Hallo Elektronikfreunde, bei Pollin habe ich 4 Power LED 9V 300mA gekauft, welche ich nun unter die Küchenzeile im Wohnwagen bauen will. Folgende Schaltung habe ich mir dafür ausgedacht. (Siehe Bild)OP, FET und PowerLED sowie Einstellregler nur 1x gezeichnet. Könnte das so funktionieren oder brauche ich eine duale Spannungsversorgung für de OP. Die Batterie wird dann durch die vorhandene Bordspannung von ca. 13V= ersetzt. Gruß Manfred
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Klaus Ra. schrieb: > Das IC sollte schon Rail-to-Rail können. Der LM324 kommt schon nahe genug an die negative Rail heran. Ich würde die Schaltung einfach mit 15 in Reihe geschalteten 1N400x, anstelle der LED, ausprobieren. Gruss Harald
Harald Wilhelms schrieb: > Ich würde die Schaltung einfach mit 15 in Reihe geschalteten > 1N400x, anstelle der LED, ausprobieren. > Gruss > Harald Das ist schon klar. Zum Test der Stromregelung nehme ich eine Glühlampe 12V 3-5W. Manfred
Sehr energieeffizient ist die Schaltung nicht, und gerade bei Camping/Wohnwagen ist man doch eigentlich auf jede 'Ah' angewiesen, die der Akku noch liefern kann. Sollen außerdem auch immer gleich alle 4 LEDs an sein, oder soll man auch mal nur eine, zwei oder drei davon einschalten können? Da der LM324 ja vier OpAmps in einem DIL-14-Gehäuse vereinigt, müsste man sich sonst fragen, wie die Abschaltung der anderen LEDs zu realisieren sei. Meine bescheidene Empfehlung wäre dies hier - guckst Du: http://www.led-treiber.de/html/getaktete_treiber.html Dort gibt's einige getaktete Treiberschaltungen mit hohem Wirkungsgrad und damit verbunden keine Probleme mit der Kühlung von linear geregelten Transistoren, wie bei Dir der MOSFET, der schon mal fast 1W (bei 12,8V Akkuspannung) in Wärme 'verbraten' muss. Damit wird er z.B. im TO-220-Gehäuse ohne Kühlkörper und purer Konvektionkühlung schon verdammt heiß. Und Hitze ist für eine hohe Lebensdauererwartung von vielen Elekronikkomponenten nicht gerade förderlich. Außerdem sind getaktete Treiber besser via PWM dimmbar - auch dazu gibt's auf der Seite (guckst Du hier: http://www.led-treiber.de/html/leds_grundlagen.html#PWM-Dimmer) eine sehr zuverlässige Schaltung, die dies ermöglicht. Aus meiner eigenen Erfahrung kann ich definitiv sagen, dass sie sehr gut ihren 'Dienst' verrichtet, da ich sie schon mehrfach aufgebaut habe. :-) Desgleichen gilt für die verschiedenen Varianten der getakteten Treiberschaltungen.
Viel zu aufwendig, für den Zweck reicht eine einfache KSQ aus zwei Transistoren und 2 Widerständen aus. Bei 9V an 12V müsste ein Schaltregler min. 75% Wirkungsgrad haben, lohnen würde sich das wohl kaum.
> Sehr energieeffizient ist die Schaltung nicht... Ja, aber auch nicht sooo schlecht: 9,6V/12,8V=0,75=75%. Ein PWM-gedimmter Schaltregler hat auch keine 100% und dazu kommt, dass im abgedimmten Zustand die LED bei PWM trotzdem immer mit dem Maximalstrom läuft und dabei eine deutlich schlechtere Effizienz als eine linear abgedimmte LED mit gleicher Helligkeit hat. Daher kann in diesem Fall (hohe LED-Flussspannung) die lineare Variante der PWM-Variante von der Effizienz her gleichwertig sein. Dazu kommt der viel geringere Aufwand und die komplette Flimmerfreiheit. Ich würde mir jedenfalls kein "Stroboskop" hinhängen (auch wenn man`s wohl nicht sieht), sondern einen einstellbaren Schaltregler mit geringer Stromwelligkeit nehmen.
Timm Thaler schrieb: > Viel zu aufwendig, für den Zweck reicht eine einfache KSQ aus zwei > Transistoren und 2 Widerständen aus. Klar, DAS würde auch gehen. In der Originalschaltung im 1. Post wird aber bereits ein OpAmp ein MOSFET und noch ein bißchen drumherum benötigt, womit der Aufwand gegenüber einer getakteten Version mit Komparator, MOSFET und ein bißchen drumherum annähernd identisch ist. > Bei 9V an 12V müsste ein Schaltregler min. 75% Wirkungsgrad haben, Hat er und sogar besser! > lohnen würde sich das wohl kaum. Wie ich schon erwähnte bei Batterie-/Akkubetrieb lohnt es sich, meiner Meinung nach, immer! Aber jedem sein 'Pläsirchen'.
ArnoR schrieb: >> Sehr energieeffizient ist die Schaltung nicht... > > Ja, aber auch nicht sooo schlecht: 9,6V/12,8V=0,75=75%. Meine Milchmädchenrechnung besagt folgendes: P_led = 9V * 0.3A = 2.7W P_v1 = (Uein - U_led) * I_led = (12.8V - 9V) * 0.3A = 1.14W I_R1,D1 = (U_batt - U_led) / R1 = (12.8V - 1.6V) / 1k = 11.2mA P_v2 = U_bat * I_R1,D1 = 12.8V * 11.2mA = 143.36mW n = P_aus / P_ges = P_led / (P_v1 + P_v2 + P_led) = 2.7W / (1.14W + 0.14W + 2.7W) = 0.678 oder in Prozent: 67.8% Damit geht also mindestens ein sattes Drittel der aufgenommenen Leistung in Wärme 'verloren'. > Ein > PWM-gedimmter Schaltregler hat auch keine 100% und dazu kommt, dass im > abgedimmten Zustand die LED bei PWM trotzdem immer mit dem Maximalstrom > läuft und dabei eine deutlich schlechtere Effizienz als eine linear > abgedimmte LED mit gleicher Helligkeit hat. Folgendes zur Beachtung: Der Wirkungsgrad (Effizienz) des Schaltreglers ändert sich kaum merklich, egal ob nun mittels PWM die Helligkeit verändert wird oder nicht. Die Effizienz einer linear geregelten Stromquelle ändert sich ebenfalls kaum, WENN z.B. als Last eine LED mit annähernd konstanter Vorwärtsspannung (Uf) vorliegt. Sollte man sich aber dann irgendwann im Knickbereich der Kennlinie befinden (stark gedimmt), so wird der Wirkungsgrad schlechter, da die Uf ebenfalls kleiner wird und über dem Regeltransistor somit eine größere Spannung abfällt. Damit liegt der klare Vorteil bei den Schaltreglern! Ihnen ist es so gut wie egal, welche konkrete Spannung die Last gegenüber dem Eingang hat - der Wirkungsgrad bleibt (annähernd) gleich. Bei linear geregelten Konstantstromquellen steigt und fällt der Wirkungsgrad ganz grob mit dem Verhältnis der Ein- zur Ausgangsspannung. Nicht vernachlässigen sollte man(n) diesen Sachverhalt: Die abgestrahlte LED-Farbe ist leicht stromabhängig, d.h. der Farbwert ändert sich mit abnehmenden Nennstrom. Wer das mag und/oder billigend in Kauf nimmt, dem kann ich dann natürlich nicht widersprechen. > Daher kann in diesem Fall (hohe LED-Flussspannung) die lineare Variante > der PWM-Variante von der Effizienz her gleichwertig sein. Dazu kommt der > viel geringere Aufwand und die komplette Flimmerfreiheit. Ich würde mir > jedenfalls kein "Stroboskop" hinhängen (auch wenn man`s wohl nicht > sieht), sondern einen einstellbaren Schaltregler mit geringer > Stromwelligkeit nehmen. Arbeitest/Lebst Du evtl. an Deiner Arbeitsstelle/Zuhause unter 'Leuchtstoffröhren-Befeuerung'?!? Dann sollte Dir eigentlich auch dort die 100Hz-Flimmerei deutlich auf die 'Augen' gehen, oder? Komisch nur, dass dort niemand meckert, aber andererseits viele Personen meinen PWM-gedimmte LEDs noch bei über 200Hz flimmern zu sehen?! :lol: Nichts für ungut, aber es scheint wirklich Geschmacksache zu sein und jeder sollte sich ganz individuell überlegen, nach welcher Methode er den Strom für die LED bereit stellt. :-)
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> Meine Milchmädchenrechnung besagt folgendes: ... > in Prozent: 67.8% Ich gehe davon aus, dass es sich um diese LED handelt: http://www.pollin.de/shop/dt/MjEyOTc4OTk-/Lichttechnik_Leuchtmittel/LED_Technik/LEDs/LED_Modul_DAYLITE_COB_W_FLM11_3W_warmweiss.html Und da sagt das DB: UF=9,6V typ. Nun darfst du nochmal. > Folgendes zur Beachtung: ... Am Thema vorbei. Es ging nur um die Effizienz der LED, nicht der Ansteuerschaltung. Im angehängten Bild sieht man was ich meine (ist hier zwar eine ander LED, aber das Prinzip stimmt, einfach die 1500mA als 300mA für die hier betrachtete LED nehmen). Bei PWM-Dimmung läuft die LED auch im abgedimmten Zustand immer mit dem Maxilastrom von 300mA (im Bild 1500mA) und damit mit geringer Effizienz. Bei linearer Dimmung (also Gleichstrombetrieb) steigt die Effizienz mit abnehmendem Strom merklich an, so dass bei gleicher Helligkeit die Leistungsaufnahme der LED dann deutlich geringer ist. Damit steigt auch der Wirkungsgrad der linearen Schaltung an, während der der PWM-gedimmten etwa konstant bleibt. Man muss bei solchen Vergleichen immer den Lichtstrom ins Verhältnis zur Leistungsaufnahme setzen und nicht einfach nur elektrische Daten betrachten.
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ArnoR schrieb: >> Meine Milchmädchenrechnung besagt folgendes: ... >> in Prozent: 67.8% > > Ich gehe davon aus, dass es sich um diese LED handelt: > > http://www.pollin.de/shop/dt/MjEyOTc4OTk-/Lichttechnik_Leuchtmittel/LED_Technik/LEDs/LED_Modul_DAYLITE_COB_W_FLM11_3W_warmweiss.html > > Und da sagt das DB: UF=9,6V typ. Nun darfst du nochmal. Peanuts. Das kann aber gerne 'magroma' machen, falls er dies hier alles überhaupt noch durchliest?! ;-) >> Folgendes zur Beachtung: ... > > Am Thema vorbei. Es ging nur um die Effizienz der LED, nicht der > Ansteuerschaltung. Im angehängten Bild sieht man was ich meine (ist hier > zwar eine ander LED, aber das Prinzip stimmt, einfach die 1500mA als > 300mA für die hier betrachtete LED nehmen). Da fehlen sicherlich die Randbedingungen! In Deiner 'Figure 4' geht man vmtl. davon aus, dass sich die Kühlbedingung der LED nicht geändert hat, womit die LED mit zunehmenden Strom eben heißer wird und dadurch weniger Lumen/Watt bringt, die sogenannte 'Temperature Degradation' und da hat z.B. ein Seoul 3.5W Star LED (P4 Version) bei 140°C Junctiontemp. nur noch 75% ihrer Lichtausbeute (100% wären es bei 40°C), was eigentlich ganz gut zu der von Dir präsentierten Kurve passen würde, sofern man den richtigen Kühlkörper selektiert hat. (siehe auch Bild <...76.jpg>) Hält man die Temperatur der LED konstant, so steigt die Lichtausbeute annähernd linear (hat nur eine ganz leichte Krümmung nach unten) mit dem Strom an! (siehe auch Bild <...87.jpg>) Schau Dir also bitte noch mal ganz genau das DB an, denn da scheint Dich etwas in die Irre geführt zu haben. Damit ist Deine Anmerkung leider wieder völlig hinfällig, denn die Temp.-Erhöhung ist beim Effektivwert des Stromes, egal ob linear oder geschaltet geregelt, der gleiche. Damit sinkt auch die Effizienz der LED mit steigender Junction-Temperatur - aber das ist bei allen LEDs so. > Bei PWM-Dimmung läuft die LED auch im abgedimmten Zustand immer mit dem > Maxilastrom von 300mA (im Bild 1500mA) und damit mit geringer Effizienz. Falsch! Wie ober erläutert. > Bei linearer Dimmung (also Gleichstrombetrieb) steigt die Effizienz mit > abnehmendem Strom merklich an, so dass bei gleicher Helligkeit die > Leistungsaufnahme der LED dann deutlich geringer ist. Damit steigt auch > der Wirkungsgrad der linearen Schaltung an, während der der > PWM-gedimmten etwa konstant bleibt. Eben nicht, wie ich weiter oben schon erläutert habe. > Man muss bei solchen Vergleichen immer den Lichtstrom ins Verhältnis zur > Leistungsaufnahme setzen und nicht einfach nur elektrische Daten > betrachten. Tja, da aber der Lichtstrom bei konstantem Effektivwert des Stromes und damit in beiden Fällen der Stromregelung (linear/schaltend) zu einer identischen Junction.-Temp. der LED führt, sind Deine Betrachtungen/Überzeugungen leider nicht richtig.
Raimund Rabe schrieb: > Arbeitest/Lebst Du evtl. an Deiner Arbeitsstelle/Zuhause unter > 'Leuchtstoffröhren-Befeuerung'?!? Dann sollte Dir eigentlich auch dort > die 100Hz-Flimmerei deutlich auf die 'Augen' gehen, oder? Komisch nur, > dass dort niemand meckert, aber andererseits viele Personen meinen > PWM-gedimmte LEDs noch bei über 200Hz flimmern zu sehen?! :lol: Was gibts das zu lolen, nur weil Du es nicht verstehst. Natürlich flimmern Leuchtstofflampen mit 100 Hz. Deswegen sind Leuchtstofflampen über drehenden Maschinen ohne Kompensationsschaltung verboten: Stroboskopeffekt. Der Unterschied zwischen LED und Leuchtstofflampe: Die Leuchtstofflampe ist ein großzügig dimensionierter Flächenstrahler, der immer eine große Anzahl Sehzellen abdeckt. Die LED ist ab einer bestimmten Entfernung fast ein Punktstrahler, der nur wenige Sehzellen abdeckt. Bewegt man den Kopf, oder die Augen schnell seitwärts, wandert das Bild der LED über die Sehzellen. Ist die LED moduliert, werden dabei einige Sehzellen ausgelassen. Es ergibt sich kein Lichtstreifen, sondern ein Punktmuster. Kann man prima an gedimmten Lichtstreifen im Baumarkt beobachten: Mal davorstellen und dann mit den Augen links-rechts-links schauen. ArnoR schrieb: > Bei linearer Dimmung (also Gleichstrombetrieb) steigt die Effizienz mit > abnehmendem Strom merklich an, so dass bei gleicher Helligkeit die > Leistungsaufnahme der LED dann deutlich geringer ist. Dabei kann es Dir aber passieren, dass LED einen Farbstich bekommt, mitunter werden die bei zu geringem Strom ganz eklig grün. Liegt einfach daran, dass der Weisswert als Kombination des von der LED erzeugten Lichtes und des vom Leuchtstoff erzeugten Lichtes auf den Nennstrom optimiert ist.
Timm Thaler schrieb: > Raimund Rabe schrieb: >> Arbeitest/Lebst Du evtl. an Deiner Arbeitsstelle/Zuhause unter >> 'Leuchtstoffröhren-Befeuerung'?!? Dann sollte Dir eigentlich auch dort >> die 100Hz-Flimmerei deutlich auf die 'Augen' gehen, oder? Komisch nur, >> dass dort niemand meckert, aber andererseits viele Personen meinen >> PWM-gedimmte LEDs noch bei über 200Hz flimmern zu sehen?! :lol: > > Was gibts das zu lolen, nur weil Du es nicht verstehst. Och ja. Verstehen tue ich es schon - nur nicht warum Du Dir auf den Schlips getreten fühlst?!? > Natürlich flimmern Leuchtstofflampen mit 100 Hz. Deswegen sind > Leuchtstofflampen über drehenden Maschinen ohne Kompensationsschaltung > verboten: Stroboskopeffekt. > > Der Unterschied zwischen LED und Leuchtstofflampe: Die Leuchtstofflampe > ist ein großzügig dimensionierter Flächenstrahler, der immer eine große > Anzahl Sehzellen abdeckt. Die LED ist ab einer bestimmten Entfernung > fast ein Punktstrahler, der nur wenige Sehzellen abdeckt. > > Bewegt man den Kopf, oder die Augen schnell seitwärts, wandert das Bild > der LED über die Sehzellen. Ist die LED moduliert, werden dabei einige > Sehzellen ausgelassen. Es ergibt sich kein Lichtstreifen, sondern ein > Punktmuster. Kann man prima an gedimmten Lichtstreifen im Baumarkt > beobachten: Mal davorstellen und dann mit den Augen links-rechts-links > schauen. Kann man auch bei einigen Autos neueren Baujahres (und der 'Oberklasse') an den Rücklichtern beobachten (zumindest bei Dunkelheit). > ArnoR schrieb: >> Bei linearer Dimmung (also Gleichstrombetrieb) steigt die Effizienz mit >> abnehmendem Strom merklich an, so dass bei gleicher Helligkeit die >> Leistungsaufnahme der LED dann deutlich geringer ist. > > Dabei kann es Dir aber passieren, dass LED einen Farbstich bekommt, > mitunter werden die bei zu geringem Strom ganz eklig grün. Etwas in der Art hatte ich schon erwähnt. > Liegt einfach daran, dass der Weisswert als Kombination des von der LED > erzeugten Lichtes und des vom Leuchtstoff erzeugten Lichtes auf den > Nennstrom optimiert ist. Jip, denn die weiße LED ist eigentlich eine Blaue, was man auch an den Uf-Werten der weißen LEDs erkennen kann.
Timm Thaler schrieb: > Dabei kann es Dir aber passieren, dass LED einen Farbstich bekommt, > mitunter werden die bei zu geringem Strom ganz eklig grün. Was für einen Farbstich sollte die bekommen. Die grünen und roten Farbanteile bei weißen LEDs werden doch meist gar nicht direkt durch das LED Element, sondern durch den Lumineszenzfarbstoff erzeugt.
Ja, und die Effizenz dieses Farbstoffes hängt von verschiedenen Faktoren wie Temp, Lichtstrom... ab. Da sich der Leuchtklecks aus mehreren Farbstoffen zusammensetzt, um ein möglichst breites Spektrum zu erhalten, können auf Änderung der Lichtmenge und LED-Temp die Farbstoffe unterschiedlich reagieren und das Spektrum verschieben. Hab ich selbst schon bei verschiedenen kleinen und Hochleistungs-LED beobachtete, meistens gingen die ins Grün, seltener ins Violett. Seriöse Hersteller geben einen Mindeststrom für ihre LED an, der meist bei 5-10% des Nennstromes liegt. Ich hab hier auch eine 3W-LED-Lampe von Pollin, die beim Einschalten im Vergleich zur nebenhängenden Glühlampe leicht rosastichig ist, nach Erreichen der Betriebstemp ist der Farbstich weg. Ich hab auch schon reine blaue LED gehabt, die bei Verringerung des Stromes ins Türkis abglitten. Da weiss ich aber nicht, welcher Mechanismus dahintersteckt. Die Bandverschiebung aufgrund der Chiptemp kann eigentlich nicht so groß sein. Allerdings ist das Auge da auch leicht zu täuschen, deswegen kann man sowas nur in Verbindung zu einer Referenzlichtquelle sagen. Z.B. wirkt eine weisse LED, die vorher als weiss angesehen wurde, nach Zu- und wieder Abschalten einer roten LED blaustichig, bei einer blauen LED rotstichig, weil der automatische Weissabgleich des Auges sich auf die Mischfarben einstellt. Ich würde das gern spektral quantifizieren, aber ich bin immer noch auf der Suche nach einem kleinen leistungsfähigen CCD-Spektrometer...
Timm Thaler schrieb: > Ich würde das gern spektral quantifizieren, aber ich bin immer noch auf > der Suche nach einem kleinen leistungsfähigen CCD-Spektrometer... "CCD" oder "CD"? Letzteres ist zumindest konkurrenzlos billig. :-) Gruss Harald
Timm Thaler schrieb: > ich bin immer noch auf der Suche nach einem kleinen leistungsfähigen > CCD-Spektrometer... Schau mal hier: Digitales PC-Spektrometer und der passende Beitrag "PC-Spektrometer - Problem mit Linien-CCD (AVR)"
Harald Wilhelms schrieb: > "CCD" oder "CD"? Letzteres ist zumindest konkurrenzlos billig. Es sollte schon ein "richtiges" Gitter sein. Im Idealfall ein konkaves holografisches, so dass ich direkt mit einem LWL reingehen kann und kein weiteres Abbildungselement brauche. Ich hatte damit im studentischen Praktikum zu tun, das ist schon genial. Leider sind die Dinger immer noch schweineteuer. Die Einkopplung soll über LWL erfolgen, weil man dann flexibel verschiedene Lichtquellen ankoppeln kann, auch mal eine Ulbrichtkugel.
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