Hallo Ihr Elektronikexperten, mangels ausreichender Kenntnisse bin ich allein nicht zum Ziel gekommen und brauche nun Eure Hilfe. Ich benötige eine Schaltung für eine spezielle LED-Steuerung, die ich auf Lochrasterplatine aufbauen möchte. Es geht darum, folgende Anforderungen zu erfüllen.: 1. 7 Leistungs-LEDs (siehe unten) sollen mit Rechteckpulsen gesteuert werden. 2. Strom: 950mA, geregelt 3. Die Pulsfrequenz sollte ca. von 1Hz bis 2,5Hz einstellbar sein. 4. Es wird meist ein Tastgrad von 0,5 benötigt (Tastgrad = Impulsdauer / Periodendauer). 5. Gerne würde ich die Impulsdauer einstellen können, um den Tastgrad bei Bedarf bis ca. 0,2 vermindern zu können. 6. Der Netztrafo soll aus Kostengründen möglichst einer meiner 24V-Ringkerntrafos sein (60VA). 7. Die LEDs benötigen bei geregelten 950mA eine Spannung im Bereich von ca. 16-23V, wie ich unten ermittelt habe. ==> 24V-Trafonennspannung könnten knapp ausreichen (notfalls müsste ich noch einige Lackdrahtwindungen ergänzen). 8. Die Schaltung muss mit den üblichen Netzspannungsschwankungen klarkommen. Ein Flackern der LEDs bei deutlicher Unterspannung wäre OK, wenn sich die Schaltung danach wieder fangen würde (merkbare Unterspannung kommt hier äußerst selten vor). 9. Sehr wichtig: Möglichst geringe HF-Anteile an den LEDs! 10. Es wird eine 1,5-2m lange Zuleitung vom Glättungselko bis zur restlichen Elektronik benötigt. Zur Umsetzung: Um die HF-Anteile zu minimieren, dachte ich, einen Linearregler zu verwenden. Ein Stromregler kann leicht Störungen produzieren, wenn die LEDs in Pulsen ein- und ausgeschaltet wird. Stattdessen könnten die LEDs in der Ausphase überbrückt werden. Das könnte ein Transistor übernehmen, der durch Rechteckpulse gesteuert wird. Ich hatte mich dann in ersten Schritt nach einem passenden Linearregler umgeschaut, kam aber mit LM350 & Co. nicht zum Ziel (zu niedrige Spannungs- und Leistungsgrenzen). Bestimmt geht das irgendwie mit weiterer externer Beschaltung. Mangels Begabung würde mir gegenwärtig die Zeit einfach nicht reichen, um alles Nötige zu lernen und nach zig Experimenten zum Ziel zu kommen. Darum bin ich froh, dass hier einige sehr kompetente Leute im Forum schreiben. Ihr könnt mir sicherlich gut weiterhelfen. Deshalb meine Frage: Wie würdet Ihr eine solche Schaltung realisieren? Für Eure Anworten bedanke ich mich bei Euch schon mal im Voraus! :-) Gruß Thomas +++++ Anhang: LED-Parameter + etwas zum Netzteil +++++ Nun zu den Parametern, die sich aus den zu verwendenden LEDs ergeben: Es geht um die Osram Oslon SSL, rot, 165lm mit Platine (10x10mm) http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Osram-High-Power-LEDs/Osram-Oslon-SSL-rot-130lm-mit-Platine-10x10mm.html Aktuelles Datenblatt bei Osram: http://www.osram-os.com/Graphics/XPic8/00088589_0.pdf/LR%20CP7P%20%28EnglishDeutsch%29.pdf Zur Netzteildimensionierung brauche ich den Durchlass-Spannungsbereich für die 7 in Reihe geschalteten LEDs an 950mA. Zunächst die im Datenblatt (S.4) angegebenen Durchlassspannungen: Minimale Durchlassspannung, 7LEDs, 350mA: ca. 2,0V*7LEDs = 14,0V Typische Durchlassspannung, 7LEDs, 350mA: ca. 2,15V*7LEDs = 15,0V Maximale Durchlassspannung, 7LEDs, 350mA: ca. 2,6V*7LEDs = 18,2V Der Spannungsbereich von 14V bis 18,2V verschiebt sich natürlich an 950mA nach oben. Um welche Differenzspannung sich die typischen Werte an 950mA verschieben, ermittele ich durch Ablesen aus der Kennlinie auf S. 8.: Typische Durchlassspannung, 7LEDs an 350mA: ca. 2,15V(abgelesen)*7LEDs = 15,0V Wie oben angegeben, also ist die Kurve an dem Punkt korrekt. Typische Durchlassspannung, 7LEDs an 950mA: ca. 2,67V(abgelesen)*7LEDs = 18,7V ==> An 950mA steigt die typische Durchlassspannung also um 3,7V. Grobe Vereinfachung: Wenn ich diese 3,7V den oben angegebenen Durchlassspannungen hinzurechne, dann kann ich die Werte an 950mA grob abschätzen.: Minimale Durchlasssp. (950mA, 7LEDs) = 14,0+3,7 = 17,7V Typische Durchlasssp.: (950mA, 7LEDs) = 15,0+3,7 = 18,7V Maximale Durchlasssp.: (950mA, 7LEDs) = 18,2+3,7 = 21,9V Jetzt kommt noch der Temperatureinfluss hinzu (Kennlinie, Datenblatt, S.9 oben links): ∆U(Tj=0°C) = +0,07V(abgelesen)*7 = +0,05V ∆U(Tj=100°C) = –0,12V(abgelesen)*7 = –0,84V Nach dieser Grobabschätzung läge der Spannungsbereich (bei geregelten 950mA) ca. zwischen 16,9 und 21,9V. Die TATSÄCHLICHEN Kennlinien weichen wahrscheinlich eher in der Form von der typischen Kennlinie ab, als dass sie einfach nur verschoben wären. Somit sollte der Spannungsbereich noch etwas großzügiger angenommen werden. ===> Ich denke, die Schaltung sollte ca. 16-23V liefern können (950mA, geregelt, gepulst). Somit wäre die Verwendung meiner 24V-Trafos (60VA, Ringkern) vielleicht noch möglich. Daher nachfolgend noch einige Berechnungen zum Netzteil (Trafo, Brückengleichrichter, Siebelko). Die Last-Spitzenspannung beträgt 24V*SQRT2=33,9V. Die Leerlauf-Spitzenspannung ergibt sich dann zu ca. 1,16*24*SQRT2=39,4V. Bei 10% Netzüberspannung liefert der Trafo bis zu 39,4*1,1= 43,3V im Leerlauf. ==> Am Siebelko würden dann 43,3-2=41,3V anliegen. Mindestspannung: Bei 10% Restwelligkeit nach Gleichrichtung und Glättung liefert das Netzteil: 33,9*0,9 -2 =28,5V Bei 10% Netzunterspannung (w. o. 10% Restwelligkeit) blieben am Elko: 33,9*0,9*0,9-2= ca. 25,5V +++++ Anhang-Ende +++++
Thomas N. schrieb: > mangels ausreichender Kenntnisse bin ich allein nicht zum Ziel gekommen > und brauche nun Eure Hilfe. Aber Du hast uns ja eine Litanei geschrieben, die zeigt, dass Du kein Unerfahrener bist, also solltest Du Dein Problemchen doch selber lösen können. Oder ist das abgeschrieben? Schönen Gruß Mani
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Thomas N. schrieb: > Stattdessen könnten die LEDs in der Ausphase überbrückt werden. Daran hatte ich auch oft gedacht, es aber nie ausprobiert. Also entweder Stromquelle mit PWM an "Enable" oder "kurzschließen". Geeignete billige Stromquellen gibt es bei Aliexpress massenweise. Ich bin gespannt, welche Hinweise Du hier noch bekommst, bzw. wir hier noch bekommen. VG Torsten
Torsten C. schrieb: > Geeignete billige Stromquellen gibt es bei Aliexpress massenweise. Die gibt es. Aber kennt jemand auch deren Regelverhalten bei Lastsprüngen?
Thomas N. schrieb: > 9. Sehr wichtig: Möglichst geringe HF-Anteile an den LEDs! Während des Schaltens oder während des Leuchtens der LEDs? > Um die HF-Anteile zu minimieren, dachte ich, einen Linearregler zu > verwenden. Das hilft nur während des Leuchtens. > Ein Stromregler kann leicht Störungen produzieren, wenn die LEDs in > Pulsen ein- und ausgeschaltet wird. Kommt auf den Regler und dessen Steuerung an. Man kann einen sauberen Regler bauen und den auch sanft steuern. Du müsstest mal was zu den zulässigen Übergangsflanken sagen.
Hallo, danke für Euer erstes Feedback. Ich gehe mal der Reihe nach darauf ein.: @Mani W.: > Aber Du hast uns ja eine Litanei geschrieben, die zeigt, dass Du kein > Unerfahrener bist, also solltest Du Dein Problemchen doch selber lösen > können. > Oder ist das abgeschrieben? Nein, schreiben kann ich einigermaßen, da bin ich sehr viel besser, als im technischen Bereich. ;-) Problemchen? Na ja, ich habe wochenlang recherchiert, gerechnet und gedacht, bis ich schrieb. Beim Schreiben habe ich mir die Mühe gemacht, alles einigermaßen eindeutig zu formulieren, um meinen Teil zur Lösung beizutragen, wenn ich schon mal um Hilfe bitte. Vergleichsweise frage ich viel zu selten und dann meist sehr spät. Aber Elektronik ist, wie ich gesehen habe, schon in den scheinbar einfachen Bereichen nicht trivial. Ich hatte z. B. einige Tage gebraucht, bis ich Gleichrichter und Siebelko richtig dimensionieren konnte (Netzüber- und unterspannung, Absicherung des Ringkerntrafos). So was bekomme ich dann ja auch noch alleine hin. Einen Stromregler ohne die Lastsprünge hätte ich auch noch irgendwie allein umgesetzt. Eigentlich hatte ich gedacht, erstmal etwas über Transistoren zu lernen, um den LM350 irgendwie zu erweitern (wenn das denn überhaupt der richtige Weg ist). Aber wegen der Rechteck-Tücken fiel bei mir dann erstmal die Klappe. @Torsten C.: Bei einer „billigen Stromquelle“ denke ich eher an „Chinaböller“. Suchst Du eine ähnliche Lösung? @Irep: > Aber kennt jemand auch deren Regelverhalten bei Lastsprüngen? Ja, das ist der Punkt! @ ArnoR: Danke für Deine Unterscheidung zwischen „HF während des Leuchtens“ und „während des Schaltens“. Ich meine beides, aber ganz besonders im LED-Licht sollte möglichst wenig „Welligkeit“ sein. > Kommt auf den Regler und dessen Steuerung an. Man kann einen sauberen > Regler bauen und den auch sanft steuern. Das klingt gut! :-) > Du müsstest mal was zu den zulässigen Übergangsflanken sagen. Ich habe eben nochmal etwas recherchiert, um Dir einigermaßen richtig antworten zu können.: – Wenn die Anstiegs- und Abfallzeit jeweils bei ca. 10ms läge, dann würde das reichen (notfalls auch 20ms). – Keine Über- und Unterschwinger haben zu wollen wäre vielleicht unrealistisch. Aber sie sollten zumindest möglichst klein bleiben und sich schnell ausregeln. Das hat jetzt schon mal geholfen, die Sache etwas besser einzugrenzen. Nun bin ich gespannt darauf, zu erfahren, wie man so etwas löst. Einen Gruß in die Runde Thomas
Thomas N. schrieb: > – Keine Über- und Unterschwinger haben zu wollen wäre vielleicht > unrealistisch. Doch, das geht schon. Für reine Transistorschaltungen kein Problem und auch die OPV-Schaltungen, z.B. aus dem µC.net-Artikel "Konstantstromquellen" bekommt man so hin. Entweder mit empirisch optimierter Korrektur oder ganz ohne, wenn man passende Bauteile nimmt: Beitrag "Re: Schaltplanreview und Fragen zu Dummy-Load" Davor brauchst du dann noch eine steuernde Quelle, die die Flanken und die Stromgrenzen (0/950mA?) bestimmt. Das kann im einfachsten Fall ein 7555 (der auch die Frequenz und das Tastverhältnis einstellen kann) mit entsprechendem Teiler und Last-C, für nach Exponentialfunktion auf- und abklingendem Strom sein, oder auch eine geschaltete I/2I-Stromquelle mit Last-C für zeitlineare Flanken.
Hallo Arno, ich danke Dir für diese sehr wertvollen Hinweise! Sowohl die verlinkte Schaltungssimulation als auch die Möglichkeit, die Flanken über einen Kondensator zu formen, finde ich klasse. Sollte es ungünstig kommen, dann werde ich erst in der nächsten Woche wieder hier fortsetzen, in kleinen Schritten. Aber die Lösung rückt näher! :-) Sobald ich das damit zusammenhängede Grundwissen nachgelesen haben werde, werde ich mich wieder melden – idealer Weise dann mit einem ersten Schaltungsvorschlag von mir zwecks Überprüfung durch Dich/Euch. Viele Grüße Thomas
Warum nimmst du nicht einfach einen 24v akku+widerstand+n mosfet der permanent geladen wird. Ich glaube kaum da noch hf anteile übrig sind.
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