Ich bin auf der Suche nach einer einstellbaren Stromquelle (0 - ca. 40mA), die ich mit einer PWM von ca. 35-40 kHz takten kann. Gibt es so etwas fertig in einem IC? Meine bisherige Idee ist einen OP mit einem N-Mosfet für die Regelung einzusetzen. Die Referenzspannung wird dann durch eine PWM mit Tiefpass erzeugt. Allerdings tu ich mich etwas schwer mit der Auswahl des OPs für die hohe Taktfrequenz von 40kHz. Welche Eigenschaften sollte der OP aufweisen, da er ja mit einer hohen Geschwindigkeit regeln muss? Mir sind nur die Slewrate und das Bandbreitenprodukt bekannt, die etwas über die Geschwindigkeit aussagen.
Manuel H. schrieb: > Ich bin auf der Suche nach einer einstellbaren Stromquelle (0 - ca. > 40mA), die ich mit einer PWM von ca. 35-40 kHz takten kann. Nebenbedingungen? Muß es stromsparend sein? Wechselt die Last? Wie konstant muß der Strom sein? Klingt so als wölltest du eine LED modulieren. Nur wozu muß dann die Stromquelle einstellbar sein?
Glaube eher, sein Stellwert ist in PWM. Feldwaldwiesen-OP sollte ausreichen.
MC34063 geht, wenn man mit den 1,25V Spannungsabfall am Sense-Widerstand klarkommt. Der Wirkungsgrad ist je nach Ausgangs und Eingangsspannung bescheiden bis schlecht. Lässt sich mit MOSFET-Leistungsteil und doppelter BJT Emitterschaltung für den Feedbach Weg aber verbessern. Typischer Tradeoff zwischen Wirkungsgrad und Bauteilaufwand. Relaxation-Oscillator wäre auch eine Möglichkeit, die Variante setze ich für eine Drosselklappenregelung ein. Da wird aber nicht der Strom sondern die Position geregelt. Weiterhin gibts sowas als LED-Konstantstromquelle bei Ebay und Pollin zu kaufen: http://www.pollin.de/shop/dt/MDc4ODQ2OTk-/Lichttechnik_Leuchtmittel/LED_Technik/LED_Netzteile/LED_Konstantstromquelle_MEANWELL_LDD_1000H_1_A.html (Siehe: PWM Dimmfunktion)
Axel S. schrieb: > Nebenbedingungen? Muß es stromsparend sein? Wechselt die Last? > Wie konstant muß der Strom sein? Die Last ist eine IR-LED. Der Strom darf ruhig etwas schwanken, da ein manueller Abgleich vorgenommen wird. Die Schaltung ist für einen Näherungssensor mit einem digitalen IR-Empfänger gedacht. Durch den Strom stelle ich die Empfindlichkeit ein. die PWM ist für den Empfänger nötig. Die PWM wird dann erneut codiert. Ist ein streuender Gegenstand vor dem Sensor, prüfe ich das Signal auf die doppelte Codierung. Aufgebaut habe ich eine Testschaltung nach diesem Artikel: http://www.elektronikpraxis.vogel.de/hardwareentwicklung/articles/249503/ Der OP: MCP6062 Bild 2 zeigt das Eingangssignal vom µC. Bild 3 zeigt die Spannung über den Messwiderstand (hinter LED) nach GND. Das erste Rechteck sieht ganz gut aus. Danach wird es komisch.
Wenn ich die Schaltung richtig verstehe ist das ein Relaxation Oscillator. Der Kondensator lädt sich mit der Zeit auf bis er die Schaltschwelle passiert. Der 3.3KOhm Entladekondensator ist dann wohl einen Tick zu groß bemessen. Bei meiner Drosselklappenregelung hab ich an der Stelle auf dem Steckbrett erstmal ein Poti eingesetzt und das am Schluss ausgemessen. Das war dann auch deutlich kleiner als in der Internet-Ursprungsschaltung die ich halb kopiert und halb angepasst verwendet habe.
Hier meine Schaltung als PDF, Eagle kann scheinbar kein PNG.
Sascha schrieb: > Wenn ich die Schaltung richtig verstehe ist das ein Relaxation > Oscillator. Ich glaube nicht. Die Grundidee ist folgende: An VINB+ liegt ein PWM an, welches ich durch ein weiteres PWM (Tiefpass) in der Höhe steuere. Der OP soll dann die LED ansteuern und durch die Vergleichsspannung den Strom regeln. Ohne die 100nF über den 3.3K schwingt das Signal.
Ja ich hab den Schaltplan gerade mal umgezeichnet. Das ist die übliche PWM-Erzeugung "Erzeuge Dreiecksspannung und Vergleiche Sollwert mit dieser DSpannung". Unter uns: reichlich komplizierte Vorgehensweise für so ein simples Problem. An VINB+ liegt keine PWM sondern eine einfache Spannung an. An VINB- liegt eine Dreiecksspannung an. Die würde ich mal darauf prüfen, ob die nicht an GND oder V+ anschlägt. Dein Sollwert ist eine PWM die du wieder glättest - deutet auf µC Ansteuerung hin. Den Mosfet unten rechts und den Pin IRLED verstehe ich nicht ganz. Das scheint eine Gegenkopplung zu sein, aber das Verhalten eines Mosfet in dieser Beschaltung ist reichlich nichtlinear. Erstmal einen vernünftigen Arbeitspunkt einzustellen und mit dem dann weiterzuarbeiten wäre eigentlich der erste Schritt bei sowas. Also bei Variante Relaxation Oscillator hättest du den zweiten Op-Amp frei um damit den Regelungsteil aufzubauen. Der Mosfet unten rechts fällt dann weg. Schaltung hab ich in einem vorherigen Post hochgeladen.
Achso: Spule in Reihe mit LED sowie eine Freilaufdiode können auch nicht schaden. Momentan regelst du ja nicht die Helligkeit stufenlos (obwohl es für das Menschliche Auge so aussieht) sondern schaltest die LED hart an und wieder aus.
Sascha schrieb: > Hier meine Schaltung als PDF, Eagle kann scheinbar kein PNG Hast du es mal mit
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probiert? Wie man darauf kommt? Einfach in der Hilfe mal nach "png" suchen.
Sascha schrieb: > Dein Sollwert ist eine PWM die du wieder glättest - deutet auf µC > Ansteuerung hin. Richtig. Sascha schrieb: > Den Mosfet unten rechts und den Pin IRLED verstehe ich nicht ganz. Der "klemmt" die Referenz-Spannung ab, sprich taktet die LED mit der Trägerfrequenz von 30 kHz Sascha schrieb: > Achso: Spule in Reihe mit LED sowie eine Freilaufdiode können auch nicht > schaden. Momentan regelst du ja nicht die Helligkeit stufenlos (obwohl > es für das Menschliche Auge so aussieht) sondern schaltest die LED hart > an und wieder aus. Ist eine Spule denn nötig? Wir reden hier von ca. 40mA. Eine Spule bzw. Ferrit würde ich nur bei EMV-Problemen einplanen. Eine Freilaufdiode bei einer LED ist mir ebenfalls neu ? Sascha schrieb: > Also bei Variante Relaxation Oscillator hättest du den zweiten Op-Amp > frei um damit den Regelungsteil aufzubauen. Der Mosfet unten rechts > fällt dann weg. Bei diesem Schaltkreis kann ich doch aber nur die PWM-Duty einstellen bzw. die PWM Frequenz, sehe ich das richtig? Mir geht es aber um den Strom, der im eingeschalteten Zustand durch die LED fließt.
Manuel H. schrieb: > Sascha schrieb: >> Dein Sollwert ist eine PWM die du wieder glättest - deutet auf µC >> Ansteuerung hin. > > Richtig. > > Sascha schrieb: >> Den Mosfet unten rechts und den Pin IRLED verstehe ich nicht ganz. > > Der "klemmt" die Referenz-Spannung ab, sprich taktet die LED mit der > Trägerfrequenz von 30 kHz Also ist es beabsichtigt, dass die LED oben links hart an und wieder ausgeschaltet wird? Du willst also ein Signal mit dem Licht übertragen und nicht den Strom regeln? > Sascha schrieb: >> Achso: Spule in Reihe mit LED sowie eine Freilaufdiode können auch nicht >> schaden. Momentan regelst du ja nicht die Helligkeit stufenlos (obwohl >> es für das Menschliche Auge so aussieht) sondern schaltest die LED hart >> an und wieder aus. > > Ist eine Spule denn nötig? Wir reden hier von ca. 40mA. Eine Spule bzw. > Ferrit würde ich nur bei EMV-Problemen einplanen. Eine Freilaufdiode bei > einer LED ist mir ebenfalls neu ? Ich ging davon aus, dass ein gleichmäßiger Strom von z.B. 40mA fließen soll. Ein Konstantstrom. Das ist schwer möglich wenn du den Transistor hart an- und wieder abschaltest, oder? > Sascha schrieb: >> Also bei Variante Relaxation Oscillator hättest du den zweiten Op-Amp >> frei um damit den Regelungsteil aufzubauen. Der Mosfet unten rechts >> fällt dann weg. > > Bei diesem Schaltkreis kann ich doch aber nur die PWM-Duty einstellen > bzw. die PWM Frequenz, sehe ich das richtig? Mir geht es aber um den > Strom, der im eingeschalteten Zustand durch die LED fließt. Also kompletter Anforderungskatalog: - Die LED soll mit variablem Duty Cycle blinken (nur halt sehr schnell, sodass man das mit dem Auge nicht sieht) - Der Strom im eingeschalteten Zustand soll zwischen 10 und 40mA verstellbar sein Soweit richtig? Nun, das gibt die Schaltung nicht her, da du ja den Mosfet als Schalter betreibst. Die Schaltung die du da hast, schaltet die LED mit variablem Duty Cycle hart an und wieder aus. Das ist eine Dimmung. Aber der Strom im On-Zustand hängt nur von Rsense, Flussspannung der Diode, der Versorgungsspannung und dem Einschaltwiderstand des Mosfets ab. Ist also mehr oder weniger konstant. Du könntest die Gate-Spannung am Mosfet begrenzen, der ist ja eine Stromquelle. Dafür bräuchtest du aber noch einen Op-Amp. Irgendwie ist mir nicht ganz klar, was die Schaltung eigentlich bezwecken soll.
Sascha schrieb: > Nun, das gibt die Schaltung nicht her, da du ja den Mosfet als Schalter > betreibst. > > Die Schaltung die du da hast, schaltet die LED mit variablem Duty Cycle > hart an und wieder aus. Das ist eine Dimmung. Aber der Strom im > On-Zustand hängt nur von Rsense, Flussspannung der Diode, der > Versorgungsspannung und dem Einschaltwiderstand des Mosfets ab. Ist also > mehr oder weniger konstant. > > Du könntest die Gate-Spannung am Mosfet begrenzen, der ist ja eine > Stromquelle. Dafür bräuchtest du aber noch einen Op-Amp. > > Irgendwie ist mir nicht ganz klar, was die Schaltung eigentlich > bezwecken soll. Hmm das klingt alles logisch. Ich bin auf die Idee gekommen, als ich mir folgenden Artikel durchgelesen habe: http://www.elektronikpraxis.vogel.de/hardwareentwicklung/articles/249503/ Da wird das Mosfet als Stromquelle benutzt. D.h ich kann damit den Strom der LED durch eine Spannung einstellen. Jetzt kommt der Takt dazu. Dafür habe ich gedacht, dass ich die Referenzspannung am OP einfach für einen kurzen Augenblick auf 0V ziehe, um den Strom "abzustellen". Zusätzlich stelle ich den Strom dann über die Höhe der Spannung an diesem Port ein.
Also letzten Endes willst du eine Amplitudenmodulation machen. Deine Idee: Nicht so verkehrt. Die Umsetzung: Unnötig kompliziert und wenig durchdacht. Der Mosfet unten rechts hat eine parasitäre Kapazität. Dadurch sieht dein Stromverlauf so verwaschen aus. Mit niedrigerer Frequenz wird das wieder was. Oder mit einem BJT und vernünftiger Arbeitspunkteinstellung. Wenn du mit einem µC das ganze ansteuerst, warum nimmst du deine PWM nicht von dort? Du hast doch bestimmt 2 Timer. Dann brauchst du nur noch einen Op-Amp der die Stromregelung macht. Du kannst auch dein Eingangssignal modulieren, also PWM Register ständig zwischen 0 und X[0;65535] toggeln. Wobei x dein Wert für den Maximalstrom ist. In beiden Fällen ist der A-Opamp nutzlos, der erzeugt einfach eine Dreiecksspannung mit der du dann deinen Sollwert vergleichst. Das ist die Lehrbuchmethode eine PWM zu erzeugen. Aber wofür, wenn man einen µC hat? Und sag doch mal bitte wie das Gesamtsystem aussehen soll. Ich kann mir grade keinen Anwendungsfall für die Schaltung ausdenken. Eine richtige AM geht anders.
Sascha schrieb: > Du kannst auch dein Eingangssignal modulieren, also PWM Register ständig > zwischen 0 und X[0;65535] toggeln. Wobei x dein Wert für den > Maximalstrom ist. Ich weiß nicht, ob ich dich richtig verstanden habe. Ich müsste das PWM Signal dann ja Tiefpass-Filtern, damit ich einen Vergleichswert für den OP habe, damit müsste das PWM Signal viel größer als die modulations Frequenz von 30 kHz sein, damit es schön geglättet, aber auch schnell auf 0V wechseln kann. Sascha schrieb: > Und sag doch mal bitte wie das Gesamtsystem aussehen soll. Ich kann mir > grade keinen Anwendungsfall für die Schaltung ausdenken. Eine richtige > AM geht anders. Ich benutze einen digitalen IR-Empfänger um eine Näherungs-Erkennung von einem Gegenstand (oder Hand) umzusetzen. Dabei soll der Benutzer die Empfindlichkeit einstellen können, ab wann der optische Schalter triggert. Damit der IR-Empfänger das Licht erkennt braucht es diese 30 kHz. Meine erste Idee war dann einfach die Lichtstärke - wenn die LED an ist - zu mindern (durch senken des Stromes).
Ja, deine PWM sollte sehr schnell sein. Das macht TP Filterung im Allgemeinen einfacher. Du machst letzten Endes in Software, was der MOSFET unten rechts vorher in Hardware gemacht hat: Periodisch auf 0V ziehen. Nur dass die Totem-Pole Ausgangsstufe eines µC das in der Regel viel besser kann als so ne krude Transistorschaltung. Alternativ könntest du auch 2 Mosfets in Reihe mit deiner LED schalten. Der eine macht nur PWM 0/3.6V, der andere macht zusammen mit dem Op-Amp die Stromregelung. Also Wired-AND Schaltung. Auch hier fällt ein Op-Amp weg den du nicht brauchst, nämlich der Integrator für die Dreiecksspannung.
Sascha schrieb: > Alternativ könntest du auch 2 Mosfets in Reihe mit deiner LED schalten. Das ist ein interessanter Ansatz! Sascha schrieb: > uch hier fällt ein Op-Amp > weg den du nicht brauchst, nämlich der Integrator für die > Dreiecksspannung. Ursprünglich ist der andere OP gedacht für eine Verstärkung der Shunt-Spannung. Mir ist aber vorhin noch ein anderer Ansatz eingefallen: Der IR-Empfänger ist empfindlich bei der modulierten Frequenz. Verändere ich diese, spare ich zwar keine Leistung, weil der Strom immer gleich hoch ist, allerdings kann ich über die Verschiebung der Frequenz die Empfindlichkeit ebenfalls einstellen. Dabei fallen dann alle OPs und der Mosfet weg.
Der verstärkt keine Shunt-Spannung, das ist ein Integrator. Guck dir mal die Op-Amp Grundschaltungen an.
Sascha schrieb: > Der verstärkt keine Shunt-Spannung, das ist ein Integrator. Guck dir mal > die Op-Amp Grundschaltungen an. Ja es ist ein Integrator. Wenn du dir mal die Schaltung aus der Quelle anschaust, ist dort kein Kondensator. Die Grundschaltung nutzt den OP zum Verstärken der Spannung, steht doch auch im Artikel. (oder irre ich jetzt total? :D Du verunsicherst mich)
Mh ja hast Recht, hatte den 1k nach Masse vergessen weil der so doof nach oben weggeht. Sowas zeichnet man schön so: 5V Leitung Widerstand Knotenpunkt ----OpAmp Widerstand Masse Aber durch den Kondensator bekommst du da einen dreieckigen Signalverlauf. Und erst der gibt dir beim zweiten Op-Amp die PWM. 2 Op-Amp für eine Aufgabe die ein µC locker alleine bewältigen kann (Atmega8 mit analog Komparator, 2 Timern und ADC).
Manuel H. schrieb: > Die Last ist eine IR-LED. Der Strom darf ruhig etwas schwanken, da ein > manueller Abgleich vorgenommen wird. > Die Schaltung ist für einen Näherungssensor mit einem digitalen > IR-Empfänger gedacht. Durch den Strom stelle ich die Empfindlichkeit > ein. die PWM ist für den Empfänger nötig. Die PWM wird dann erneut > codiert. Ist ein streuender Gegenstand vor dem Sensor, prüfe ich das > Signal auf die doppelte Codierung. Dann scheint mir das viel zu viel Aufwand zu sein. Für eine IR-LED braucht man gar keine Stromquelle, ein simpler Vorwiderstand reicht aus. Wenn der Krempel von Hand einstellbar sein soll, dann eben mit einem Poti als einstellbarem Widerstand. Allerdings ist die Vorgehensweise als solche schon zweifelhaft. Statt einen fertigen digitalen Empfänger zu nehmen und dann den Sender an die Gegebenheiten anzupassen, würde man viel besser den umgekehrten Weg gehen einen analogen Empfänger zu verwenden und mit konstanter Leistung zu senden. Analog in dem Sinn, daß der Empfänger ein Signal ausgibt, das proportional zur empfangenen Lichtmenge ist. Im einfachsten Fall nimmt man den ADC des µC und sampled das Signal von einer Fotodiode. Wenn der µC auch die LED steuert, kann man dann einfach per Korrelation das Fremdlicht rausrechnen. Man muß sich weder mit doppelter Modulation rumschlagen noch überhaupt eine bestimmte Modulationsfrequenz einhalten. Der Aufwand beschränkt sich dann auf einen µC der ATmega8 Klasse, einen Transistor oder MOSFET samt Vorwiderstand für die IR-LED und eine Fotodiode und einen Widerstand (Betrieb der Fotodiode im Sperrbetrieb). Alternativ ein OPV als TIA im Empfangszweig. Gibt sicher noch bessere Ergebnisse, ist aber vermutlich Overkill.
Axel S. schrieb: > Analog in dem Sinn, daß der Empfänger ein Signal ausgibt, das > proportional zur empfangenen Lichtmenge ist. Warum nicht einen fertigen Empfänger einsetzen? Er hat integrierte Filter, ist unempfindlich gegenüber Fremdlicht. Wenn Halogen-Licht mit im Spiel ist überteuert der Eingang nicht. Die Modulation ist absolut Pflicht. Sonst würde er bei Störungen triggern. Man will ja nicht, dass wenn man eine Fernbedienung drückt eine Näherung auslöst.
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