Sperrwandler
für LEDs an 1,5V
2LEDW10: Sperrwandler als Stromquelle für LEDs
Ein Sperrwandler lädt eine Induktivität an der Betriebsspannung auf einen bestimmten Strom auf und entlädt sie am Verbraucher wieder. Während der Ladephase wird also keine Energie abgegeben, denn der direkte Weg zum Verbraucher ist per Diode gesperrt. Während der Entladephase wird die Spule durch die Spannung entladen, die am Verbraucher anfällt. Die Entladespannung kann deshalb im Prinzip auch höher oder niedriger sein, als die ehemalige Ladespannung. Je höher die Spannung an der Spule, desto schneller die relative Umladung (der Anfangsstrom ist relativ und spielt keine Rolle).Es handelt sich hier um die einfachste vernünftige Lösung mit Drossel ohne Anzapfung. Man braucht also keine Spulen zu wickeln, sondern kann eine fertige nehmen. Die LED ist gleichzeitig die Gleichrichterdiode. Der Nachteil ist typisch für dieses Prinzip: Die LED erhält eine rechteckförmige Spannung von ca. 10kHz, je nach verwendeter Drossel; sie erzeugt also kein Gleichlicht.
Der
Vorteil ist neben dem einfachen Aufbau der höhere
Wirkungsgrad, da bei der
niedrigen UB keine Diodendurchlaßspannung verschwendet wird.
Die
Leistungsfähigkeit der LED wird wegen der Taktung nicht
unbedingt voll
ausgeschöpft, aber für eine elementare Grundschaltung
reicht es allemal aus,
und die Stromspitzen dürfen auch den Nennstrom der LED sogar
bis zu einem
gewissen Grad überschreiten (siehe Datenblatt des
Herstellers).
Die
Schaltung wurde vollständig überarbeitet und heraus
kam eine kleine
Modifikation: die Dioden sind zwischen Basis T1 und +UB geschaltet.
Dadurch
bleibt die Helligkeit von 1 bis 3V relativ stabil (besser als bei einer
Glühbirne). Die vorige Schaltung ist damit verfallen. Die
Schaltung ist am Computer
simuliert worden und praktisch erprobt. Die 2 Dioden zählen
eins, deswegen
heißt die Schaltung 2LEDW10 (W wie Drosselwandler)
der Elko und die LED
zählen mit. Simulation und Wirklichkeit scheinen
übereinzustimmen. IB liegt
messbar zwischen 7 und 13mA bei 1 bis 3V. Die Simulation zeigt einen
sägezahnförmigen LED-Stromverlauf mit 13-20mAs.
Von
nun an
hat man jederzeit eine Minitaschenlampe am Start, vorausgesetzt
natürlich, das Sortiment gibt eine weiße
LED her, aber eine gelbe tut es
ja zur Not auch. Die Spule hat 3,3mH und 3,3 Ohm. Eine kleinere Spule
erhöht
die Taktfrequenz. Die Grenze setzt dabei die fT des Transistors: je
kleiner L
desto schlechter η. Der Spitzenstrom kann mit R1
(2k2) beeinflußt werden.
aktualisiert am 03.08.2019