Hallo nun muss auch ich ein paar hochleistungs-LEDs dimmen. die einfache variante ist, die LEDs in serie, dann gegen GND ein Mosfet mit PWM ansteuern. mir ist aber eine zweite variante in den sinn gekommen in der art eines step-down-converters, dessen ausgangsspannung je nach strom geregelt wird. ich habe dafür mal eine skizze gemacht (siehe attachment). über den shunt entsteht eine spannung die verstärkt und durch einen tiefpass dem ADC eines uC zugeführt wird, welcher wiederum die PWM generiert. da ich 6 solcher LED-"stränge" regeln will, kam mir die idee von soft-PWM in einem billigen uC, der mindestens 6 ADC-eingänge hat. nun frage ich mich, welche ansteuerungsmethode (siehe attachment) besser ist: tut es die einfache mit nur dem Mosfet oder ist die aufwändige mit der spule vorzuziehen. der wirkungsgrad ist mir dabei sehr wichtig. ..oder gibt es eine noch bessere lösung? vielen dank
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Du willst offenbar sowieso per PWM dimmen. Kann man machen wenn man meint daß sich sonst die Farbe ändert und man dafür die flimmrigen Rücklichter eines BMW haben will. Aber wie man den STROM der eingeschalteten LED regelt, dazu gibt es mehrere Methoden. a) Ein simpler Vorwiderstand b) Eine lineare Stromregelung. c) Eine geschaltete Stromquelle (Stromschaltregler). In allen 3 Fällen lohnt es sich, diesen Maximalstrom NICHT durch den uC regeln zu lassen, denn dann gehen die LEDs wenigstens nicht kaputt, wenn das Programm falsch war oder sich der uC aufhängt. Ein Vorwiderstand ist nichts schlechtes, gerade wenn man ein Netzteil zur verfügung hat und damit geng Spannung und genug Leistung. Sind die Schwankungen der Versorgung gross (ungeregeltes Netzteil doer Batterie/Akku) dann kann eine lineare Stromsenke sinnvoll sein. +--|<|--|<|--|<|--|<|-- + | uC --|< NPN Transi wie BD139 |E R (4V/Iled) | Masse Will man die Stromaufnahme noch reduzieren weil man viel mehr Spannung hat als die LEDs brauchen, dann kann ein Stromschaltregler sinnvoll sein, je nach LED-Strom ein LM2576 oder so. Aber den Strom per uC regeln, das würde ich sein lassen. So aufwändig ist ein Vorwiderstand bzw. Transistor und Widerstand, bzw. 2 Transistoren und 2 Widerstände nicht. Und aflls dich diser Aufwand schon überfordert, dann ist ein Schaltregler erst recht nichts für dich.
vielleicht hätte ich noch erwähnen sollen, dass sowieso ein uC da ist, der den "befehl" entgegen nimmt, wie hell, die LEDs nun sein müssen (es ist ja nicht so, dass die LEDs eine bestimmte "dimmung" auf immer und ewig haben müssen, sondern dass diese geändert werden kann) a) fällt weg, wegen zu hoher verlustleistung, und weil diese methode keine möglichkeit bietet die helligkeit zu ändern (dimmen) b) fällt weg, wegen zu hoher verlustleistung; via änderung der referenzspannung könnten zwar unterschiedliche helligkeiten realisiert werden (aber etwa gleich aufwändig) c) das entspricht meiner obigen skizze, nur dass ich mir 6x den preis von diesem schaltregler spare ps: grundspeisung der LEDs via einem geregelten schaltnetzteil (24V)
Master Snowman schrieb: > c) das entspricht meiner obigen skizze, nur dass ich mir 6x den preis > von diesem schaltregler spare Und was kosten die LEDs wenn du einmal(, zweimal, dreimal, ...) einen Fehler in deinem Programm hast? ich würde einen geschalteten und dimmbaren (ggf. via PWM) Stromregler nehmen.
Die obere Schaltung könnte im "Prinzip" funktrionieren die untere naja. Bei der unteren wird der Strom nicht wirklich begrenzt bzw. nur wenn der FET (Innenwiderstnd des µC IOs und Gatekapazität) durch PWM im Linearbetrieb arbeitet. Im Schaltbetrieb bei durchgeschaltetem FET würde der Strom nur durch den Innenwiderstand der Spannungsquelle oder des FETs begrenzt werden (oder durch die LED)
Master Snowman schrieb: > vielleicht hätte ich noch erwähnen sollen, dass sowieso ein uC da ist, > der den "befehl" entgegen nimmt, wie hell, die LEDs nun sein müssen (es > ist ja nicht so, dass die LEDs eine bestimmte "dimmung" auf immer und > ewig haben müssen, sondern dass diese geändert werden kann) > > a) fällt weg, wegen zu hoher verlustleistung, und weil diese methode > keine möglichkeit bietet die helligkeit zu ändern (dimmen) > > b) fällt weg, wegen zu hoher verlustleistung; via änderung der > referenzspannung könnten zwar unterschiedliche helligkeiten realisiert > werden (aber etwa gleich aufwändig) Bist Du möglicherweise der Ansicht, das Du bei PWM keinen Vorwiderstand/KSQ brauchst? Dann solltest Du Deine Ansicht schleunigst revidieren. Nur wenn Du als "Vorwiderstand" eine Drossel, also einen Schaltregler nimmst,n verringerrt sich die Verlustleistung. Gruss Harald
MaWin schrieb: > Kann man machen wenn man meint daß sich sonst die Farbe ändert und man > dafür die flimmrigen Rücklichter eines BMW haben will. Spätestens mit L und/oder C wird da nicht so viel flimmern, wenn man es vernünftig macht. Untere Schaltung macht natürlich nicht viel Sinn so ganz ohne Vorwiderstände, bei der oberen würde ein Tiefpass vor dem ADC und eine Schutzschaltung, die verhindert, dass der Schalttransistor länger als die maximale Zykluslänge durchschaltet, nicht ganz falsch sein.
ok danke, Uwe! stimmt, so habe ich das noch nicht gesehen. na, dann bräucht ich nach ansicht von Harald Wilhelms eine drossel/spule; also sowas im prinzip wie ich's in der oberen teil der skizze habe. richtig? edit: @vip: du meinst also, dass die erste schaltung funktionieren müsste? ja, über einen HW-abschaltung bei überstrom habe ich auch schon nachgedacht.
Abschaltung bei Überstrom verkompliziert das ganze nur, ein Monoflop am Transistor sollte gegen Fehler in der Ansteuerung reichen. Wenn der Transistor durch ist, hilft sowieso nur noch eine Sicherung.
vip schrieb: > Abschaltung bei Überstrom verkompliziert das ganze nur, ein Monoflop am > Transistor sollte gegen Fehler in der Ansteuerung reichen. Nur wenn er das Monoflop nicht so oft aufruft, daß sich ein duty cycle von > 50% ergibt, dann läuft der Strom hoch. Das Monoflop schützt nur vor einem Absturz bei der die Ansteuerung auf 1 geht, nicht vor Programmierfehlern wie z.B. Overflows beim rechnen oder schlicht falschen Parametern etc. Wenn er schon die Stromregelung über einen selbstprogrammierten µC macht, sollte er statt der LEDs beim entwickeln Widerstände nehmen und viel viel testen. Das selbe nach jeder Codeänderung.
das testen wird an einem labornetzgerät sein, bei dem ich den strom begrenzen werde. diesbezüglich habe ich keine bedenken. allerdings habe ich das mit dem monoflop nicht verstanden. ich hätte mir einfach eine logik gemacht, die einerseits beim uC ein "stop-interrupt" auslösst und gleichzeitig das PWM-signal hardwäremässig zum Mosfet unterbricht. ist dagegen etwas "einzuwenden"? ps: danke für alle bisherigen, konstruktiven ideen/meinungen. danke!
Udo Schmitt schrieb: > Nur wenn er das Monoflop nicht so oft aufruft, daß sich ein duty cycle > von > 50% ergibt, dann läuft der Strom hoch. Deshlab: Monoflop auf halbe Zykluszeit.
Master Snowman schrieb: > ich hätte mir einfach eine > logik gemacht, die einerseits beim uC ein "stop-interrupt" auslösst und > gleichzeitig das PWM-signal hardwäremässig zum Mosfet unterbricht. ist > dagegen etwas "einzuwenden"? Letztenendes nichts anderes als das vorgeschlagene. Ob du das Zeitklied nur nutzt, um den Transistor zu sperren, oder auch den µC mitteilst, dass es einen Fehler gibt (was durchaus sinnvoll ist), bleibt dir überlassen.
Also am einfachsten (und ziemlich effizient) nimmt man einfach den LED-strang mit Vorwiderstand(hier wird die einzige Leistung verbraten, deswegen summe der Flußspannungen nur leicht unter Betriebsspannung) Der Vorwiderstand dient auch als Symmetriewiderstand zwischen parallelen LED-strängen und natürlich zum Schutz der LEDs bei Fehlfunktion des µC. und den Strang schaltet man über einen FET ... vorzugsweise N-Kanal gegen Masse mit einem Gate-Treiber (z.b. 7667) um die Schaltverluste zu minimieren. Sicher flackert die ganze Geschichte aber ab 20kHz oder 30kHz kann das niemand mehr wahrnehmen auch nicht bei relativ schnellen Bewegungen. evtl baut man sich damit auch einen kleinen Radio-störsender ... aber emv-technisch habe ich eine solche Schaltung noch nie betrachtet. mit einem ein wenig überdimensionierten MOSFET (100A) mit niedriegem RDSon und besagtem Gatetreiber habe ich ein Modul aus 96Stück 1/2Watt weißen LEDs gut regeln können. die ziehen eingeschaltet 2,5 A bei 24V. Der Mosfet blieb kalt. Einzige Frage: wie hoch kann die auflösung bei 30kHz PWM sein ... also mir reichen 8bit. mit der hardware-PWM eines 20MHz atmega gehen auch 9bit
@S.T.: danke! das mit dem vorwiderstand hätte natürlich schon den grossen vorteil der einfachheit, und dass ich mehrere "weisse" LED stränge parallel schalten könnte. was meinst du: wenn ich 1A pro strang habe und die summe der LED-vorwärtsspannungen innerhalb eines stranges 23.5V ist, wie hoch müsste da die versorgungsspannung sein? genügten da noch 24V? ps: 8bit-PWM genügt längstens
> wenn ich 1A pro strang habe und die summe der LED-vorwärtsspannungen > innerhalb eines stranges 23.5V ist, wie hoch müsste da die > versorgungsspannung sein? genügten da noch 24V? Nein. Selbst wenn diese 23.5V bei Nennstrom gemessen sein sollten, und nicht aus dem Datenblatt stammen wo sie wohl von 3.1 bis 3.6V pro LED angegeben sind, schwankt die Spannung mit der Temperatur und die LEDs werden heisser wenn sie leuchten, er sinkt beispielsweise um 4mV/K, bei 7 LEDs also um 28mV und von 20 bis 70 GradC um 1.4V. Also werden aus 0.5V für den Widerstand 1.9V, und der Stron der bei 0.5 Ohm an 0.5V noch 1A beträgt steigt auf 3.8A, natürlich nur theoretisch, deine LEDs sind vorher kaputt. Du brauchst deutlich mehr als 2% der Betriebsspannung für den Widerstand, eher 20%, also 5V mehr.
OK, danke für die erklärung.
> also 5V mehr.
das heisst pro strang 5W verlustleistung. da ich 6 stränge habe also bis
zu 30W verlustleistung. somit ist diese idee leider schon wieder tot.
danke trotzdem.
hintergrund: es wird eine aquariumsbeleuchtung, die am tag 10-12h
leuchtet.
ich bin jetzt gerade via untenstehendem link über den MIC3202 gestolpert. ich glaube, das könnte meine einfache und effektive lösung sein :-) http://www.led-treiber.de/html/getaktete_treiber.html#MIC3202
Es geht hier ja nicht um Hochpräzise Lichtsteuerung ... d.h. wenn die nacher im betrieb doch dunkler werden ist es ja quasi egal ... und die Fische wirds nicht stören. 1A Strangstrom ist schon de Hausnummer ... wenn die maximalen flussspannungen addiert 23,5V ergeben, leuchten die natürlich mit 24V. wo du den 0,5 Ohm 0,5W widerstand dafür hernimmst ist die andere frage. aber die Versorgungsspannung wählt man ja anhand der max werte aus und den widerstand berechnet man anhand der min werte der flussspannung. d.h. 7 LED max 3,4V = 23,8V 7 LED min 3V = 21V 24V-21V = 3V 3V/150mA = 20 Ohm 3V*150mA = 0,45W so dimensioniere ich den strang. meist fließt dann weniger Strom als angepeilt ... was ich aber nicht als problem sehe. in deinem fall: mit 24V und 6 Strängen a 1A bedeutet das ja 6*24W = 144W und ob davon nun 5% oder 30% als Wärme mit rausgehen ist doch nicht so Problematisch ... teuer ists allemal wenn du 3 oder 5W LED's nutzt ... würde ich mir auch um das wärmemanagemend gedanken machen.
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