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Jo

22.12.2021,
08:07
 

Mosfet als Konstantstromquelle (Elektronik)

Hallo zusammen,

ich habe eine Frage bzgl. der Auswahl eines MOSFET Transistors und der Berechnung des Widerstandes als Konstantstromquelle.

Ziel: 3 Power LED's mit einem MOSFET als Konstantstromquelle an einem 12V PC Netzteil betreiben.

LED: Weiß 0,7A bei 3,2V-3,4V => 0,7A bei 9,4-10,6V
MOSFET?

Mit folgender Formel kann ich nun den Widerstand berechnen:
Rs = Ugs * Id => Rs = Ugs * 0,7A

Frage 1:
Wie komme ich nun aus dem Datenblatt eines MOSFET Transistors an Ugs bei 0,7A?
Frage 2:
Gibt es eine Übersicht / Webseite die mir die Auswahl eines entsprechenden MOSFET hilft?

Vielen Dank

Gruß

Jo

Offroad GTI(R)

22.12.2021,
08:44
(editiert von Offroad GTI
am 22.12.2021 um 08:46)


@ Jo

Mosfet als Konstantstromquelle

» Frage 1:
» Wie komme ich nun aus dem Datenblatt eines MOSFET Transistors an Ugs bei
» 0,7A?
Gar nicht, und wenn, sind es nur "typische" Werte, abhängig von vielen Randparametern.

Ums kurz zu machen: So geht das nicht.
Mit einem BJT geht es dagegen (grundsäzlich) recht gut, da die Basis-Emitterspannung in weiten Bereichen als konstant angenommen werden kann. Für diese Variante ist aber relativ wenig Spannung "übrig".

Aber den ganzen Zauber brauchst du doch gar nicht, wenn du eine stabile Spannung hast. Dann genügt doch schon ein einfacher Widerstand als Konstantstromquelle ;-)

FMatussek

22.12.2021,
08:50

@ Jo

Mosfet als Konstantstromquelle

Streuung beachten!
Bei FET/MosFET kann diese im Einzelfall groß sein.
Sprich immer am Probeaufbau nachmessen
und dann auch den Testling nehmen und nicht einen anderen.

Grußformel

» Hallo zusammen,
»
» ich habe eine Frage bzgl. der Auswahl eines MOSFET Transistors und der
» Berechnung des Widerstandes als Konstantstromquelle.
»
» Ziel: 3 Power LED's mit einem MOSFET als Konstantstromquelle an einem 12V
» PC Netzteil betreiben.
»
» LED: Weiß 0,7A bei 3,2V-3,4V => 0,7A bei 9,4-10,6V
» MOSFET?
»
» Mit folgender Formel kann ich nun den Widerstand berechnen:
» Rs = Ugs * Id => Rs = Ugs * 0,7A
»
» Frage 1:
» Wie komme ich nun aus dem Datenblatt eines MOSFET Transistors an Ugs bei
» 0,7A?
» Frage 2:
» Gibt es eine Übersicht / Webseite die mir die Auswahl eines entsprechenden
» MOSFET hilft?
»
» Vielen Dank
»
» Gruß
»
» Jo

hightech(R)

22.12.2021,
08:59
(editiert von hightech
am 22.12.2021 um 09:02)


@ Jo

Mosfet als Konstantstromquelle

» Hallo zusammen,
»
» ich habe eine Frage bzgl. der Auswahl eines MOSFET Transistors und der
» Berechnung des Widerstandes als Konstantstromquelle.
»
» Ziel: 3 Power LED's mit einem MOSFET als Konstantstromquelle an einem 12V
» PC Netzteil betreiben.
»
» LED: Weiß 0,7A bei 3,2V-3,4V => 0,7A bei 9,4-10,6V
» MOSFET?
»
» Mit folgender Formel kann ich nun den Widerstand berechnen:
» Rs = Ugs * Id => Rs = Ugs * 0,7A
»
» Frage 1:
» Wie komme ich nun aus dem Datenblatt eines MOSFET Transistors an Ugs bei
» 0,7A?
» Frage 2:
» Gibt es eine Übersicht / Webseite die mir die Auswahl eines entsprechenden

Hallo,

aus der Steuerkennlinie Id = f(Ugs) kannst du das ermitteln. Manchmal gibt der Hersteller allerdings nur das Ausgangskennlinenfeld an, also Id = f(Uds) mit Ugs als Parameter. Daraus kannst du dann die Steuerkennlinie ermitteln und somit den Arbeitspunkt. Das ist ein normaler Vorgang in der Schaltungsentwicklung.

Gruß von hightech
» MOSFET hilft?
»
» Vielen Dank
»
» Gruß
»
» Jo

Mikee

22.12.2021,
09:06

@ FMatussek

Mosfet als Konstantstromquelle

» Streuung beachten!
» Bei FET/MosFET kann diese im Einzelfall groß sein.
» Sprich immer am Probeaufbau nachmessen
» und dann auch den Testling nehmen und nicht einen anderen.

Hallo,

ja, und bitte auch immer für die gleiche Temperatur und weitere
Randbedingungen sorgen.
Das einfachste ist der Widerstand, sofern die speisende Spannung
einigermaßen stabil ist.

Mikee

Jo

22.12.2021,
09:07

@ Offroad GTI

Mosfet als Konstantstromquelle

» » Frage 1:
» » Wie komme ich nun aus dem Datenblatt eines MOSFET Transistors an Ugs bei
» » 0,7A?
» Gar nicht, und wenn, sind es nur "typische" Werte, abhängig von vielen
» Randparametern.
»
» Ums kurz zu machen: So geht das nicht.
» Mit einem BJT geht es dagegen (grundsäzlich) recht gut, da die
» Basis-Emitterspannung in weiten Bereichen als konstant angenommen werden
» kann. Für diese Variante ist aber relativ wenig Spannung "übrig".
»
» Aber den ganzen Zauber brauchst du doch gar nicht, wenn du eine stabile
» Spannung hast. Dann genügt doch schon ein einfacher Widerstand als
» Konstantstromquelle ;-)

Ich war mir an der Stelle nicht sicher bzgl. der Streuung der LED's, da dort 3,2-3,4V angegeben ist und des hohen Anlaufstroms, wenn ich mehrere LED's an ein Netzteil hänge (50 W)

Somit wäre der Vorwiderstand:

3,4V*3 => 10,2V
1,8V/0,7A = 2,5Ohm => 3,3Ohm

Artikel-Nr.: VIS 10W 3,3 Widerstand Keramik, 3,3 Ohm bei Reichelt sollte dann passen, oder?
https://www.reichelt.de/widerstand-keramik-3-3-ohm-vis-10w-3-3-p944.html?&trstct=pol_6&nbc=1
Dieser sollte dann 3,2V * 3 = 9,6V ==> 2,4V * 0,7A = 1,68W aushalten

Danke & Gruß

Jo

Mikee

22.12.2021,
09:16

@ Jo

Mosfet als Konstantstromquelle

Hallo noch einmal,

um einem möglichen Fehler gleich vorzubeugen:

Wenn Du Dich für einen Widerstand entscheidest, würde ich
(12 V - 10 V) / 0,7 A = 2,85 Ohm
2,7 Ohm nehmen, wenn's denn unbedingt richtig hell sein muss,
ansonsten 3,3 Ohm, in beiden Fällen würde ein 2 Watt Typ reichen,
der wird aber rund 100 °C heiß, wahrscheinlich ist ein 5 Watt Typ besser.

Falls Du den Strom nachmessen willst, schalte Dein Messgerät NICHT
in Reihe um den Strom zu messen.
Heutige moderne Geräte haben durch die ganze Sicherheits-tralala einen
so hohen Innenwiderstand (in der Größenordnung von ein bis fünf Ohm),
so dass Du mit Deiner Messung einen viel zu kleinen Wert misst.
Messe stattdessen den Spannungsabfall über dem Widerstand und
errechne den Strom!

Mikee

Hartwig(R)

22.12.2021,
09:46

@ Jo

Mosfet als Konstantstromquelle

Hallo,
» Ich war mir an der Stelle nicht sicher bzgl. der Streuung der LED's, da
» dort 3,2-3,4V angegeben ist und des hohen Anlaufstroms, wenn ich mehrere
» LED's an ein Netzteil hänge (50 W)
LEDs alleine haben keinen Anlaufstrom!
» Somit wäre der Vorwiderstand:
»
» 3,4V*3 => 10,2V
» 1,8V/0,7A = 2,5Ohm => 3,3Ohm
»
» Artikel-Nr.: VIS 10W 3,3 Widerstand Keramik, 3,3 Ohm bei Reichelt sollte
» dann passen, oder?
» https://www.reichelt.de/widerstand-keramik-3-3-ohm-vis-10w-3-3-p944.html?&trstct=pol_6&nbc=1
»
» Dieser sollte dann 3,2V * 3 = 9,6V ==> 2,4V * 0,7A = 1,68W aushalten
»
Grundsätzlich ist das richtig. Allerdings ist der wahrgenommene Unterschied in der Helligkeit bei Betrieb mit Nennstrom und - sagen wir - 80% Nennstrom sehr gering. Dafür ist bei 80% Nennstrom die Wärmebelastung der LEDs geringer, was die Lebensdauer spürbar beeinflussen wird.
Für die Berechnung würde ich daher die Durchlassspannung von 3,2V annehmen. Berücksichtigt man Toleranzen und niedrige Last des Netzteils, würde ich 12,5V als Spannung ansetzen. So ergeben sich 4,7Ohm als Vorwiderstand.

Grüße
Hartwig

Offroad GTI(R)

22.12.2021,
10:00

@ Mikee

Mosfet als Konstantstromquelle

» Falls Du den Strom nachmessen willst, schalte Dein Messgerät NICHT
» in Reihe um den Strom zu messen.
» Heutige moderne Geräte haben durch die ganze Sicherheits-tralala einen
» so hohen Innenwiderstand (in der Größenordnung von ein bis fünf Ohm),
Aber doch nicht im "großen" A-Messbereich...

Mikee

22.12.2021,
21:12

@ Offroad GTI

Mosfet als Konstantstromquelle

Hallo!

» Aber doch nicht im "großen" A-Messbereich...

Gerade da!
Schau mal vor ein paar Wochen (vielleicht sechs Wochen) gab's eine Diskussion
über den immensen Spannungsabfall über das Messgerät beim Strom messen.
Da waren mehrere Volt keine Seltenheit.
Ich habe darauf hin meine Multimeter geprüft und auch hier berichtet.

Mikee

simi7(R)

D Südbrandenburg,
22.12.2021,
22:03

@ Offroad GTI

Mosfet als Konstantstromquelle

» Aber doch nicht im "großen" A-Messbereich...

Auch der hat eine Schmelzsicherung davor.

Ich schwöre inzwischen für solche Fälle auf meine Stromzange.(UT210E)
Kein auftrennen des Strompfades, Auflösung 1mA (nicht mit Messgenauigkeit verwechseln)

bastelix(R)

23.12.2021,
00:24

@ Jo

Mosfet als Konstantstromquelle

» Ziel: 3 Power LED's mit einem MOSFET als Konstantstromquelle an einem 12V
» PC Netzteil betreiben.
Vielleicht ist was fertiges doch geeigneter: https://www.reichelt.de/de/de/led-trafo-2-32-v-700-ma-mw-ldd-700l-p148020.html?r=1
Du solltest nur darauf achten, dass du nicht den PWM-Pin auf GND legst während der GND-Pin unbeschaltet ist. Das verträgt das Bauteil nicht, wie man hier im Forum nachlesen kann ;-)

Und ja, ich hab auch ganz viele KSQ-Basteleien gemacht ohne was fertiges zu verwenden. Wenn man Zeit und Bauteilkosten (incl. Fehlschläge) betrachtet, rechnet es sich nicht wirklich. Außer es geht eher ums Basteln statt um den betrieb der Power-LEDs.

Offroad GTI(R)

23.12.2021,
09:30

@ Mikee

Mosfet als Konstantstromquelle

» » Aber doch nicht im "großen" A-Messbereich...
»
» Gerade da!
Gerade da nicht.
Selbst 1Ohm im A-Messbereich würden bei 10A 100W Verlustleistung im Messgerät entsprechen; von der Verlustleistung bei 3-5Ohm ganz zu schweigen

» Schau mal vor ein paar Wochen (vielleicht sechs Wochen) gab's eine
» Diskussion
Habe ich jetzt keine Lust zu suchen.

» über den immensen Spannungsabfall über das Messgerät beim Strom messen.
» Da waren mehrere Volt keine Seltenheit.
Aber nur bezogen auf den mA oder µA Messbereich.
Da ist es tatsächlich ein großes Problem, wenn an Schaltungen mit geringer Versorgungsspannung gemessen wird.