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Dunuin

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10.02.2012,
14:17
 

Frage zum Schaltplan (Elektronik)

Zum Senden von Daten über IR mit RC5 fand ich folgenden Schaltplan in der Dokumentation. (siehe Bild unten)

Das klappte auch soweit.

Jetzt wollte ich den aber mal abändern, damit ich 2 andere IR-LEDs dranhängen kann, nur da stellt sich mir gerade die Frage, was der 10nF-Kondensator beim Basiswiderstand des Transistors soll. Weiß das jemand?

Was ich da jetzt so bisher begriffen habe:
Also mit dem 10 Ohm LED-Vorwiderstand sollte die SFH485 ja so mit 350mA senden.
Das eigentliche Senden macht im Zyklus nur 22% der Zeit aus, da der Rest Sendepause ist. Die 22% kann man noch wegen der Manchestercodierung durch 2 teilen und dann nochmal durch 2 dividieren, da mit 36kHz moduliert wird.
Wenn ich die IR-LED also 1 Sekunde senden soll, dann sendet die IR-LED tatsächlich nur 55ms lang.
Der kontinuierliche Durchlassstrom darf nur bei 100mA liegen, weil sonst die LED zu heiß wird. Weil die LED aber nur ca 1/20 der Zeit leuchtet, gehen 350mA also noch, weil das im Schnitt nur 17,5 mA sind, wenn man es über einen längeren Zeitraum betrachtet. Oder läuft das ganze dann exponentiell wegen "P = I² * R"? Dann würde die LED bei 350mA statt 100mA ja 12,25 mal so heiß werden, was dann aber immernoch geht, weil sie eben nur 1/20 der Zeit leuchtet.

Die 100nF und 100uF Kondensatoren stützen die Stromversorgung der LED. Beim Elko mit "Q = 5V * 0,0001F = 0,0005" und "I = Q / t = 0,0005 / 0,0000277" hätte ich also einen mittleren Entladestrom von gut 18A. Das dürfte dann je helfen, wenn die Lithium-Batterie nicht mehr als 120mA bereitstellen kann.

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
10.02.2012,
14:30

@ Dunuin

Frage zum Schaltplan

» Zum Senden von Daten über IR mit RC5 fand ich folgenden Schaltplan in der
» Dokumentation. (siehe Bild unten)
»
» Das klappte auch soweit.
»
» Jetzt wollte ich den aber mal abändern, damit ich 2 andere IR-LEDs
» dranhängen kann, nur da stellt sich mir gerade die Frage, was der
» 10nF-Kondensator beim Basiswiderstand des Transistors soll. Weiß das
» jemand?

Dieser kompensiert die Millerkapazität des Transistors, die in der Umschaltphase wirkt und sich mit dem Basis-Vorwiderstand als (aktives) Tiefpassfilter verhält und so die Flankensteilheit verschlechtert.

»

Da der Transistor schalten muss, ist seine effektive Stromverstärkung wesentlich niedriger wie im Datenblatt angegeben. 10 k-Ohm sind viel zu viel. Miss mal die Kollektor-Emitterspannung im eingeschalteten Zustand des Transistors. Sie wird viel zu hoch sein.

Im Schaltbetrieb kannst Du mit maximal 30 für die Stromverstärkung rechnen. Daher muss der Basis-Vorwiderstand entsprechend reduziert werden, damit mehr Basisstrom fliesst. Ob das die Quelle kann, weiss ich nicht, - musst Du also noch rausfinden.

Wenn das nicht reicht, ist eine Darlingtonschaltung nötig oder Du baust das Ganze mit einem MOSFET auf.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

Dunuin

E-Mail

10.02.2012,
14:41

@ schaerer

Frage zum Schaltplan

» Dieser kompensiert die Millerkapazität des Transistors, die in der
» Umschaltphase wirkt und sich mit dem Basis-Vorwiderstand als (aktives)
» Tiefpassfilter verhält und so die Flankensteilheit verschlechtert.
Danke, da wäre ich wohl nie selbst drauf gekommen. :-)

Dann rechne ich mal weiter.

Dunuin

E-Mail

13.02.2012,
19:01

@ Dunuin

Frage zum Schaltplan

Mögt ihr mal gucken, ob ich das so richtig gemacht habe?



Also erst einmal die LEDs und dessen Vorwiderstände:
Die Op291A hat Vf = 2V bei If = 100 mA. Und 150mA Maximum Continuous Forward Current. "Peak Forward Current" ist 2A bei "100 us pulse width".
Vor die würde ich gerne jeweils ein 5 Ohm Widerstand setzen.
Bei 3,8V Versorgunsspannung von einer Lithium-Batterie müsste ich bei 5 Ohm dann ja 1,8V Spannung vernichten und bei den LEDs kommen dann je 360mA an. Verlustleistung am Widerstand sollte dann 648mW sein (P = R*I² = 5*0,36²= 0,648W).

1.) Machen die LEDs das noch mit? "Peak Forward Current" ist ja 2A über 100 us und ich habe ja nur 360mA über 28us, aber das halt lange in Folge. Das Datenblatt sagt nichts dazu aus, ob das ein einmaliger Stromstoß war oder z.B. wiederkehrend in einem duty cycle von 50% wie bei mir. Leuchten tut die LED ja im Schnitt nur 55ms über 1 Sekunde verteilt. Die hätte also immer noch etwas Zeit zum Abkühlen.
2.) Würde da auch ein Vorwiderstand mit z.B. 0,25W oder 0,1W reichen? Der hat ja eine Verlustleistung von 648mW, aber eben nicht kontinuierlich (sondern nur 5% bis 50% der Zeit, je nachdem, ob man einen minimalen oder größeren Zeitraum nimmt).

Transistor:
Der BCV26 PNP-Transistor hat "Maximum Collector Current - Continuous = 1,2A". Das sollte dann ja für 2 LEDs mit je 360mA reichen, wenn man den Transistor immer etwas größer Auslegen sollte.
Den Ausgang der an die Basis vom Transistor geht darf ich mit 20mA belasten.
Ich bin mir jetzt aber nicht sicher, wie ich den Basiswiderstand berechnen soll, damit der Transistor im Sättigungszustand arbeitet.
Also Hfe soll laut Datenblatt bei Vce=5V und 100mA am Kollector bei 20000 liegen. Ich habe da ja aber nur 3,8V und 720mA.
Ib = 720mA / 20000 = 0,036mA
Mit etwas Toleranz hat die Basis des Transistors 3,3V. "Vbe(sat)=1,5V". Wenn an der BE-Strecke also 1,5V abfallen, dann sind noch 1,8V über.
Rb = 1,8V / 0,036mA = 50 Ohm. Da müsste ich dann einen Basiswidestand von 47 Ohm nehmen?
Kommt mir irgendwie seltsam vor das Ganze mit Hfe 20000. Hatte irgendwo was wegen Transistorgrundschaltungen gelesen, das Transistoren in Emitter-Schaltung meist nur auf einen Verstärkungsfaktor von 20-100 kommen. 47 Ohm kommt mir viel zu klein vor.

3.) Da stimmt was nicht oder? Ich hab das mit der Sättigung und dem Verstärkungsfaktor sonst immer aus den Diagrammen des Datenblattes abgelesen, wo die Werte im Verhältnis zur Stromstärke angegeben waren. Die habe ich aber bei dem Datenblatt jetzt nicht gefunden.

Kondensator:
Ladung im Kondensator berechnen wenn voll geladen..
Q = U*C = 3,8V * 0,00022F = 0,000792 C

..dann den mittleren Entladestrom für 36khZ, also über 0,0000138 Sekunden berechnen...
I = Q / t = 0,000792C / 0,0000138sek = 57,39A

4. Muss ich da wirklich bei ca doppeltem Stromverbrauch durch 2 LEDs auch die Kapazität des Elkos verdoppeln oder würde da auch einfach ein 100uF Elko reichen?



Datenblätter:
OP291A -> http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/198419/OPTEK/OP291A.html
BCV26 -> http://www.fairchildsemi.com/ds/BC/BCV26.pdf