MCC Versterker

Soms wil je met een MCCdec uitgang meer aansturen dan de standaard 20mA die een uitgang van de MCCdec kan leveren. Dit kun je eenvoudig doen door een uitgang te versterken met een MOSFET.

In onderstaand voorbeeld willen we een groot aantal LEDs aansturen. De hele versterker bestaat in principe uit slechts 2 componenten: een weerstand en een MOSFET

Als MOSFET maken we hier gebruik van een BSH103. Dit is een zogenaamde "logic level MOSFET", dat wil zeggen dat de MOSFET al bij een spanning van een paar Volt volledig wordt opengestuurd. Het voordeel van een MOFFET boven een transistor is dat een transistor een doorlaatspanning heeft van ca 0,6V in geleidende toestand. Dat is normaliter geen probleem, maar als je slechts 2,4V tot je beschikking hebt is dat een flink percentage. Een MOSFET gedraagt zit in geleidende toestand als een kleine weerstand. De BSH103 heeft een maximale weerstand van 0,5 Ohm in geleidende toestand. Bij 500mA is dat dus slechts een spanningsval van 0,25V

Houd als maximale stroom die de BSH103 kan verwerken ca 500mA aan. Als je meerdere belastingen wilt schakelen of de totale belasting te groot is voor 1 enkele BSH103 kun je er meerdere op 1 MCCdec uitgang zetten. Aangezien de gate van een MOSFET geen stroom trekt kunnen dit er in theorie zoveel zijn als je wilt. Probleem is alleen dat een MOSFET zich gedraagt als een condensator. Zet je er erg veel parallel, dan wordt het aan en afschakelen wat trager, maar dat gaat dan over miliseconden en bij de meeste toepassingen hoef je je daar dus niet om te bekommeren.

De weerstand van 47..180kOhm is slechts bedoeld om de BSH103's uit te schakelen als de MCCdecoder in sleepmode gaat. De decoder-uitgang is dan geisoleerd. De waarde van die weerstand is geheel niet kritisch.

Het berekenen van de serieweerstanden van de LEDs is iets lastiger.

De meeste gele, rode en groene LEDs hebben een bedrijfsspanning tussen de 1,8 en 2,1V. De precieze spanning hangt af van de stroom die je er door stuurt en het fabrikaat/type. Normale LEDs kennen een maximale stroom van 20mA. Low-current LEDs kennen meestal een maximale stroom van 2mA. High efficiency LEDs hebben vaak ook een maximale stroom van 20mA, maar geven dan heeeel veel licht. Voor dat soort LEDs is meestal 2 a 3mA ruim voldoende.
Let op: deze getallen zijn richtgetallen. Het kan voor elke LED weer anders zijn. De enige die je daar duidelijkheid over geeft is de fabrikant in de vorm van een datasheet!

Als je LEDs parallel schakelt kun je ze allemaal voorzien van een eigen serieweerstand (de meest stabiele oplossing) of meerdere LEDs voorzien van 1 gezamenlijke weerstand. LET OP: Dat zal in de meeste gevallen werken als alle LEDs van hetzelfde type en hetzelfde fabrikaat zijn.

We berekenen de serieweerstand eerst als je 1 weerstand voor alle LEDs gezamenlijk gebruikt.
Stel je batterijspanning is 2,4V en de bedrijfsspanning van je LEDs is 1,9V. Dan moet je met de weerstand dus 2,4V-1,9V=0,5V overbruggen.
Stel je schakelt 10 LEDs parallel en ze hebben elk een stroom van 5mA nodig. Dat is een gezamenlijke stroom van 10*5mA=50mA.
De benodigde weerstand is dan V/I = 0,5V/50mA = 0,5V/0,050A = 10 Ohm. De BSH103 heeft zelf al een weerstand van ca 0,5 Ohm, blijft over 9,5 Ohm voor de weerstand. In dit geval kun je dat weer gerust afronden naar 10 Ohm.
Geef je elke LED zijn eigen weerstand, dan is de stroom door elke weerstand 10x zo klein, terwijl die weerstand dezelfde spanning moet overbruggen. Dus moeten de weerstanden dan 10x zo groot zijn, in dit voorbeeld dus 100 Ohm.

LET OP:
Als je het geheel voedt uit een batterij is de spanning van die batterij niet constant. Is een NiMH batterij vol dan kan de spanning oplopen tot 1,4V per cel, 2 cellen geven dus 2,8V. Zorg er voor dat de weerstanden zo berekend zijn dat de maximale stroom van de LEDs en de maximale stroom die de BSH103 kan verwerken niet overschreden wordt. Ga dus altijd zeer aan de veilige kant zetten. Meestal is 50% van de maximale stroom voor een LED ook al een heel goede waarde voor normaal bedrijf.

Klik op onderstaand plaatje voor een grotere versie.