Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Verständnisfrage:ULN2803 zum Ansteuern mehrerer LED


von Morgy (Gast)


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Hallo
Ich möcht mir ne Beleuchtung mit mehreren 1W LED bauen (50-100 Stück) 
und diese möglichst einfach ansteuern.
Der ULN2803 kann bis zu 500mA bei 50V Ausgang schalten (laut Datenblatt) 
die LED brauchen 3V und 300mA.
Versteh ich das richtig, dass ich den Eingängen dann ein PWM Signal mit 
60% geben (um von 500mA auf 300mA zu kommen) und dann den Treibern 16 
LED in Reihe schalten kann (16*3V), und somit 128 LED an einem Bauteil 
ansteuern kann (8 Kanäle mit je 16 LED) oder hab ich da ein 
Verständnisproblem?
Hält der kleine IC das aus?
Ich würde ihn vorzugsweise mit 12V betreiben (wegen vorhandenen 
Netzteilen) also 4 LED in Reihe und dann 4*8=32 LED pro Treiber, dann 
wirds auch nicht so heiss, aber generell geht das?
Gruss
Morgy

von Max H. (hartl192)


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Morgy schrieb:
> Versteh ich das richtig, dass ich den Eingängen dann ein PWM Signal mit
> 60% geben (um von 500mA auf 300mA zu kommen)
Nein, der ULN2803 hat keine Strombegrenzung, die 500mA bedeuten nur, 
dass er bei Strömen >500mA kaputt wird. Du braucht eine Strombegrenzung 
für die LEDs, im einfachsten Fall einen Vorwiderstand.

> dann den Treibern 16
> LED in Reihe schalten kann (16*3V)
3*16V + 1.6V (V_ce(sat)) wird knapp an 50V.

> Hält der kleine IC das aus?
Nein, erstens wird durch die LEDs ohne Strombegrenzung mehr als 500mA 
fließen und zweitens dürfen alle Kanäle zusammen nicht mehr als 2.5A 
schalten.

> Ich würde ihn vorzugsweise mit 12V betreiben (wegen vorhandenen
> Netzteilen) also 4 LED in Reihe
Das ist auch knapp, da ab ULN2803 1.6V V_ce(sat) abfallen.

von Falk B. (falk)


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@ Morgy (Gast)

>Der ULN2803 kann bis zu 500mA bei 50V Ausgang schalten (laut Datenblatt)

Aber nicht auf allen Ausgängen gleichzeitig.

>die LED brauchen 3V und 300mA.
>Versteh ich das richtig, dass ich den Eingängen dann ein PWM Signal mit
>60% geben (um von 500mA auf 300mA zu kommen)

Nein. Die Strombegranzung muss extern erfolgen.

> und dann den Treibern 16
>LED in Reihe schalten kann (16*3V),

Macht 48V. Und wieviel Spannung bleibt für den Vorwiderstand oder die 
Konstantstromquelle?

> und somit 128 LED an einem Bauteil
>ansteuern kann (8 Kanäle mit je 16 LED) oder hab ich da ein
>Verständnisproblem?

Theoretisch ja.

>Hält der kleine IC das aus?

Nicht ganz. Man kann gleichzeitig nur um die 150mA/Kanal schalten, wenn 
alle 8 Kanäle gleichzeitig aktiv sind.

>Ich würde ihn vorzugsweise mit 12V betreiben (wegen vorhandenen
>Netzteilen) also 4 LED in Reihe

Nö, denn dann bleibt keine Spannung mehr für den Vorwiderstand bzw. die 
Konstantstromquelle.

> und dann 4*8=32 LED pro Treiber, dann
>wirds auch nicht so heiss, aber generell geht das?

Nein.

Gerade bei Power-LEDs mit 1W und mehr ist eine Konstantstromquelle 
Pflicht. Die kann auch linear arbeiten.

von Morgy (Gast)


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Hmmmm dann ist der ULN2803 nix weiter als ein paar Transistoren?
Gut mit dem Spannungsabfall wärens halt nur 3 LED bei 12 V + 
Vorwiderstand, aber dann könnt ich ja auch normale MosFETs nehmen.
Welcher IC würde mir denn möglichst viele der LED steuern, ohne externe 
Widerstände?
Kannst da was empfehlen?
Sollte bei der Stückzahl natürlich bezahlbar bleiben

von Teo D. (teoderix)


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Max H. schrieb:
> Nein, erstens wird durch die LEDs ohne Strombegrenzung mehr als 500mA
> fließen und zweitens dürfen alle Kanäle zusammen nicht mehr als 2.5A
> schalten.

Äh... Nein
Max INSGESAMT 500mA, also alle Ausgänge zusammen, auch wenn das einer 
alleine auch kann!

von Joachim B. (jar)


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Falk B. schrieb:
> Nicht ganz. Man kann gleichzeitig nur um die 150mA/Kanal schalten, wenn
> alle 8 Kanäle gleichzeitig aktiv sind.

wieso?

8x 150mA gibt 1,2A

Datenblatt sagt:
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/uln2803a.pdf

ULN2803A
Specifications 7.1 Absolute Maximum Ratings at 25°C
free-air temperature (unless otherwise noted)
MIN MAX UNIT
Total substrate-terminal current -2.5 A

also /8 > 300mA

OK mit keine 8x 0,5A hast du Recht, mit 150mA wärst du vorsichtig.

von Max H. (hartl192)


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Morgy schrieb:
> Hmmmm dann ist der ULN2803 nix weiter als ein paar Transistoren?
Genau
> Gut mit dem Spannungsabfall wärens halt nur 3 LED bei 12 V +
> Vorwiderstand, aber dann könnt ich ja auch normale MosFETs nehmen.
Ja, genauer darlington Transistoren
> Welcher IC würde mir denn möglichst viele der LED steuern, ohne externe
> Widerstände?
> Kannst da was empfehlen?
Ich würde mir was in Richtung IRF7103 ansehen.

Teo D. schrieb:
> Max INSGESAMT 500mA
Wo im Datenblatt hast du das gefunden?

: Bearbeitet durch User
von Morgy (Gast)


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Der IRF ist ja auch nur ein MosFET, sprich ich brauch entweder ne 
Regelung über n Shunt oder n Vorwiderstand, ich würd aber gern auf n 
Vorwiderstand verzichten, komplett ohne Peripherie wäre ideal aber n 
kompletter Treiber wär schon nice
OK lasst mich die Frage umstellen
Welchen Treiber IC könnt ihr empfehlen, um 50-100 1W LED möglichst 
kostengünstig bei 300mA zu betreiben?

von Morgy (Gast)


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Dass das alles nicht nur von einem einzigem IC erledigt werden muss ist 
klar xD
aber vllt 12-25 LED pro Treiber?

von Max H. (hartl192)


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Morgy schrieb:
> Welchen Treiber IC könnt ihr empfehlen, um 50-100 1W LED möglichst
> kostengünstig bei 300mA zu betreiben?
Willst du die LEDs alle einzeln, alle gemeinsam oder in Gruppen 
ansteuern können?

von Morgy (Gast)


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Max H. schrieb:
> Willst du die LEDs alle einzeln, alle gemeinsam oder in Gruppen
> ansteuern können?

Alle einfach nur an
Muss weder dimmbar noch einzeln ansteuerbar sein, sprich 300V und alle 
in Reihe wär auch ok xD

von Teo D. (teoderix)


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Teo D. schrieb:
> Äh... Nein
> Max INSGESAMT 500mA, also alle Ausgänge zusammen, auch wenn das einer
> alleine auch kann!

Wer zum Teufel hat da die 2,5A plötzlich ins Dabla geschmuggelt ;)
War eecht'n heißer Tag Heute was!

SORRY

von michael_ (Gast)


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So richtig schlau werd ich aus deiner Beschreibung nicht.
Willst du alle auf einmal dimmen oder aufgeteilt auf mehrere Kanäle?
Für alle reicht doch ein fetter FET.
Hast du dir aber Gedanken über dein Netzteil gemacht und die Wärme, die 
von den LED weggeschafft werden muß?
Die 100W sind da schon eine Nummer.

von Frank K. (fchk)


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Morgy schrieb:

> Welchen Treiber IC könnt ihr empfehlen, um 50-100 1W LED möglichst
> kostengünstig bei 300mA zu betreiben?

keines. Einzeltransistoren im SOT23 sind das Mittel der Wahl, wenn es 
billig sein soll. BSS318N mit max 1.4A und 20V max VDS kostet im 100'er 
Pack 4 Cent das Stück, d.h. insgesamt 4€ für alle 100. Billiger gehts 
nicht.

fchk

von Michael B. (laberkopp)


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Frank K. schrieb:
> BSS318N

BSS138 oder BSP318 ?

von Max H. (hartl192)


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Den HV9910C würde ich mir mal ansehen. Ich würde mit der Spannung nicht 
über 60V gehen, da es dann so langsam gefährlich wird.

: Bearbeitet durch User
von michael_ (Gast)


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Morgy schrieb:
> Alle einfach nur an
> Muss weder dimmbar noch einzeln ansteuerbar sein, sprich 300V und alle
> in Reihe wär auch ok xD

Nimm einen FET oder ein Relais.
Beim Relais hast du eine Potentialtrennung für 230V.
Den Rest kannst du mit einem Taschenrechner erledigen.

von Ralf G. (ralg)


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Max H. schrieb:
> Teo D. schrieb:
>> Max INSGESAMT 500mA
> Wo im Datenblatt hast du das gefunden?

Das steht in der Beschreibung gleich auf der ersten Seite.

Aber:
Im Datenblatt wird für 350mA auch eine UCE von 1.3V (max. 1.6V) erwähnt.
Der Wärmewiderstand zum Gehäuse beträgt (je nach Gehäuse) zwischen 
30..40K/W.
Da brauchst du noch einen Kühlkörper vom Feinsten, um die ~3W Verlust 
wegzubekommen.

von Frank K. (fchk)


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von Morgy (Gast)


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Ich will keinen FET sondern ich such Treiber-Bausteine, klar kann ich 
aus nem FET n Treiber bauen aber dafür brauch ich ja für jeden n Shunt 
und ne Auswerte-Schaltung und darauf will ich eig verzichten.
Notfalls komm ich auch mit 8 LED/Treiber klar aber Peripherie und Kosten 
sollten klein sein

von Draco (Gast)


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Shunt? Auswerteschaltung?! Was hast du vor? Ich denke sie sollen nur 
leuchten?

von Falk B. (falk)


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@ Morgy (Gast)

>Alle einfach nur an
>Muss weder dimmbar noch einzeln ansteuerbar sein, sprich 300V und alle
>in Reihe wär auch ok xD

Naja, bleiben wir mal bei Schutzkleinspannung. Wenn du einfach alle 
zusammen nur AN/AUS schalten willst, reicht EIN einziger MOSFET. IRLZ34N 
ist dein Freund, den kann man mit 5V ansteurn. Dort kann man mehrere 
Ketten von LEDs + Konstantstromquelle parallel schalten und einfach mit 
dem MOSFET schalten.

https://www.mikrocontroller.net/articles/LED#Reihen-_plus_Parallelschaltung

von Timo B. (tondor)


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Kann es sein dass du eine Einchip-Lösung willst? Und anscheinend willst 
du die Led´s dimmen (alle gleichzeitig oder in kleinen Gruppen??? ).
Ich würde für so viele Led´s erst mal die Spannung erhöhen, dass die 
Ströme nicht so hoch sind. Dann kannst mehr Leds in Reihe schalten und 
brauchst weniger KSQs. Zum Beispiel mit 48V. Theoretisch gehen 16 LEDs, 
aber die KSQ braucht auch noch was zum Regeln, also 14-15. Als KSQ 
kannst du z.B. einen ZXLD1362 nehmen. Hohe Betriebsspannung und 
PWM-Eingang. Jetzt brauchst du nur PWM zum Dimmen oder einfach nen 
Ausgang zum Schalten. Da nimmst du entweder direkt nen Mikrocontroller, 
oder du suchst dir dafür auch noch einen Chip (z.B. TLC5940, WS2803 
(Ansteuerung von dem ist nicht so leicht, aber er ist billiger)).

Grüße Timo

von Dietrich L. (dietrichl)


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Timo B. schrieb:
> Und anscheinend willst
> du die Led´s dimmen (alle gleichzeitig oder in kleinen Gruppen??? ).

Morgy schrieb:
> Alle einfach nur an
> Muss weder dimmbar noch einzeln ansteuerbar sein, sprich 300V und alle
> in Reihe wär auch ok xD


Timo, alles klar?

von Timo B. (tondor)


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Morgy schrieb:
> Notfalls komm ich auch mit 8 LED/Treiber klar aber Peripherie und Kosten
> sollten klein sein

Der hat mich bisschen verwirrt, ich weiß jetzt nicht ob er jeweils 8 LED 
schalten will oder alle auf einmal.

von Morgy (Gast)


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Also
alle sollen zusammen an / aus gehen.
Ich habe KEINE KSQ rumliegen.
Es ist mir egal, wieviele Schaltungen parallel sind, ob 10 x 10 LED oder 
50 x 2 LED, nur der Kostenaufwand sollte gering bleiben.
Ich suche nach Treibern, welche eine KSQ ersetzen bzw zum Aufbau einer 
sind.
12V sollten nur im Notfall überschritten werden, mit Spannungen von 60V 
will ich gar nicht erst anfangen.
Dimmen ist nicht gewünscht, nur an und aus.

von Morgy (Gast)


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Bin beim surfen auf den hier gestossen
http://de.rs-online.com/web/p/led-treiber-ics/7902944/
mit 100mV Abfall am integrierten Shunt könnte man grad so noch 4 LED / 
IC betreiben, dann benötige ich 25 Stück a 80cent macht 20€.
So was in der Art hätt ich mir vorgestellt, jedoch ist es (meiner 
Ansicht nach) ohne extra angefertigte Platine wohl kaum möglich, 25 der 
ICs auf einer Steckplatine zu betreiben, daher die Frage nach 
kompakteren Lösungen

von Timo B. (tondor)


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Also wenn du bei 12V bleibst, wirst mindestens 25 Stück (besser 33) 
brauchen. Die Kosten für das Hühnerfutter musst du ja auch mitrechnen.
KSQs mit LM317 verheizen zwar ne Menge strom, aber die kannst du gleich 
mit an den Külkörper der Leds schrauben. Hätte den Vorteil, dass du nur 
noch einen Leistungswiderstand und evtl Kondensatoren benötigst und du 
alles bedrahtet aufbauen kannst. Ich glaube das ist die günstigste 
Lösung, da es LM317 in der Bucht teilweise 50 Stück unter 10€ gibt. Dann 
brauchst du noch die Leistungswiderstände.

von Joachim B. (jar)


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: Bearbeitet durch User
von Morgy (Gast)


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@Timo
Du meinst so eine Schaltung?
http://www.dieelektronikerseite.de/Tools/LM317.htm
Kannte ich noch gar nicht, ist ja genial einfach und einfach genial
Bei 300mA brauch ich laut Rechner 4,166 Ohm, macht nach P=I²*R 0,375W, 
also
besteht meine Einkaufsliste aus 25/33 LM317 und 25/33 Widerständen mit 
0,5 Watt und noch n paar Kondensatoren zum Puffern?

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Morgy schrieb:
> Widerständen mit 0,5 Watt

Hast Du schon anhand der jeweiligen Datenblätter kontrolliert und ggf. 
nachgerechnet, wie heiß ein dauerhaft mit 0,375W belasteter 
0,5W-Widerstand wird und unter welchen Umgebungsbedingungen 
(Luftgeschwindigkeit, Entwärmung über die Anschlüsse) diese Belastung 
überhaupt möglich ist?

von Morgy (Gast)


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Nein, wüsst jetzt auch nicht wie ich das anstellen soll.
Dann lieber 1 Watt Widerstände?
Da ich die 4,1666 Ohm so wohl ohnehin nicht zu kaufen krieg, wären 2 
parallel gechaltete 8,2 Ohm Widerstände ohnehin zu bevorzugen

von Joachim B. (jar)


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Morgy schrieb:
> also
> besteht meine Einkaufsliste aus 25/33 LM317 und 25/33 Widerständen mit
> 0,5 Watt und noch n paar Kondensatoren zum Puffern?

wenn du unbedingt willst, vergiss die Kühlkörper nicht!

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm117.pdf

5V für die Regler * 0,3A sind 1,5W pro Regler TO220 50K/W macht ohne 
Kühlkörper +75°C, grenzwertig bei 40°C Umgebungstemperatur, im Gehäuse 
gerne mehr

warum ignorierst du fertiges?
Beitrag "Re: Verständnisfrage:ULN2803 zum Ansteuern mehrerer LED"

von Morgy (Gast)


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Sorry, hatte ich wohl  total überlesen
Sehen nicht schlecht aus, werd ich ma antesten

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