LED Regler

Die Rotlichtabtastung erfreut sich mittlerweile auch bei den Heimkinofreunden grosser Beliebtheit. Meißtens wird statt der Tonlampe eine Luxeon Leuchtdiode eingesetzt. Diese benötigen zum sicheren Betrieb einen Versorgungsstrom von ca. 1.2A, ja nach Kühlung kann es auch etwas mehr sein. Hier vielleicht erstmal ein genereller Hinweis: Leuchtdioden sind stromgesteuerte Bauteile. Sie dürfen nicht direkt an einer Spannungsquelle betrieben werden. Daher benutzt man normalerweise einen Vorwiderstand. Bei den superhellen LEDs ist das jedoch keine so tolle Idee mehr. Bei Erwärmung ändern sich nämlich alle Werte und daher ändert sich dann auch der Strom. Das kann für die LED tödlich sein. Hochleistungs LEDs sollten daher immer an einem Stromregler betrieben werden. Wer sich so etwas bauen möchte findet hier eine mögliche Schaltung.

Die Schaltung ist schnell erklärt. Das IC ist ein Spannungsregler. Er ändert die Ausgangsspannung am Pin out solange, bis die Spannung am Pin FB so ca. 1.2V beträgt. Der Strom fließt aus dem IC durch eine Spule, die LED und einen Widerstand von 0.33Ohm. Dort fällt eine Spannung von ca. 400mV ab bei 1.2A. Die Präzisionszenerdiode D6 addiert hierzu nochmal 1.2V. Die daraus entstehende Spannung von 1.6V wird mit V1 und R4 auf ca. 1.2V heruntergeteilt und dem FB Eingang das IC zugeführt. Die Diode D5 kann eingebaut werden, wenn man die Schaltung verpolungssicher machen möchte. Man kann sich auch einfach überbrücken.

Das IC ist ein Schaltregler. Das heisst er regelt den Ausgang durch ganz schneller ein- und ausschalten. Daher benötigt man die Spule und die Diode D1. Ein Schaltregler verbrät nicht so viel Leistung wie ein Linearregler und wird daher nicht so heiss. Im TO220 Gehäuse kann er zur Not ganz ohne Kühlkörper betrieben werden.

Schaltregler sind ein bisschen zickig was den Aufbau der Schaltung angeht. Wird die Schaltung auf einen Lochraster Platine gebaut, so sollte man die Verbindungen vom IC zur Diode und der Spule möglichst kurz halten. Auch die Masseleitungen müssen kurz und dick sein. Wer mag sollte sich eine Platine ätzen.

Das ist eine Draufsicht. Wenn man die Platine fertig hat und von unten anschaut muss alles spiegelverkehrt sein. Wie man eine Platine macht wird hier nicht beschrieben. Dazu finden sich im Internet reichlich Beschreibungen. Wenn mans ordentlich gebaut hat sieht es so aus:

Hier ist das IC noch ein kleines Kühlblech geschraubt. Es geht wie gesagt auch ohne, aber die Lebensdauer wirds danken wenn man was dran schraubt. Alle Bauteile bis auf die Spule bekommt man z.B. bei Reichelt. Als Spule eignet sich eine Tonneninduktivität der Firma Würth Nr. 744743101. Diese gibt es z.B. bei RS Components. Es geht aber auch eine andere Spule mit ca. 100uH. Hier dann mal alle Bauteile in der Übersicht:

Erstes Einschalten

Wenn die Schaltung fertig ist. Wird sie zum ersten mal eingeschaltet. Da die Leuchtdioden recht teuer sind, empfiehlt es sich diese zunächst nicht anzuschliessen. Schliesslich weiss man nicht, ob die Schaltung richtig funktioniert. Ein kleiner Fehler hat sich schnell eingeschlichen. Daher testen wir zunächst mit normalen Dioden und einem Amperemeter als Last. Die LED hat eine Flussspannung von 2.9V. Daher verwenden wir vier normale Dioden in Reihe. Das kommt fast aufs gleiche raus.

Es eignet sich jede Universaldiode im Bereich zwischen 2 Ampere und 3 Ampere, z.B. 1N5059, 1N5400 oder ähnliches. Vier Dioden werden mit einem Amperemeter in Reiche geschaltet und an den Regler angeschlossen. Jetzt kann über Trimmer ein Strom von c.a. 1.2A eingestellt werden. Wenn nicht ist irgendwas falsch. Läuft die Schaltung einwandfrei wird die LED angeschlossen. Vorsicht: nicht direkt hineinschauen! Tierisch hell.

Testdaten

Interessante Werte sind die Regelgenauigkeit und der Wirkungsgrad. Daher habe ich beides mal für verschiedene Eingangsspannungen gemessen. Folgendes ist dabei raus gekommen:

Der Wirkungsgrad bezieht sich auf die ganze Schaltung. Daher ist er schlechter als der vom IC alleine, welcher im Datenblatt angegeben ist. Der Ausgangsstrom ist ab ca, 6.5V stabil. Das reicht für die meisten Anwendungen aus. Wird der alte Tonlampengleichrichter zur Versorgung hergenommen, liegt die Eingangsspannung eher über 10V. Die Schaltung arbeitet bis 15V problemlos. Darüber sollte ein grösserer Kühlkörper verwendet werden.