このLED照明トランジスタ回路の理解に役立つ


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この回路をリファレンスデザインからシミュレーションしましたが、それがどのように機能するのか、またはそのようなものをどのように設計するのかについては、完全にはわかりません。シミュレーションでは、最大25Vの入力電圧範囲があるにもかかわらず、D1を流れる電流を約5mAで一定に保つように設計されているように見えます。

M1のゲート電圧は約1.6Vに保たれており、BJTのベース電圧は入力電圧が上昇すると上昇します。したがって、電圧が上昇すると、BJTを流れる電流が増加するため、調整可能なインピーダンスのように機能し、ゲート電圧を一定に保つと思います。そうですか?

これはあなたがただスパイスでやるようなことですか、それともどこかで明確に定義されていて、私がそれを認識していないある種のカレントミラー回路ですか?

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回答:


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この回路は、電源電圧に関係なく、定電流をLEDに供給するように設計されています。

MOSFETは、Q1のコレクタの電圧によってオンになります。R1を流れる電流(LEDを流れる電流と同じ)が約0.6V低下するとすぐに、Q1がオンになり、R2を流れる電流を迂回させます。

これにより、M1ゲートの電圧が低下し、M1とLEDを流れる電流が制御されます。

負のフィードバックにより、D1、M1、およびR1を流れる電流が約5mAで安定します。これにより、Q1ベースで0.6Vになります。

電流は、電源電圧が変化するとわずかに変化しますが、抵抗を使用する場合よりははるかに小さくなります。

また、トランジスタのVbeは約2.2mV / degの温度係数を持つため、温度によっても変化します。

同じ回路は、M1がMOSFETではなくBJT(2n2222など)である場合に使用できます。トランジスタはR2からのベース電流を必要とするため、R2の値はより重要になります。


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じゃあ、R1はここでQ1の0.6Vbeと組み合わされた制御で、電流を5mAに設定します。
混乱した

はい、そうです。R1の値を変更して、LED電流を変更できます。
ケビンホワイト

より正確に、「MOSFET」の「T」は「トランジスタ」を表すため、M1 トランジスタです。「M1はBJTです」と書くのがよいでしょう。
RonanPaixão2017

良い点-編集。
ケビンホワイト

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これは電流源の最も単純な回路ではないことに注意してください。5mAの電流でLEDを駆動するには、単一のトランジスタを使用します。

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この回路図は、単純であることに加えて、電流値がVbe1つのトランジスタから別のトランジスタに20%も変動する代わりに、ツェナー電圧(2〜5%の許容誤差が一般に利用可能)に依存するという利点があります。D温度補償用の追加のダイオードもありますが、高精度の要件がないデバイスや屋内での使用を目的としたデバイスでは省略できます。

見つけた回路図は、高電流アプリケーションに適しています。現在トラフ負荷がによって決定されるためVbeQ1R1、貫通電流がQ1小さい場合、あなたは、任意のかなりの熱(および関連パラメータドリフト)することなく、高負荷電流を達成することができますQ1

ただし、5mAアプリケーションの場合、これは完全に優れたN-MOSの無駄遣いです。


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この回路は5V電源ではうまく機能しませんが、R2での電圧降下は数ボルトになるためです。5.6V未満のツェナーダイオードは膝が非常に柔らかいため、通常は適切な選択ではありません。良好な温度補償を得るために、ツェナーは5.6Vである必要があります。ツェナーの代わりに、TL431などの2.5Vまたは1.2vのリファレンスデバイスを使用できます。元の回路のM1は、動作をほとんど変更せずに、バイポーラトランジスタに置き換えることができます。
ケビンホワイト

@KevinWhite確かに、OPが余裕がある場合は、参照デバイスをお勧めします。入力電圧範囲が最大25Vであるため、5.6Vのツェナーは問題とは見なしませんでした。
Dmitry Grigoryev 2017
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