Hallo Liebe µController Gemeinde, ich habe ein technisches Problem das ich schon seit einigen Tagen gedanklich zu lösen versuche. Problemstellung hierbei ist die kurzzeitige Pufferung eines IR LED Blitzes über eine Zeit von 100ms maximal, bei einem Strom von 4,8A und 5,2V. Die derzeitige Überlegung lag bei einem 1F Goldcap, jedoch habe ich herausgefunden das dieser nur einen Entladestrom von max. 100mA zulässt. Die gesamte Schaltung wird mit einer Li-Ionen Batterie versorgt, nun möchte ich diese nicht immer wenn auch nur kurzzeitig mit diesem hohen strom belasten, davon abgesehen das diesen Strom auch der verwendete Step-Up Wandler abkönnen müsste. Ich wende mich an euch um eventuelle Lösungsvorschläge zu erfahren bzw. diese zu diskutieren. Lg Hunter
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Die Frage ist, was für eine Spannugnsdifferenz kannst Du verkraften. Nehmen wir mal 0.1V, dann hast Du einen Kondensator von 4,8F :-D Bei Deinem 1F Kondensator fällt dann dementsprechend die Spannung um 0,48V. Zusätzlich zum Spannungsabfall über die MOSFETs.
die 480mV hab ich auch raus, hab mal geschaut und den hier gefunden, sogar mit 3F... http://www.conrad.de/ce/de/product/451425/GREEN-CAP-3F-27V
Aber grundsätzlich müsste die Schaltung doch funktionieren, ausser das halt 2 in Reihe müssen. Habs mal mit Multisim simuliert da hats funktioniert.7 Evtl nur noch en besseren MOSFET.
Hunter schrieb: > Aber grundsätzlich müsste die Schaltung doch funktionieren K.A...musst Du ausrechnen. Hunter schrieb: > ausser das halt 2 in Reihe müssen Du weist dass dadurch zwar Deine maximale Spannung sich verdoppelt, dadurch aber die Kapazität auf die Hälfte abfällt!? (also 0,5F)
Meinte nicht den rechnerischen Teil sondern die Bauteilanordnung. Das mit der Kapazität is klar, meinte ja auch 2 von den 3F Kondensatoren, aber danke für den Hinweis mit der halben Kapazität, hatte ich voll verdrängt.
Wo ist Deine Strombegrenzung? Sehe nirgends nen Widerstand oder Stromquelle. Du kannst zwar die LEDs kurzzeitig mit Sicherheit höher pulsen (siehe Datenblatt) aber ohne Strombegrenzung ist dieser extrem von der Ladespannung des Kondensators abhängig (LED-Kennlinie kennst Du?)
Meine Überlegung war nicht wie in der Schaltung zu sehen 4, sondern 3 LEDS in Reihe zu betreiben, sind bei 5,2V max. 1,73 V pro LED was laut Datenblatt einen Strom von 300mA verursacht. wieso sollte ich da noch einen Widerstand bzw. eine Strombegrenzung benötigen?
OK, trotzdem begrenzt die LED doch ihren Strom quasi selbst, wieso sollte ich sonst 4 in reihe geschaltete leds bei 5,2V und ohne Widerstand betreiben können?
"OK, trotzdem begrenzt die LED doch ihren Strom quasi selbst" eben nicht, das ist es was LEDs NIIIICHT tun.
Die Spannung steigt doch nicht über den eingestellten Wert, leut Kennlinie bei U=konst. ist ein von der Temperatur abhängiger Strom die Folge oder nicht?
Hunter schrieb: > gut sie tuns nicht aber wieso funktioniert es dann? Die Frage ist...wie lange tut es! Hunter schrieb: > wieso sollte ich da noch einen Widerstand bzw. eine Strombegrenzung > benötigen? Weil die Werte im Datenblatt nur mittelwerte sind. Jetzt rechne mal bei jeder LED mit nur 100mV Streuung. Also 400mV. Und jetzt schau mal was im Betriebspunkt 400mV mehr an Strom bedeuten ;-)
ist ja richtig, aber dann sind es trotzdem nur 100mV pro led, ausserdem wie in deinem schönen Link "LED" zu lesen, mitteln sich die Kennlinien bei der Kombination aus Reihen und Parallelschaltung.
Zudem bedeuten 100mV mehr einen LED-Strom von 400mA welcher trotzdem bei einem einzigen Puls von 100ms ohne weiteres möglich ist und Widerstände, sodenn du sie unbedingt haben möchtest, sind im MOSFET auch enthalten ;)
Hunter schrieb: > Zudem bedeuten 100mV mehr einen LED-Strom von 400mA welcher trotzdem bei > einem einzigen Puls von 100ms ohne weiteres möglich ist und Widerstände, > sodenn du sie unbedingt haben möchtest, sind im MOSFET auch enthalten ;) Alles klar...mach nur. Trotzdem muss man den Strom begrenzen wenn man eine Zeit lang was von seinen LEDs haben will. Die 100mV waren ein Beispiel...miss mal Deine LEDs mit einem MM nach was die sagen...
Ich danke dir für deine Ausführungen, aber ich werde sie dennoch so betreiben ICH denke ich kann es verkraften wenn ich sie für 100ms in dieser Schaltung betreibe, Wobei ja selbst bei dem verwendeten Strom und der passenden Flussspannung die werte nicht bis zum maximum möglichen ausgereizt werden.
Hunter schrieb: > Ich danke dir für deine Ausführungen, aber ich werde sie dennoch so > betreiben ICH denke ich kann es verkraften wenn ich sie für 100ms in > dieser Schaltung betreibe, Wobei ja selbst bei dem verwendeten Strom und > der passenden Flussspannung die werte nicht bis zum maximum möglichen > ausgereizt werden. Das weis hier keiner...einen Typ oder ein Datenblatt hast Du nirgends erwähnt!
Hunter schrieb: > und Widerstände, sodenn du sie unbedingt haben möchtest, sind im MOSFET > auch enthalten ;) Ich lach mich kaputt
Nur mal so: Du willst Dich hier auf "Dreckeffekte" - wie irgendwelche internen Widerstände - verlassen, die im Bereich von 1 zu 4 (grob geschätzt) variieren? Viel Spaß dabei. Und 300mA für 100mS durch eine stinknormale LED zu jagen ist auch "sportlich". In dieser langen Zeit sind die Teile bestimmt schon über 100°C. Mal sehen, wann die den Deckel aufmachen und mal ordentlich durchlüften. Lange wirst Du daran nicht Spaß haben. Und LEDs ohne Widerstände parallelzuschalten ist auch t(r)oll. Die einen werden fast keinen Strom abbekommen während die anderen schon abgeraucht sind. BITTE BITTE, UM DAS LEBEN DEINER ARMEN LEDS WILLEN, NIMM VORWIDERSTÄNDE!!! Ich flehe Dich an! Aber egal, ist nicht mein umsonst ausgegebenes Geld, wenn's kaputt ist. Das musste jetzt einfach mal gesagt werden. Jonathan
Nö, die können z.B. von 1 Ohm bis 4 Ohm variieren. Oder von 2 Ohm bis 8 Ohm. Bitte, wir versuchen hier, Dir zu helfen...
Das ist doch auch gut gemeint, ich verstehe das auch, aber ich habe diesbezüglich keine toleranzen mehr für widerstände. Für mich ist es wie gesagt vertretbar und technisch in dieser Anwendung vollkommen ok.
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Im Datenblatt wird unter Absolut Maximum Ratings der Peak Forward Current mit 200mA für tp=100us (MIKROSEKUNDEN) angegeben. Also 1/1000 an Zeit was Du vor hast. Ach ja, schau mal in das Bild im Anhang was bei nur 0,1V mehr pro LED für ein Strom fließt...ich glaub das sind mehr als 200mA (man beachte die logarithmische Skala ;-) ) Hunter schrieb: > Richtig, ist nicht dein geld... Scheinbar willst Du keine Ratschläge, deshalb steige ich hier jetzt aus.
ausserdem bezieht sich der peak forward current auf ein tp/T von 0,5 ich verwende ein tp/T von 0.003
> diesbezüglich keine toleranzen mehr für widerstände. Für mich ist es wie > gesagt vertretbar und technisch in dieser Anwendung vollkommen ok. Hoer auf Jonathan und tus nicht. Du wolltest "eventuelle Lösungsvorschläge" findest aber Deine "vollkommen ok". Tus, baus auf und schau ob Du damit gluecklich wirst. Schau Dir an, welche LED prima hell leuchten, welche nicht. Schau, ob es genug "Licht" ist. Wenn ja, prima, wenn nein, lies diesen Thread nochmal durch -> dann hast Du was gelernt. Viel Erfolg. Gruss Michael
Hunter schrieb: > Und was ist damit, EBEN! Das ist haarscharf an der Grenze.....wenn Du logarithmische Diagramme lesen kannst. Und da Du ja nicht weisst, wie sich der Strom verteilt..... na ja....jeder hat mal klein angefangen.... aber ich kann mich nicht erinnern, frueher alle Vorschlaege in den WInd geschlagen zu haben.... gab ja auch noch kein INternet Gruss Michael
4,8 A sind nun noch nicht so viel Strom für einen LiIonen Akku. Wenn das kein ganz kleiner (<1 Ah) ist, sollte das auch ohne Puffer gehen. Es ist ja nur eine relativ kurze Zeit. Ein Problem für den Akku wären die hohen Ströme bei Dauerbetrieb, kurzzeitig hält sich da die Erwärmung in Grenzen. Extra Widerstände für die LED, oder alternativ auch ein separater MOSFET je Kette wären auch gut, dann darf die Spannung auch ein wenig einbrechen und man braucht keinen so großen Elko.
Hunter schrieb: > gut sie tuns nicht aber wieso funktioniert es dann? Bis jetzt scheint doch noch garnichts zu funktionieren, ausser - vielleicht - Dein Simulator (Du hast doch bestimmt auch den Innenwiderstand des 3F Kondensators simuliert, an dem 0.3V abfallen.....und das Modell der LED, das Du benutzt spiegelt bestimmt die Kennlinie richtig wieder!?) Es wird auch funktionieren, nur eben nicht so wie Du das willst (4 LED in Serie bei 4.8A / 12 = 400mA -> 4 x 1.8V, + 0.3V am Innenwiderstand des C = 7.5V.....und DU betreibst das mit 5.2V?????) Warum baust Du denn das Teil nicht mal auf, haengst es an einen Pulsgenerator und ein Labornetzgeraet. Nicht um UNS zu ueberzeugen sondern um selber einen Erkenntnisgewinn zu haben. Im Moment weisst Du alles besser und bist damit zufreden. Spar Dir das Teil auf ´ne PLatine zu bauen und Dich ggf. hinterher zu aergern. Dann siehst Du gleich - ob die Ausleuchtung i.O. ist - ob die LED ihre Stroeme so prima selbe verteilen wie Du meinst - wie lange die LEDs bei welchem Strom und wechem Kondensator weiterleuchten und kannst die weiteren Schritte in Ruhe selber ueberlegen ohne hier irgendwelche besserwissserischen Ratschlaege zu bekommen ;-) Gruss Michael
Michael Roek schrieb: > Schau Dir an, welche LED prima hell leuchten, welche nicht. Da es sich ja hier um IR-LEDs handelt, kann man die unterschiedliche Helligkeit noch nicht mal sehen. :-( Gruss Harald PS an Hunter: Schliesst Du Deine Leuchtstofflampen eigentlich auch immer ohne Vorschaltgerät an 230V an?
> Da es sich ja hier um IR-LEDs handelt, kann man die unterschiedliche > Helligkeit noch nicht mal sehen. :-( Das geht mit jeder handelsueblichen Digitalkamera im Rahmen der hier notwendigen Genauigkeit Und das mit den Leuchtstoffroehren geht ja moeglicherweise im Simulator seines Vertrauens auch. Die Simuliererei hat ja inzwischen um sich gegriffen. Ich waere frueher froh und dankbar ueber ein solches System gewesen (gerade Monte Carlo Analysen waren frueher ein Graus), aber heute glauben viele Jungs, das Simulatoren das non-plus-ultra sind. Und dann koennen sie noch nicht mal die Modelle lesen und beschweren sich dass Die Halbleiterhersteller nich modelliert haben, was passiert wenn der Hund bellt...... werde mich hier jetzt auch ausklinken...... Gruss Michael
Um dem TO jetzt noch seine ursprüngliche Frage zu beantworten: Schau dir doch mal Car hi-fi Stützkondensatoren an. Die Dinger gibt's mit 1F / 16V für schmales Geld und können ziemlich viel Strom ab. Sind aber auch entsprechend riesig. ABER: Du wirst mit deiner jetzigen Schaltung plus dem Kondensator deine LEDs sofort töten, da so ein Kondensator verdammt viel Strom zulässt. Vorsicht, auch LEDs können bei genügend Strom explodieren. Setz' also eine Schutzbrille auf, nicht dass Dir LED-Splitter in die Augen fliegen. Gruß Jonathan
Und wie sollte ich eurer Meinung nach den Widerstand dimensionieren, hab kaum einen spielraum bei 5,2 v und 3 leds, maximal 0,2 v die ich über den Widerstand "lenken" könnte. Wenn die 0,2 V ausreichen kein problem...
Meine Rechnung wäre, 50mV über den MOSFET, 5,1V über die LEDs, sind 1,7V pro LED, somit 50mV über den Widerstand sind bei 300mA demzufolge 160mOhm. Wäre das eine Lösung zum Schutz der LEDS???
Mal 'ne ganz andere Frage: Wenn das ein "Blitz" sein soll, warum die extreme Leuchtdauer von 100 msec? Was soll denn damit wofür beleuchtet werden?
Die 100ms sind wenn dann nur die maximalzeit, soll für ne kamera und damit verbundene Nachtfotos sein, mit dauerlicht bei 50mA led strom ist die bildqualität ganz passabel, nur möchte ich evtl. auch einen Blitz testen wobei ich die verschlusszeit der kamera verringern könnte aber auch die akkulaufzeit erhöhen. Welche Zeit die LEDs aktiv sein müssen wuss ich experimentell bestimmen, deshalb hier die maximalanforderungen.
Hunter schrieb: > mit dauerlicht bei 50mA led strom ist > die bildqualität ganz passabel, Das bei welcher Belichtungszeit?
Bei 3-4s, wie ist es denn nun mit den Vorwiderständen, sind die zu klein. gibts es da überhaupt einen Richtert in welcher größe die sich befinden sollten?
So ein bis zwei Ohm sollten die Widerstände schon haben. Kannst Du vielleicht mit der LED-Spannung noch höher gehen? Du könntest doch den µC direkt per Akku versorgen und mittels Step-Up den Car-hifi-Kondensator langsam auf -sagenwirmal- 10V "aufpumpen". Der Blitz kann dann vollständig mit dem Kondensator versorgt werden, dann muss der Step-Up nicht so viel Strom schaffen und es bleibt auch noch genug Luft für die Vorwiderstände. Das Gate deines MOSFETs kannst Du ja (wegen der verringerten µC-Betriebsspannung) mit einem PNP-Transistor auf +10V ziehen, bzw. am besten gleich anstatt des MOSFETs einen Bipolartransistor nehmen. Das wäre dann eine schöne, einfache und sichere Lösung. Gruß Jonathan
Klingt nicht schlecht, da muss dann halt nur ein anderer step-up wandler her denn der den ich jetzt "drin" hab, macht nur 5,2 V. Oder ich versorge die leds mit nem zusätzlichen. die von mir verwendeten kondensatoren, +1 könnten zumindest fast 8 V ab, das wären dann auch schon 4 LEDs in Reihe und dadurch nurnoch 12 parallel. Ich schau mal nach nem zusätzlichen step-up wandler
Da der kondensator ja mit max. 500mA geladen wird, wird ja auch kein zu großer Wandler benötigt.
Aber prinzipiell würde doch selbst ein solch kleiner Widerstandn von 160mOhm den Strom soweit begrenzen das er nicht zu weit ansteigt, vorallem wenn ich die leds bei 100ms bzw. vielleicht auch nur 80/90ms nur mit rund 65-70% des machbaren betreibe(300mA/430mA wären möglich).
Nächste Idee wäre, nur 2 in reihe zu schalten und das dann 24 mal parallel, dann einen 2,7Ohm widerstand davor und an 4,2v betrieben, würde zwar dann ein 5F kondensator rein müssen. der puffert mir die 7,2A dann schon für die kurze zeit.
Also ich hab auch schon viel mit Led's gemacht und Widerstand hin oder her: -> ich kenne keine LED's die 100mV Schwankung haben das ist absurd, maximal einige mV sind die Regel, also wenn man die parallel ohne widerstand schaltet dann ergibt das in der Regel nur einen MAGINALEN unterschied. (am Besten mit ner Kamera Testen, jedoch auf möglichst idente zuführungs-Kabel achten) bei über 2 Ohm wäre dass in diesem Fall ne unsinnige Verlustleistung!! -> Auch wenn sie kurzzeitig am Limit betrieben werden wäre ein Vorwiederstand im mOhm Bereich über das Ganze sicher sinnvol aber nicht Pflicht, am besten mal mit einen Oszy genau ausmessen Wichtig: je mehr du ans Limit gehst bzw. der Vorwiderstand geringer wird ist desto schneller kommst du in den Ptot(Bauteilzerstörung) Bereich bei einer Temperaturerhöhung(!),Spannungsschwankung(erhöhung) am Elko (beachte auch die Gate Spannung des Mosfets sollte immer gleich sein wegen dem Rsg widerstand, Konstante uP Spannung) Also wenn der Innenwiderstand vom Mosfet ausreicht z.b. 100mOhm und du mit guter Sicherheit z.b. die LED's 70% von Ptot betreibst spricht a nix gegen das weglassen eines Widerstandes jedoch umbedingt die Werte genau nachmessen! (Strom/Spannungsrichtige Messchaltung) Unterm Strich würd ich aber in dem Falle mit einer verkürzung der Lebenserwartung rechnen! -> Alternative: Den Elko etwas höher aufladen z.b. 6-7V, und mit dem Mosfet eine Strombegrenzung/Stromquelle realisieren anhand eines einfachen Spannungsteilers am Gate also die Gatespannung regeln, Funktioniert wenn man ein Mosfet Datenblatt hernimmt sehr gut allerdings muss diese aufgrund von starker Streung genau mit einem Potentiometer justiert werden was aber im Bereich von ca5A gut zu realisieren sein sollte. Und wenn man hier selbst mit +/-10% Veränderung in Abhängigkeit mit der Temp rechnet gibt es keinen grund zur Sorge der Zerstörung Sollte übrigens auch zu einem etwas gleichmäßigeren Leuchten in den 100ms verhelfen
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Um die Strombegrenzungswirkung zu verstärken, würde ich empfehlen wenn dann den Vorwiderstand so einzubauen
Wenn Du die LEDs schon am Limit betreibst, warum nicht auch den Akku? Nimm so nen Modellbau LiPo und schalte den einfach hart auf dei LEDs, Der kann z.B. über 200A: http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__19120__Turnigy_nano_tech_1800mah_3S_65_130C_Lipo_Pack.html
und der immer noch 40A: http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__9607__Rhino_1050mAh_2S_7_4v_40C_Lipoly_Pack.html
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Am besten teste ich es einfach... sollte ich dann einen erhöhten LED-Ausfall nach zu geringer zeit feststellen, kann ich immernoch reagieren. Beim letzten versuch bei 10ms und 200mA haben, hatte ich das oszi an ein paar leds dran und die hatten eine schöne symetrische Flussspannung. Außerdem, verglichen mit handelsüblichen LEDS, haben sie schon ein großen Betriebsbereich, vorallem ist die kennlinie nicht wie bei einer normalen led, sie kommt mir linearisierter vor.
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