8.6 Lampenstrom Überwachung

von Andreas Thaler

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Burkhard Kainka:

Mit einem abgewandelten Stromspiegel kann man einen Lampenstrom überwachen. In einem Motorrad soll das Rücklicht überwacht werden. Ein Kontrolllämpchen zeigt die Funktion. Wenn die Lampe im Rücklicht durchbrennt, geht die Kontrollleuchte aus.

In diesem Fall wird der Strom durch die grüne LED überwacht und mit der roten LED angezeigt. Weil die Kontroll-LED weniger hell sein soll als die überwachte LED, wird die Emitter-Gegenkopplung eingesetzt. Sobald man den Strom durch die grüne LED unterbricht, geht auch die rote LED aus.

 

Schaltungssimulation mit EveryCircuit

 

Der folgende Screenshot zeigt, dass in der Simulation mit zugeschaltetem Emitterwiderstand R3 nur die grüne LED1 (das zu überwachende Motorradrücklicht) leuchtet, was nicht der Situation am Steckbrett entspricht. Der hier angezeigte Kollektorstrom von T2 mit 92,2 uA reicht in der Realität nämlich aus, um auch die rote LED2 (Kontrollleuchte) schwach leuchten zu lassen.

Für beide LEDs wurde in der Simulation der Nennwert statt den üblichen 20 mA auf 10 mA gesetzt, um das Leuchten besser darstellen zu können. Somit begnügen sich beide LEDs mit weniger Strom, um ihren Betriebszustand heller bzw. überhaupt darstellen zu können. Aber für LED2 reicht das in der Simulation noch nicht.

 

 

Wird der Kollektorstrom von T1 mit dem Schalter S1 unterbrochen (simulierter Ausfall des Motorrad-Rücklichts), verlöschen beide LEDs, da neben T1 auch T2 keinen Basisstrom mehr erhält und sperrt. Damit fließt durch beide LEDs kein Kollektorstrom.

 

 

Um nun auch in der Simulation beide LEDs leuchten zu lassen, wird der Emitterwiderstand R3 mit Schalter S2 überbrückt:

 

 

Damit wird auch der Effekt von R3 auf den Kollektorstrom von T2 deutlich:

Mit zugeschaltetem Emitterwiderstand (vgl. Screenshot #1) beträgt die Basis-Emitterspannung
656,6 mV (UB – UR3 = UBE => 749 mV – 92,4 mV = 656,6 mV).

Ohne Emitterwiderstand fällt die volle Basisspannung in der Höhe von 749 mV über der Basis-Emitterstrecke von T2 ab, was für mehr Kollektorstrom - und damit nun endlich auch ein Leuchten der roten LED2 in der Simulation - sorgt.

Aber auch ohne Emitterwiderstand sorgt ein Unterbrechen des Kollektorstroms von T1 dafür, dass beide LEDs ohne Basisspannung bleiben und damit verlöschen.

 

 

(Hinweis BK: Die LEDs im Lernpaket sind bei 92 µA noch sehr hell, andere brauchen mehr Strom. Es hängt aber auch vom Umgebungslicht ab, ob man genügend sieht. Nachts auf dem Motorrad müsste die Kontrolllampe sehr schwach eingestellt werden, damit der Fahrer nicht geblendet wird.)