Di, 08.05.07, 22:37
ntc /negativer temperatur (c)koeffizient (kaltleiter)
ptc /positiver temperatur (c)koeffizient (heissleiter)
R1 berechnet sich zu 9v - Ucesat - Ufled = 9v -0,7v - 2,2v = Ur = 6,1v
dabei ist Ucesat kollektor emitter sättigungsspannung
Ufled flussspannung der led bei dem angegebenen strom (datenblatt der led)
Ur der resultierende spannungsabfall am widerstand
aus Ur und dem diodenstrom Iled bestimmst du den widerstand,da es eine reihenschaltung ist, ist Iled = Ir
Ur : Iled = 6,1 : 0,02A = 305 ohm (gewählt 330 ohm) mit Ur x Iled Bestimmst du die verlustleistung des widerstands gerundet 0,122 Watt (gewählt 1/8watt)
der basisvorwiderstand R2 ergibt sich aus dem maximalem basisstrom laut hersteller und ist relativ unkritisch, da er hier nur eine schutzfunktion hat. angenommen, 10 mA (flussspannung der basis emitter diode, aus dem datenblatt)
U - Ube : Imax = Rb = 850ohm etwa 0,5v
gewählt 1kohm, auch 2 kohm sind verwendbar, da der stromverstärkungsfaktor (verhältnis basisstrom zu kollektorstrom) wohl eher bei 200 als bei 2 liegen dürfte.^^
nun zum basisspannungsteiler, der aus dem poti und dem ntc besteht, die absolute grössenordnung ist auch hier
rel unkritisch sollte aber 2 bedingungen erfüllen, erstens darf der strom durch den ntc, diesen nicht merklich erwärmen (würde zu unkorrekten schaltpunkten führen), zweitens muss der strom im gewählten arbeitspunkt mindestens in der lage sein, den transistor voll aufzusteuern.
mit der annahme,das der stromverstärkungsfaktor des transistors typischerweise bei 200 liegt,nehmen wir für unsere berechnung einen wert der um den faktor 4 niedriger ist, damit sind wir im absolut sicheren bereich.
der notwendige basisemitterstrom (Ibe) ergibt sich zu Ik : beta = 0,02A : 50 = 0,0004A (0,4 mA) =Ibe
dabei ist Ik der kollektorstrom der gleich dem led strom ist
beta, stromverstärkungsfaktor
um den anteil des differenziellen widerstands ( Rbe) möglichst gering zu halten, muss der strom durch den Ibe (basis emitterstrom) << als der strom durch den spannungsteiler sein. wir wählen hier den etwa 10 fachen wert.
das sind 10 x 0,4mA = 4 mA (0,004A) damit ergibt sich, der strom durch den ntc muss 4 mA - 0,4 mA = 3,6 mA
= 0,0036A betragen. da dieser strom im umschaltpunkt fliessen muss, haben wir die spannung Ube als rechenwert,
es ergibt sich für den wert des ntc bei 0° ein widerstand von 0,5v(+0,34v) : 0,0036A = 138,9ohm (ich habe im nachhinein erst gesehen,dass ich den spannungsabfall über dem basisvorwiderstand nicht berücksichtigt habe,der wert ergibt sich aus dem basisstrom und dem wiederstandswert und ist 0,34V, diese spannung ist der basisspannung hinzuzufügen und der rest der rechnung zu wiederholen!), die verlustleistung des ntc liegt bei Pvntc = 0,5v x 0,0036A = 0,0018W (1,8 mW) diese leistung ist ausreichend klein um eine eigenerwärmung fast ausschliessen zu können.
der wert für das potentiometer bestimmt sich zu 9v - 0,5v = 8,5v
8,5v : 0,004A = 2125 ohm das ist der wert des widerstands des potentiometers in der umschaltbalance.
um einerseits genügend reserve bei der einstellung des genauen arbeitspunktes (der ja von den toleranzen aller bauteile abhängt) und andererseits etwas spielraum
bei der bemessung des ntc zu haben (der genaue wert muss ja noch ausgewählt werden) empfehle ich ein potentiometer von 10kohm besser 20kohm.
