Hi Leute, ich hab noch einige Schwierigkeiten ein Datenblatt zu verstehen. Es geht um den TLC5940 der mehrere LED-Strips betreiben soll. (ohne Vorwiderstände auf den Strips) Kann ich auf einem Chip einen Strom von maximal 450mA fließen lassen (pro Kanal ca.55-60mA), ohne das er auf dauer zu warm wird. Insgesamt entspricht dies dann bei 12V einer Leistung von 5,4W, wobei ja der Löwenanteil nicht im Chip umgesetzt wird, oder? Also das größte Produkt aus Strom*Spannung wird doch im Referenz-Widerstand und in den LEDs umgesetzt. Hier nochmal das Datenblatt des Chips: http://focus.ti.com/lit/ds/slvs515c/slvs515c.pdf Vielleicht hat jemand damit schon erfahrung gemacht. Schöne Grüße Kai PS: Hoffe ich hab alle nötigen Eckdaten beschrieben.
das datenblatt hast du doch schon, also los rechnen ;) der großteil der verlustleistung entsteht durch die KSQ innerhabl des treibers und die darf die maximale verlustleistung des chips nicht überschreiten. dazu kommen noch schaltverluste durch die pwm (sind aber bei den kleinen leistungen quasi zu vernachlässigen)
Hallo, um die maximale Belastbarkeit angeben zu können, müsste man noch wissen welche Gehäuseform zum Einsatz kommt, und ob du, falls es SMD ist, Kühlkörper verwendest!
Oh stimmt.. ist das NT-Gehäuse und ohne Kühlkörper zur Zeit.
Dann musst du ja nur noch die Leistung berechnen, die Formel dazu steht im Datenblatt auf Seite 15... ;)
Danke für eure Hilfe!!! Ich hab mir die Formel grad mal angeschaut, d_PWM und DC_n sind ja mal Sachen die mir gar nix sagen, also nur zum teil was sagen. Ich bin grad aufm Sprung, werd mir aber nachher die Formel vornehmen, hoffe ich kann dann noch fragen stellen ;-) Grüße Kai
d_PWM ist der Duty Cycle der PWM (Also das Tastverhältnis von 0% bis 100%, sprich als Faktor von 0 bis 1) DC_n ist der Wert der analogen Dot Correction, ich denke in deinem Fall wirst du die nicht nutzen und kannst somit von 1 ausgehen. Wenn ich das grob überschlage, wirds ein bisschen knapp ab etwa 50% PWM...
Hab mich doch glatt verrechnet, für die Berechnung fehlt logischerweise noch die Flussspannung der LEDs...
Danke für die Erklärung. Ja die Flussspannung, das sind 3 LEDs in Reihe und davon 3 Parallel. Eine LED hat laut Datenblatt eine Spannung von: rot=2.0V grün=3.2V blau=3.2V Dabei steuere ich die einzelnen Kanäle mit unterschiedlichen TLCs.
Ich weiß jetzt nicht,ob ich es richtig gerechnet hab? Für V_out hab ich für Rot: 12V-3*2V-1,24V=4,76V, die 1,24V über dem Referenz-Widerstand. I_max=60mA d_pwm und DC_n = 1 N=8 Vcc=5V Bei Icc bin ich mir nicht sicher.
@ Kai Krestegal (kaya) >Für V_out hab ich für Rot: 12V-3*2V-1,24V=4,76V, die 1,24V über dem >Referenz-Widerstand. Die 1,24V haben dort nihts zu suchen, die sind doch ganz woanders angeschlossen! >Bei Icc bin ich mir nicht sicher. Max. 60mA, macht 300mW bei 5V. MFG Falk
Ich hab grad nochmal gerechnet mit der Formel von Seite 15. Also einmal mit den 1,24V und ohne für Vout. Für die roten LEDs mit 2V Flussspannung. P_D = (5V x 60mA) + ( (12V - 3 x 2V - 1,24V) x 60mA x 1 x 1 x 8) P_D = 300mW + 2,28W = 2,58W Und ohne 1,24V: P_D = 300mW + 2,88W = 3,18W In beiden Fällen doch zuviel oder? Ich versteh nicht, dass das bisschen schon zum Problem wird. Pro Kanal lächerliche 60mA bei 12V...muss mich doch verrechnet haben oder? Wenn nicht, kann ich mein angefangenes Projekt aufgrund zu großer Leistung nicht realisieren. Wollte unter 50W bleiben. Das ganze besteht ja aus 3Farben und dann das ganze 3mal, also am Ende 24Kästen mit je 3 Farben. Dachte ich schaffe das mit 9 TLCs. Aber vielleicht hab ich mich auch vertan.So kurz vor dem Ende könnt ich die Schaltung für die 8 roten Kanale ja mal aufbauen und schauen was der TLC bei voller Intensität macht. Wenn er schmilzt, ist es ja dann egal und wenn nicht gehts weiter im Takt. Wie sagt man, studieren geht doch über probieren. ;-) Mit diesen Worten wünsche ich ne gute Nachts. Kai
Nee, die Rechnung ist schon korrekt. Beste Lösung deines Problems: Runter mit der Versorgungsspannung von 12V. Im Datenblatt steht leider kein Wert für ein minimales Vo (also ein Mindestspannungsabfall, bei dem die Dot Correction und das PWM-Modul noch funzt), aber nur durch Ein Vcc < 12V kriegst du deine Verlustleistung runter. Du wirst wahrscheinlich auch nicht um zwei verschiedene Spannunge rumkommen: Eine geringe (vllt 7V) für die roten LEDs und eine höhere (vllt 10.5V) für die grünen und blauen LEDs. Immer nur wenig über der addierten Flussspannung.
Also die 3,18W sollten stimmen - zumindest im Worst Case. Immerhin müssen 8 mal 6V "verbrannt" werden. Und so lächerlich sind 60mA gar nicht. Bei Grün und Blau sieht die Sache ja schon besser aus. Eine Lösung wäre, man verwendet zusätzlich einen Vorwiderstand pro Kanal (50 Ohm oder so), um die Verlustleistung im Chip zu reduzieren. Oder man stellt für die roten Kanäle eine eigene Versorgungsspannung (z. B. ~8V über Schaltnetzteil) bereit. Carsten
@ Kai Krestegal (kaya) >Und ohne 1,24V: >P_D = 300mW + 2,88W = 3,18W >In beiden Fällen doch zuviel oder? Geht noch, der IC kann bei optimaler Kühlung 4W abführen. Seite 10, Figure 4. >Ich versteh nicht, dass das bisschen schon zum Problem wird. Pro Kanal >lächerliche 60mA bei 12V...muss mich doch verrechnet haben oder? Nein. >Farben. Dachte ich schaffe das mit 9 TLCs. Geht auch. Wie bereits gesagt muss man mit der Spannung runter. Entweder mit einem anderen Netzteil oder durh Einschleifen von zusätzlichen Dioden, die verbrauchen dann ~1V mehr, je nach Typ. Für den TLC sollte man ca 1-1,5V übrig lassen, das reicht. >Im Datenblatt steht leider kein Wert für ein minimales Vo Doch. Seite 10, Figure 5. MfG Falk
Moin, ja an eine niedrigere Spannung hab ich auch schon gedacht, nur die LED-Strips haben eine common anode. Daher kann ich wenn dann max. auf 10,5V runter gehen. Vielleicht sollte ich dann lieber über die Variante mit den zusätzlichen Widerständen nachdenken, bekomm ich nicht dann aber Probleme mit dem Strom und vor allem mit den Verlusten? (50W-Grenze) Ja das der Chip bei optimaler Kühlung 4W verträgt ist schon nicht schlecht, nur wird er in ein kleinen Raum verbaut und ohne Kühlkörper. Ein Netzteil das zur Wahl steht ist von der Xbox 360, mit 12V / 16,5A / 203W. Wobei ich denke, das es die Leistung sicher nicht ganz erreicht, aber das muss es bei den angestrebten 50W ja nicht. Grüße Kai
Ich hab nochmal über die Variante mit dem Widerstand im roten Zweig nachgedacht. Ich könnte ja einen 68Ohm Widerstand einbauen. Bin wie folgt an die Rechnung gegangen. Ich möchte von den 6V am TLC mindestens 4V verbraten und das bei einem Strom von ca.60mA. R = U/I = 4V / 60mA = 66,6 Ohm, also knapp 68 Ohm. Dabei wird im Widerstand ca. 1/4 Watt Leistung umgesetzt und im TLC dann eine Verlustleistung von: P_D = ( Vcc x Icc ) + ( Vout x Imax x DCn/63 x d_pwm x N) P_D = (5V x 60mA) + ( (12V - 3 x 2V - 4V) x 60mA x 1 x 1 x 8) P_D = 300mW + 960mW = 1,26W Wenn dann später ein Strom von 30mA (durch PWM) fließt, dann würde über dem Widerstand nur noch eine Spannung von U = R * I = 68 Ohm * 30 mA = 2,04 V abfallen, also dann ca. 4V über dem TLC. Für die Verluste vom TLC würde das dann ja bedeuten: P_D = (5V x 60mA) + ( (12V - 6V - 2V) x 30mA x 1 x 1 x 8) P_D = 300mW + 960mW = 1,26W oder müsste man dann, wenn man von PWM spricht, auch die d_PWM auf =0,5 setzen, statt =1 zu lassen???
@ Kai Krestegal (kaya) >LED-Strips haben eine common anode. Daher kann ich wenn dann max. auf >10,5V runter gehen. Sind schon mal 1,5V*8*60mA=720mW sinnlos verbratene Leistung weniger. Kleinvieh macht auch Mist. > Vielleicht sollte ich dann lieber über die Variante >mit den zusätzlichen Widerständen nachdenken, Nein. > bekomm ich nicht dann aber > Probleme mit dem Strom und vor allem mit den Verlusten? (50W-Grenze) >Ja das der Chip bei optimaler Kühlung 4W verträgt ist schon nicht >schlecht, Nicht mit NT (=DIL28) Gehäuse, nur das PWP Gehäuse mit PowerPad. Dein NT macht nur 2,5W. Und das auch nur, wenn die Pins direkt an FETTE Kupferflächen angeschlossen sind, siehe Kühhkörper. > nur wird er in ein kleinen Raum verbaut und ohne Kühlkörper. Die Platine ist dein Kühlkörper und die Wärme muss weg. Enweder durch Luftlöcher oder ein Metallgehäuse mit Kühlrippen. Auch deine LEDs machen ordentlich Wärme, schließlich haben die auch keinen gigantischen Wirkungsgrad, ich würde mal nicht mehr als 10% ansetzen. D.h. 90% deiner Eingangsleistung wird in Wärme IM Gehäuse umgesetzt und die muss raus. >Ein Netzteil das zur Wahl steht ist von der Xbox 360, mit 12V / 16,5A / >203W. Muss man alles übertreiben? >Ich hab nochmal über die Variante mit dem Widerstand im roten Zweig >nachgedacht. Schlecht. Der Tip mit den Dioden kam nicht aus langer Weile. Diode haben einen nahezu stromunabhängigen Spannungsabfall. Damit kann man das ganze deutlich besser dimensionieren und der Spannungsabfall und damit die Verlustleistung im TLC deutlich besser festlegen. >P_D = 300mW + 960mW = 1,26W Stimmt soweit. >P_D = 300mW + 960mW = 1,26W Stimmt auch, und wie du siehst hast du bei halben Strom die gleiche Verlustleistung im TLC. Mit Dioden wäre sie deutlich kleiner. >oder müsste man dann, wenn man von PWM spricht, auch die d_PWM auf =0,5 >setzen, statt =1 zu lassen??? Nein, das steckt ja schon in deinen 30mA drin. MfG Falk
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Das wird ja immer schlimmer ;-) Ich kann mir gar nicht vorstellen, dass die LED-Strips auch von diesen kleinen Controllern gesteuert werden können. Wenn sie nicht mal mehr die 9 TLCs aushalten. http://www.leds24.com/led-zubehoer/RGB-LED-Controller-189/12V-Mini-RGB-LED-Controller---LED-Dimmer-fuer-RGB-LEDs--RGB-LED-Leisten.html Oder bin ich mit dem TLC5940 auf dem Holzweg? Ach und ich häng mal ein Bild von dem Grundgerüst bei, damit ihr ne kleine optische Veranschaulichung habt, wovon wir hier reden. Grüße Kai
@ Falk Also meinst du ich sollte statt einen Widerstand, Dioden verwenden, da sie egal welcher Strom fließt immer eine Durchlassspannung brauchen? z.B. dieser Typ? http://www.reichelt.de/SB-SKE-4F-Dioden/SB-160/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=16029;GROUPID=2991;SID=13TbvaIX8AAAIAAAPHTqA7c07e1bf79f3d92df66db0c96e2309ee Dachte das ich dafür dann eher Schottky-Dioden nehmen sollte, die waren doch schneller oder? Grüße Kai
@ Kai Krestegal (kaya) >http://www.leds24.com/led-zubehoer/RGB-LED-Control... Das ist wahrscheinlich ein einfacher Treiber mit MOSFET-Ausgängen, die einfach nur hart schalten. Da fällt kaum Verlustleitung an. Die LED-Streifen müssen dann den passenden Vorwiderstand haben. >Oder bin ich mit dem TLC5940 auf dem Holzweg? Nein. Als Dioden reicht jeder 0815 Typ, die sind für diese Anwendung alle ausreichend. Schottky nimmt man hier nicht, weil man ja eher eine HOHE Flußspannung haben will. 1N4148 reicht bei 60mA, die hat dann ~1V Flußspannung. MFG Falk
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@ Falk okay...dann werd ich so 4 Dioden in jeden Rot-Zweig in Reihe schalten damit ich über dem TLC weniger Spannung hab. Oder kommen wir vorerst mal zur niedrigeren Spannungsversorgung. Ein Netzteil mit der Spannung 10,5V zu bekommen, wird sicher schwierig. Eins mit 12V wird da schon einfacher, aber dann bräuchte ich ja einen/mehrere leistungsstärke Festspannungsregler, die mir aus 12V eine Spannung von 10,5V machen. Die 720mW sind schon nicht zu verachten, da ich ja das ganze mal 3Farben und 3 Segmenten rechnen muss, dann ist man schon bei knapp 6,5W...jedoch würde ein Regler ja auch zu Verlusten führen. Ach hier nochmal ein Bild des Konzepts. (ist recht schnell und billig grad in MS-Paint gemalt) Grüße Kai
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Hi Leute, ich hab das nun mal mit MultiSim simuliert. Hab den Diodentyp: 1N4001 benutzt, die in MultiSim einen Spannungsabfall von 750mV haben. Laut Datenblatt soll er unter 1V haben, wahrscheinlich unterliegen diese Bauteile auch einer starken Toleranz. Da ich ja 4 Stück in Reihe nehme, hoffe ich mal, dass die Toleranzen sich ausgleichen (Wahrscheinlichkeitsrechnung). Der 50 Ohm Widerstand soll hier den Spannungsabfall über dem TLC simulieren. Die Roten-LEDs haben wie die aus dem Strip eine Flussspannung von 2V. Demnach sollte ich Vout pro Kanal auf 3V bekommen und somit eine Verlustleistung von: P_D = ( Vcc x Icc ) + ( Vout x Imax x DCn/63 x d_pwm x N) P_D = (5V x 60mA) + ( (12V - 3 x 2V - 4x 0,75V) x 60mA x 1 x 1 x 8) P_D = 300mW + 1,44W = 1,74W Durch eine weitere Diode könnte man die Leistung ja noch weiter drücken, sodass nur noch 2,25V über dem TLC abfällt. P_D = 300mW + 1,08W = 1,38W In den Dioden wird dann ja die restliche Leistung umgesetzt oder? Grüße Kai
@Falk und auch an alle Anderen Okay, danke dir/euch für die Hilfe!! Hat mir sehr geholfen. Ich werde mal in meiner E-Schrott-Box nach Dioden suchen, um eine Testschaltung aufzubauen und die Wärmeentwicklung zu begutachten. Werde auch am Ende einen neuen Beitrag aufmachen, wenn alles läuft oder wenn ich mal wieder Fragen hab ;-) Wünsch allen ein schönen Sonntag! Schöne Grüße Kai
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