Weisse LED mit 3,6 Volt schalten

Für eine Hilfsbeleuchtung im Flur habe ich die unten stehende Schaltung entworfen. Der ATtiny13 schaltet bei Tastendruck eine weiße LED für 1 Minute ein, damit man den Lichtschalter finden kann. Die Schaltung soll mit einem Li-Ionen-Akku mit 3,6 Volt arbeiten. Es soll ein Konstantstrom von ca. 30 mA durch die LED fließen. Da die LED bei 30 mA eine Betriebsspannung von 3,4 Volt hat, bleiben nur 200 mV zum regeln. Der Strom soll auch bei 4,2 Volt (Akku voll) 30 mA betragen. Nach dem Abschalten geht der ATtiny13 in den Power-Save-Mode mit 1µA Ruhestrom. Die Mikrocontrollerprogrammierung ist kein Problem.

Gedachte Funktion der OP-Schaltung:

Wenn der ATtiny13 aktiviert wird, versorgt PB4 den OP-Amp (Pin 4 und Cool und den Spannungsteiler mit 3,5 Volt. An der Diode 1N 4148 fallen bei 1 mA Strom 0,7 Volt ab. An R3 liegen dann ungefähr 30 mV an. Der OP regelt über R4 und den BS170 den LED-Strom so, dass an R5 auch 30 mV (bei 30mA) anliegen.

Fragen:
1.) Ist der OP richtig angeschlossen?
2.) Braucht man R4 und wie groß sollte er sein?
3.) Ist der BS170 der richtige Transistor?
4.) Reichen die 3,5 Volt für die Ansteuerung des Transistors?
5.) Welchen Transistor braucht man für den Betrieb mit 350 mA (Luxeon-LED)?
6.) Eine ähnliche Schaltung (mit weisser LED und 3,6 Volt) war mal in Elektor. Weiss jemand in welcher Ausgabe das war?

felack

Hallo felack,

ich fürchte, dass wird mit dem BS170 und dem OP nichts. Laut Datenblatt hast du bei 3 V GS bei 1mA Drainstrom auch 3 V DS.

Hab mal bei elektor im Netz nachgesehen:

Dreifache LED-Stromquelle
Setzt man zur Beleuchtung weiße LEDs ein, so muss man den Strom durch die LEDs konstant halten. Dies geschieht normalerweise mit einem Serienwiderstand, der aber dann einen nicht unerheblichen Teil der Betriebsspannung aufbraucht. Mit einem neuen IC von Maxim kommt man mit nur noch etwa 200 mV Spannungsverlust aus. Der MAX1916 ist eine Stromspiegelschaltung und liefert an den drei Ausgängen LED1 bis LED3 einen Konstantstrom, der um das 230-fache höher liegt als der Strom, der in den Eingang SET hineinfließt. Damit kann man über den Trimmer den LED-Strom und damit die Helligkeit leicht einstellen. Die interne 1,215-V-Referenzspannungsquelle wird über EN nicht nur mit Spannung versorgt, sondern die gesamte Dreifach-Stromquelle ein- und ausgeschaltet (On = EN an +Ub). Die Stromaufnahme von EN liegt bei nur 40 µA.
Heft Juli/August 2004

Der Artikel ist kostenpfichtig, deshalb habe ich ihn mir nicht heruntergeladen.

Gruß
Detlef

Hallo magnetics,

Danke für den Tip. Die Elektor Artikel habe ich alle, nur das finden ist das Problem. Die Schaltung die ich suche war mit diskreten Baulteilen aufgebaut.

felack

Hallo felack,

In den Halbleiterheften 2000 und 2002 habe ich noch 3 Artikel gefunden, aber nichts, was dir unbedingt weiterhilft: mit Vorwiderstand und zweimal mit IC.
Ein Relais dürfte in Verbindung mit einem Vorwiderstand wegen Stromverbrauchs auch kaum in Frage kommen.

Gruß
Detlef

Prinzipiell sollte die OP-Schaltung funktionieren, ich habe im Original-Datenblatt von National Semiconductors diese Schaltung gefunden. Die Aufgabe ist, den richtigen FET zu finden, damit bei 200mV Drain-Source-Spannung die 30mA (bzw. 350mA für Luxeon-LEDs) trotz der niedrigen Gatespannung von 3,6 Volt fließen können. Ich hab mal direkt bei Elektor angefragt, bis jetzt hat aber noch keiner geantwortet.

felack

Hallo felack,

die Schaltung ist ok. Prinzipell solltest du aber zwischen OP-Ausgang und Basis / Gate einen Widerstand schalten. Das erleichtert auch die Kompensation, falls die Stromquelle schwingen sollte.

Gruß
Detlef