Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik controller gesteuertes Schaltnetzteil als Konstantstromquelle für power LEDs


von Christian M. (mcmeyer)


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Hallo Zusammen,

Ich hab mal wieder ein paar Fragen zu eine  geplanten Bastelprojekt.
Ziel ist ein flexibel einstellbares LED Netzteil das über eine digitale 
Schnittstelle programmiert werden kann (hauptsächlich einstellbarer 
konstant Strom) um die Leuchtkraft der angeschlossenen LEDs zu 
verändern.

Nach dem ich nichts in dies Richtung gefunden habe, hab ich mich mit den 
Möglichkeiten des Selbstbaus beschäftigt

Die Schaltung soll an 230V betrieben werden und bis 100w LEDs mit bis 
maximal 60V und 3A versorgen können (60 Volt, damit auch 20 in reihe 
geschaltete 3W Chips betrieben werden können. Und 3A weil das so ein 
Standard Wert für 100w LEDs ist.

Als Schaltung würde ich gern ein schaltnetzteil nach dem Sperrwandler 
Prinzip aufbauen, da ich diese Topologie für am einfachsten halt und sie 
in dem vorgesehenen Leistungsbereich noch passt.

Zur Auslegung hab ich meiner Meinung nach alle nötigen Infos. (unter 
anderem von hier: http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de) werde aber 
noch mal genau nachfragen wenn das Design steht. Gibt ja wahre 
Schaltnetzteil experten hier :-).

Zur Regelung will ich einen Microkontroller verwenden, um den Strom über 
eine serielle Schnittstelle einstellen zu können. Ins Auge gefasst hab 
ich den STM32F030 da er schon für unter nem Euro zu bekommen ist (bei 
10stück Farnell) und ich mich mit den STM32 ganz gut auskenne. 
Ausgansspannung und Strom könnte ich mit dem AD-Wandler mit 500 kHz 
messen was sicher nicht nötig ist, da dies über der Vorgesehenen 
Schaltfrequenz liegen würde. Der schalt Mostet würde mittels Optokoppler 
angesteuert um eine Galvanische Trennung zu erreichen.

Jetzt mal die erste und wichtigste Frage: Macht das Sinn??? Gibt es 
sowas zu kaufen (bezahlbar)???

Zweite Frage: wie wird die Schaltfrequenz gewählt? Davon hängt ja 
maßgeblich die Auswahl des Trafo Kerns ab. Um einen kompakten Übertrager 
verwenden zu können dachte ich an eine Schaltfrequenz von 100 kHz bis 
150 kHz Ist das zu hoch?? In einigen quellen habe ich gelesen das 
bereits ab 20kHz HF-Phänomene wie Skin-Effekt auftreten und HF-Litzen 
verwendet werden sollten… Würde mich da über praktische Erfahrungen und 
hinweise Freuen.

Dritte Frage: Wie würde der Controller am sinnhaftesten mit Spannung 
versorgt? Muss ja laufen bevor er selbst eine Betriebsspannung 
bereitstellen kann.

Vierte Frage: die Regelung würde ja im Moment nur durch ändern des PWM 
Verhältnisses erfolgen, -> voltage-mode. Entstehen dadurch große 
Nachteile? Es kommt ja bei der Anwendung nicht so sehr auf die Regelgüte 
an und Lautwechsel sollten eigentlich gar nicht auftreten.


Was Haltet Ihr von der Idee??

Gruß Christian

PS.: Ich möchte euch bitten von Kommentaren wie „Lass es einfach das 
klappt eh nicht“ abzusehen.

von Mw E. (Firma: fritzler-avr.de) (fritzler)


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Beles dich mal auf sprut.de nach den grundlegendsten Grundlagen zu SNTs

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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Christian M. schrieb:
> 60 Volt, damit auch 20 in reihe
> geschaltete 3W Chips betrieben werden können. Und 3A weil das so ein
> Standard Wert für 100w LEDs ist.

Ein 3W-Chip hat u.U. eine Flussspannung von >3V, jedenfalls die meisten 
die ich so aus dem Gedächtnis abrufen kann (und die meist weißes Licht 
abstrahlen). 20 in Reihe ist damit weniger machbar, eher 17.

3A bei bis zu 60V sind rein rechnerisch und ohne Verluste 180W. Ich 
fürchte aber du meinst eher entweder max. 60V bei 1A oder 3A bei max. 
30V.

So ein komisches Ding kann man kaufen und das nennt sich Labornetzteil. 
Wenn du bspw. bei Elektor oder ELV in den Archiven kramst, findest du 
dort eine Menge zur Spannungs- und Stromregelung unter dieser Rubrik.

Wie hältst du jemanden davon ab, bei >30V den Strom auf 3A zu stellen? 
Oder: wie erkennt deine Schaltung den Unterschied zwischen einer 
100W-LED und einer Kette von 3W-Chips?

Im Übrigen musst du dir für dieses ungewöhnliche Vorhaben Kommentare 
gefallen lassen, schließlich ist das ein Forum. Bisher haben alle 
vernünftigen Menschen eine Konstantstromquelle mit zusätzlichem 
Enable-Eingang benutzt. Auf diesen wird dann das PWM-Signal für die 
Helligkeit gegeben. Ein Schaltnetzteil noch mit (Helligkeits-) Regelung 
zu versehen ist nicht trivial. Bitte die einschlägige Literatur (etwa 
auch Rehrmann) dazu wirklich lesen.

Nagelprobe: Wenn es einfach wäre und dazu billig, warum wird es nirgends 
verkauft? Und warum sind die angebotenen Varianten so zahlreich und mit 
Datenblättern ausgestattet, die viele Bildchen und noch mehr Text 
enthalten?

von Stefan F. (Gast)


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Handelsübliche LED Treiber mit Steuereingang kannst du wahlweise mit 
0-10V ansteuern oder mit einem 5V PWM Signal. Sie sind so preisgünstig, 
dass sich ein Eigenbau nicht wirklich lohnt.

Bei Schaltnetzteilen kann man so viel falsch machen (besonders, was die 
ungewollte Abstrahlung von Radiowellen angeht), dass ich in diesem 
Umfeld nichts riskieren würde.

Beispiel: 
http://www.ebay.de/itm/LED-Treiber-Netzteil-Trafo-dimmbar-3500mA-100W-Konstantstrom-0-10V-Steuerung-PWM-/151524675906

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