Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Suche digitalen LED-Treiber(Buck)


von Julian B. (julinho)


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Hallo Forum,

ich will einige Power-LEDs in Reihe dimmen (ca.1A, 15V) und möchte den 
Sollwert für den Strom über ein Interface z.B. I2C vorgeben.
Gibt es solche Treiber, wenn ja kann mir jemand einen Hersteller bzw. 
Suchbegriff nennen?
Am liebsten hätte ich einen Buck Treiber.

Dimmen per PWM möchte ich vermeiden, da dabei die Driver-ICs meist nur 
ein und aus geschaltet werden, Dimmen über den Adjust-Pin mit einer 
geglätteten PWM-Spannung ist oft nicht linear.

Danke schon mal.

von Peter II (Gast)


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Julian B. schrieb:
> Dimmen über den Adjust-Pin mit einer
> geglätteten PWM-Spannung ist oft nicht linear.

Linear zu was? Zur gefühlten Helligkeit oder zum Strom?

Treiber mit Digitalen Eingang hatte ich bis jetzt noch nicht gesehen.

von Julian B. (julinho)


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Peter II schrieb:
> Julian B. schrieb:
>> Dimmen über den Adjust-Pin mit einer
>> geglätteten PWM-Spannung ist oft nicht linear.
>
> Linear zu was? Zur gefühlten Helligkeit oder zum Strom?
>
> Treiber mit Digitalen Eingang hatte ich bis jetzt noch nicht gesehen.

Der Duty vom PWM war nicht linear zum LED-Strom.

von Julian B. (julinho)


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Da es keinen digitalen LED Treiber zu geben scheint hab ich jetzt eine 
andere Idee:

Gibt es LED-Treiber oder DC/DC-Wandler bei denen man die 
Referenzspannung extern vorgeben kann?
Man könnte dann mit einem DA-Wandler die Referenzspannung vorgeben und 
damit "stufenlos" den LED/Ausgangsstrom regeln.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Julian B. schrieb:
> Da es keinen digitalen LED Treiber zu geben scheint hab ich jetzt eine
> andere Idee:
>
> Gibt es LED-Treiber oder DC/DC-Wandler bei denen man die
> Referenzspannung extern vorgeben kann?

Der Klassiker ist die Beleuchtungssteuerung mit 0..10V Steuerspannung.

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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Bist du allergisch auf PWM? Jeder halbwegs vernünftige Schaltregler 
erträgt 1-10kHz Frequenz auf dem EN-Eingang. Aber wenn es dir Freude 
macht: Nimm den Shunt-Widerstand der LEDs, beschalte ihn mit einem 
Stromverstärker/ current amplifier (so ein dreieckiges Ding mit einem 
Anschluss an der Spitze und jeweils einem an einem + und einem -), 
danach kommt ein Spannungsteiler mit Potentiometer und der Schleifer 
geht zum Steuerspannungseingang des Schaltreglers. Wenn du dann noch mit 
etwas Akribie und Empirie die untere und obere Schwelle der 
Steuerspannung gut austarierst, hast du soetwas wie einem 
Spannungsgesteuerte Puls-Paket-, Puls-Frequenz- oder 
Puls-Weiten-Modulation – je nach Schaltregler.

Eine Menge kaputter LEDs gibts gratis dazu und vielleicht die Idee mit 
der simulierten LED aus LED und Leistungstransistor, um bei der 
Halbleiterzerstörung Geld zu sparen.

Du könntest es auch wie alle anderen machen: je nach gewünschter 
Helligkeit ein PWM-Signal ausgeben und wenn es I2C sein muss, 
programmierst du einen kleinen Mikro-Controller als I2C-Slave. (Und 
steuerst bitte mit viel I2C-Kommunikation einen Port direkt, statt eine 
fertige PWM einzusetzen.)

Axel S. schrieb:
> Der Klassiker ist die Beleuchtungssteuerung mit 0..10V Steuerspannung.

Seit es DMX gibt?

: Bearbeitet durch User
von Julian B. (julinho)


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Boris O. schrieb:
> Bist du allergisch auf PWM?

Nein, aber das Licht muss kontinuierlich sein, da es für Meßzwecke 
eingesetzt wird.

von TheBug (Gast)


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Da hätten wir was:
http://www.codemercs.com/de/led-lighting/intelligente-treiber

Falls das Dimmen über den Strom dann doch nicht reicht ist die interne 
PWM keine der üblichen Flimmergeneratoren sondern eine Spread Spectrum 
PWM, die also ihre Frequenz nach Zufallsprinzip ständig ändert und so 
keine Interferenzen entstehen lässt.

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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Julian B. schrieb:
> Boris O. schrieb:
>> Bist du allergisch auf PWM?
>
> Nein, aber das Licht muss kontinuierlich sein, da es für Meßzwecke
> eingesetzt wird.

Dann brauchst du die präzisest mögliche Konstantstromquelle und ich 
votiere für die Aufgabe der Forderung nach Effizienz. Eine Aufteilung 
der Verheizung von Leistung ist möglich. Maximaler Aufwand ist ein 
mehrstufiges Verfahren aus: Linearregler der 2-3V über die Flussspannung 
der LEDs regelt (bspw. 18V, bei Vf von 15V). Das kann auch ein 
Schaltregler sein, mit einem Rippel von bis zu 1V. Den restlichen Weg 
erledigt eine regelbare Konstantstromquelle 
(Shunt-Widerstand->Stromverstärker->Puffer-> Op-Amp+Leistungs-MOSFET) 
ganz ohne Schaltbetrieb. Einen Teil der Leistung verheizt der 
Linearregler, den Rest der MOSFET im Linearbetrieb. Wichtig: einen 
MOSFET mit hoher Threshold-Spannung verwenden, am besten einen für 
Audio-Anwendungen. Dann ist der lineare Bereich ordentlich groß. 
Niedriger Serienwiderstand ist unwichtig.

Die Temperaturkompensation kann u.U. wichtig sein, selbst wenn die 
eingesetzten Op-Amps gut kompensiert sind. Das Datenblatt der LEDs gibt 
Auskunft darüber, wie etwa die Farbtemperatur (oder der rel. Lichtstrom) 
von der Chip-Temperatur abhängen. (Temperatursensor an den großen 
Kühlkörper, nahe an die LEDs und auf den Puffer nach dem Stromverstärker 
korrigierend einwirken.) Einen RGB-Sensor zu verwenden halte ich ebenso 
für möglich, am besten einen schon kalibrierten&logarithmischen mit 
I2C-Schnittstelle. Dann aber Umgebungslicht abschirmen.

von Julian B. (julinho)


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Boris O. schrieb:
> Eine Aufteilung
> der Verheizung von Leistung ist möglich

Das wäre keine Problem, die meiste Energie verheizen sowieso die LEDs


Du schlägst eine Kombination aus Schalt/Linearregler und 
Konstantstromquelle vor.

Was wäre, wenn man die Konstantstromquelle ohne Leistungstransistor an 
den FB des LED-Treibes andockt, das Ergebnis sollte doch das gleiche 
sein?

Die Flußspannung der LEDs soll natürlich auch überwacht werden um die 
abgegebene Elektrische Leistung konstant halten zu können.

von TheBug (Gast)


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Klingt etwas komisch…

LEDs sind alles andere als linear in jeglicher Hinsicht. Der Lichtstrom 
variiert mit Vorwärtsstrom, Temperatur und Alterung, dazu kommt die 
Bauteilestreuung. Aus den reinen elektrischen Parametern lässt sich kein 
brauchbarer Rückschluss auf den Lichtstrom machen.

Was für eine Messanwendung ist das denn?

von T. C. (frog)


Angehängte Dateien:

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Wenn die Effizenz keine Rolle spielt, dann nimm doch einfach eine 
Konstantstromquelle mit OPV. Dann nimmst du noch irgendeinen billigen 
I²C DAC, und hängst den an den positive Eingang des OPV. Fertig.

von Julian B. (julinho)


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TheBug schrieb:
> LEDs sind alles andere als linear in jeglicher Hinsicht. Der Lichtstrom
> variiert mit Vorwärtsstrom, Temperatur und Alterung, dazu kommt die
> Bauteilestreuung. Aus den reinen elektrischen Parametern lässt sich kein
> brauchbarer Rückschluss auf den Lichtstrom machen.

Es soll ein homogenes Lichtfeld aus einer Matrix von vielen LEDs(bis zu 
1600) werden.
Um Bauteil-Streuungen zu händeln werden 4-16 LEDs zu einem Cluster 
zusammengefasst. Jedes dieser Cluster bekommt einen eigenen Treiber der 
je nach Streuung der LEDs kalibriert wird.
Die Treiber-Einheiten bekommen etwas Intelligenz, sie können die 
Flußspannung der LEDs messen und einiges mehr.
Alterung ist keine Problem, da die LEDs alle gleich viel laufen bzw. 
nachkalibriert werden können.
Einziges Problem könnte die Temperatur werden, Lösungsansätze wären 
Kalibrieren im thermischen Gleichgewicht oder Kurzzeitbetrieb.

T. C. schrieb:
> Wenn die Effizenz keine Rolle spielt, dann nimm doch einfach eine
> Konstantstromquelle mit OPV. Dann nimmst du noch irgendeinen billigen
> I²C DAC, und hängst den an den positive Eingang des OPV. Fertig.

Ist wahrscheinlich am unempfindlichsten und am einfachsten zu 
realisieren.
Eine Kiste mit 100 DC/DC die gleichzeitig laufen machen bestimmt einiges 
an Störungen.

von led (Gast)


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>Die Treiber-Einheiten bekommen etwas Intelligenz, sie können die
>Flußspannung der LEDs messen und einiges mehr.

Scharfe Nummer deas ganze.

Ihr solltet lieber die Helligkeit messen und danach regeln.

Das ist doch das Ziel, alles andere ist rumgegurke.


Bei 1600 Leds würd ich mir schon Gedanken über den Aufbau machen, der 
Stromverbrauch kann ernorm sein. Schon mal ausgerechnet?

von Julian B. (julinho)


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led schrieb:
> Ihr solltet lieber die Helligkeit messen und danach regeln.

Großflächig messen ist schwierig.

led schrieb:
> Bei 1600 Leds würd ich mir schon Gedanken über den Aufbau machen, der
> Stromverbrauch kann ernorm sein. Schon mal ausgerechnet?

Ungefähr 3KW elektrische Leistung, die sich auf 1m² verteilen, 
Lichtleistung ca. 1KW.

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