach einigen Recherchen im Internet habe ich mich für den Aufbau einer Konstantstromquelle zur Speisung der LEDs entschlossen.

Funktionsweise

Eine Konstantstromquelle (auch: "KSQ") soll dem Verbraucher einer Schaltung (hier: die LEDs) einen gleichmäßigen, d.h. konstanten Stromfluss garantieren, auch wenn die Spannungsquelle, an der die Schaltung hängt Schwankungen unterliegt. Dies kann z.B. bei einer Batterie das langsame Nachlassen der Spannungsversorgung sein.
Es gibt im Internet eine Vielzahl an Aufbau-Möglichkeiten für eine KSQ, dennoch habe ich mich für die folgende Schaltung entschieden, die mir einfach und auch recht effizient erscheint.

Schaltplan
Abb.: Schaltplan

Nach dem Anlegen der Betriebsspannung öffnet der Transistor Q1. Dadurch fließt auch durch die Basis des Transistors Q2 ein Strom und dieser öffnet ebenfalls. Nach dem Öffnen von Q2 wird über die Kollektor-Emitterstrecke von Q2 der Widerstand R2 mit Masse verbunden, wodurch die Spannung an der Basis des Transistors Q1 zurückgeht und dieser wieder mehr schließt. Die Schaltung reguliert sich so, das am Widerstand R1 eine Spannung von etwa 0,7 Volt abfällt - die bekannte Basis-Emitterspannung eines durchgeschalteten Transistors.
Diese Schaltung scheint den Stromwert nicht so exakt anzupassen, wie andere Schaltungen mit Dioden, jedoch verschwendet sie weniger Strom.

Verwendete Bauteile

Aufbau

Download "fritzing"-Datei
Aufbau
Abb.: Aufbau

Aufbau-Varianten

Aufbau-Variante #1
Abb.: Aufbau-Variante #1 mit langen Kabeln und noch recht unübersichtlich
Aufbau-Variante #2
Abb.: Aufbau-Variante #2 mit Drahtbrücken und kürzeren Abständen. Deutlich übersichtlicher...
Aufbau-Variante #3
Abb.: Aufbau-Variante #3 nach dem Design in "Fritzing" aufgebaut.

Platinen-Design

Platine: Obere Ansicht
Abb.: Platine: Obere Ansicht
Platine: Untere Ansicht
Abb.: Platine: Untere Ansicht (spiegelverkehrt)
Fertig gelötete Platine
Abb.: Fertig gelötete Platine
Fertig gelötete Platine
Abb.: Fertig gelötete Platine