Hallo Forum-Mitglieder, ich habe mich zwar um geschaut zum diesem Thema aber nicht wirklich was gefunden. Es wäre wirklich sehr hilfreich, wenn mich jemand zum folgenden Sachverhalt aufklärt: Es sollen zwei LEDs mit jeweils 3.5V in Serie betrieben werden und dabei im Schnitt 700mA durchgeschickt werden. Als Versogung liegt eine Spannungsquelle die zwischen 10V und 20V schwanken kann. Dabei dachte ich mir, dass ich die Schaltung mit einer SEPIC bediene. Bisher war es immer so, dass wenn ich von Schaltregler (Buck, Boost, Sepic..) gehört habe die Ausgangsspannung mit Hilfe des Duty Cycles einstellen bzw. regeln konnte. In der Schule wurde aber immer eine undefinierte Last angenommen. So dass immer die Ausgangsspannung betrachtet wurde. Nun, jetzt muss ich LEDs ansteuern und da brauche ich ja eine KQS weil eine Spannungsquelle ungeeignet wäre (wegen der U-I Kennlinie der Diode). Derzeit ist mir es unklar und bin verwirrt. Finde leider die Zusammenhänge zwischen SEPIC-Wandler, dem KQS und die LEDs die einen konstanten Strom brauchen,nicht. Nach der Recherche über die Ansteuerung des Mosfets, bin ich drauf gekommen dass man als Zustandsgröße die Ausgangsspannung nimm, diesen mit dem zu erwartenden Ausgangsspannung subtrahiert und über einen Komporator mit einer Sägezahn die neue PWM erzeugt. (Voltage-Mode-Controll) Dann gibt es ja den Current-Mode-Controll. Da dachte ich mir "okay, und so regelt man den Strom, das Problem wurde gelöst und alles pasta, keine Verwirrungen mehr". Doch dann habe ich gesehen, dass man hierbei eine Kaskadenregelung macht und als Zustandsgröße wieder die Ausgangsspannung betrachtet. Ich will es verstehen, wie man zum Beispiel eine "Konstantstromregelung für die Ansteuerung von LEDs" macht. So wie ich es verstanden habe, wird immer die Ausgangsspannung geregelt aber eigentlich möchte ich ja den Strom regeln. Kann mich jemand aufklären? Vielen Dank!
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Josef schrieb: > dass ich die Schaltung mit einer SEPIC bediene Eine Sepia? :) (Bei SEPIC bedeutet das C nämlich "Converter", und das macht die gesamte Abkürzung "männlich".) Spaß beiseite: a.) Wenn die Gesamtspannung an der Last immer weit unter der Eingangsspannung bleibt (auch, wenn diese variabel ist - und auch, wenn es um eine KSQ geht), braucht man "lediglich" einen Buck (Step-Down). b.) Ja, die meisten Beispiele / Schaltungen im Netz beziehen sich auf Spannungsregelung - weil das die häufigste Anwendung ist. Trotzdem kann man bei praktisch jedem Schaltregler stattdessen den Strom regeln - wennman halt statt der Spannung den Strom mißt ... c.) So einfach dürfte das aber trotzdem nicht werden. Was hast Du schon gebaut? (Wenn auch vielleicht nur weitgehend "nachgebaut" - was etwas völlig anderes ist, als etwas selbst zu entwickeln).
Ob dir das hilft weiß ich jetzt nicht, aber: Der Regler erwartet eine Feedbackspannung, die vorgegeben ist und normalerweise mit einem Spannungsteiler eingestellt wird. Wenn du einen Schaltregler als KSQ betreiben willst, muß am Widerstand in Reihe zur LED die Feedbackspannung abfallen. Wenn z.B. die FBSpannung 0.8V beträgt, schaltest du einen R von 0.8V/0.7A=1.14 Ohm in Reihe zur LED (Masseseite) und verbindest den Verbindungspunkt LED-Widerstand mit dem FB-Anschluss. Der Spannungsteiler entfällt.
Josef schrieb: > Ich will es verstehen, wie man zum Beispiel eine "Konstantstromregelung > für die Ansteuerung von LEDs" macht. So wie ich es verstanden habe, wird > immer die Ausgangsspannung geregelt aber eigentlich möchte ich ja den > Strom regeln. Nein, beim Schaltregler wird FB (feedback) gemessen, und soll bei den meisten Modellen bei 1.23V liegen. Wenn man FB nicht aus einem Spannungsteiler aus der Ausgangsspannung sondern durch eine shunt aus dem Strom holt, regelt man den Strom und nicht die Spannung. Da deine Eingangsspannung immer grösser ist als die benötige LED-Spannung reicht ein step down. Der ist auch viel einfacher weil der Strom dauernd fliesst, er pendelt nur hoch und runter. Da du nur 700mA brauchst, tut es ein MC34063 mit internem Schalttransistor. Der braucht zwar 1.3V, aber 1.23 + 3.5 + 3.5 sind < 10 - 1.3, reicht also noch.
1 | +------+ LED LED |
2 | +--|8 E|--+--470uH--+--|>|--|>|--+ |
3 | | | | | | | |
4 | +--|7 FB|--(---------(------------+ |
5 | 0R33 | | | 47u | |
6 | ---+--|6 | +---|>|---+-----2R-----+ |
7 | +10V +------+ 1N5819 | |
8 | MC34063 GND |
Der MC34063 hat sogar noch eine extra Strombegrenzung drin, man hätte sogar die Wahl welche man verwendet, aber die am Eingang ist Eingangsspannungabhängig. Wie gross die Spule ist, hängt von der Shcaltfrequenz und der Stromripple ab. Bei step down ist zu gross kein Problem. Es gibt natürlich auch modernere LED Schaltregler, z.B. http://www.micro-bridge.com/data/Feeling-tech/FP7151.pdf
Harry, um das zu verstehen, muß man aber erst einmal auch den genauen Unterschied zwischen Strom- und Spannungsmessung kennen. Bei Spannungsmessung wird (zu einem großen Teil) mit Teiler gearbeitet, weil die zu messende Spannung selbst zu groß wäre. (Und man kann damit an die Vref anpassen...) Bei Strommessung wird (häufig), statt zwischen V(out)+ und V(out)- (und damit parallel zur Last) die Spannung abzugreifen, direkt seriell in die +/Zuleitung oder aber -/"Ab"leitung ein sog. Shunt -Widerstand eingefügt. Der fließende Strom erzeugt "über dem" (zwischen den Anschlüssen des) Widerstand(es) ... wiederum eine Spannung. Diese wird wiederum gemessen - ganz wie zuvor beim Teiler an einem der R.
Hallo, im Prinzip wurde schon alles beschrieben. > Josef schrieb: > Ich will es verstehen, wie man zum Beispiel eine "Konstantstromregelung > für die Ansteuerung von LEDs" macht. So wie ich es verstanden habe, wird > immer die Ausgangsspannung geregelt aber eigentlich möchte ich ja den > Strom regeln. Nein, beim Spannungsregler wird eine Spannung zum Feedback-Eingang zurückgeführt, welche von der Ausgangsspannung per Spannungteiler abgeleitet wird. Will man eine Stromregelung, muß man nur die Feedbackspannung vom Ausgangsstrom ableiten, was man natürlich über einen Meßhunt leicht machen kann. Um jetzt troztdem einen guten Wirkungsgrad zu erreichen und nicht zu viel Leistung durch den Spannungsabfall am Meßshunt zu verlieren, kann man diese Spannung noch mit einem gewissen Faktor verstärken. So braucht man nicht unbedingt die volle Referenzspannung (typisch 1,25V-Bandgap-Spannung), sondern nur paar Zehn mV. In der Schaltung im Link findest du das Prinzip. Der Spannungsregler U1 regelt den Strom über de Meßshunt R7+R8. U2 ist ein Instrumentverstärker, der die Feedbackspannung vertärkt und gleichtaktfrei auf Massebebezug bringt. http://uwiatwerweisswas.schmusekaters.net/Uwi/ELEKTRONIK/LED/Stromquellen_Varianten.pdf Diese Schaltung ist allerdings inzwischen uralt und der Regler nicht mehr gängig (soll deshalb nur das Prinzip verdeutlichen). Gruß Öletronika
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Um es auch noch mal klar zu stellen: voltage- und current-mode haben beide dasselbe Ziel: Eine konstante AusgangsSPANNUNG, die idealerweise unabhängig vom Laststrom bleibt.
Michael B. schrieb: > Nein, beim Schaltregler wird FB (feedback) gemessen, und soll bei den > meisten Modellen bei 1.23V liegen. Man kann genauso gut einen mit niedrigerer FB-Spannung verwenden, z.B. einen MP1584 (typ. 0.8V), MP3207 (typ. 0.925V) oder ... Ersteren gibt es als fertiges Modul vom freundlichen Chinesen für unter 60ct. http://www.ebay.de/itm/182523124266
Hallo, vielen vielen Dank für die Erklärungen, auch wenn es noch nicht ganz durch gesickert ist, hab ich jetzt ein wenig mehr Gefühl bekommen zu diesem Thema. Muss mal eine Nacht drüber schlafen :) Ist es also richtig, dass ich durch die Regelung von einem Sepic-Wandler sozusagen eine KQS erschaffe? Ja, in der Literatur habe ich auch bei der Suche nach Stromregelung meistens die verkettete Reglerstruktur immer wieder gefunden (Kaskadenregelung) und das führte zu Verwirrungen. Also auch diese verschachtelten Reglerstrukturen (siehe Link - Figure 1) regeln die Spannung, auch wenn es meistens als Stromregelung angeführt. http://www.analog.com/en/technical-articles/peak-current-mode-and-continuous-current-mode-dc-dc-converters.html Allerdings wird bei Figure 1, auch wie auch @laberkopp und andere geschrieben haben wird der Spulenstrom über einen Messshunt gemessen (Stromregelung). Jedoch wird auch die Ausgangsspannung gemessen und geregelt. Wird in dem Fall Strom- und Spannung geregelt? Oder handelt es sich hier um wieder um eine Spannungsregelung? Und eine weitere, allgemeinere Verständnisfrage: Wenn sich der Anzahl der LEDS von 2 auf 6 ändern würde, also Uled von 7V auf 21V ändern würde und ich habe eine KQS, passt sich dann die Ausgangsspannung automatisch an, unabhängig von der Last? Weil wie ich zuvor erwähnt habe, haben wir die Wandler immer als Wandler betrachtet die in der Abhängigkeit vom Duty Cycle eine gewünschte Ausgangsspannung liefert. Und in dem Fall, verwende ich ja die PWM um den Ausgangstrom konstant zu halten und habe somit keinen Einfluss auf die Ausgangspannungeinstellung. Muss ich mir dabei über die Ausgangsspannung gedanken machen ?
U. M. schrieb: > Will man eine Stromregelung, muß man nur die Feedbackspannung vom > Ausgangsstrom ableiten, was man natürlich über einen Meßhunt leicht > machen kann. Danke, für die Erklärung. Wie ich es eben auch gepostet hab, um die Frage nochmals zu wiederholen. Wie ist es denn bei den verschatelten Reglerstrukturen wo zusätzlich zum Shunt auch die Ausgangsspannung gemessen, mit einer Referenzspannung verglichen wird und im Anschluss mit der am Shunt ermittelten Spannung verglichen wird? Handelt es sich hier um eine Spannungs- oder Stromregelung? An dieser Problemstellung hackt es leider noch. (Figure 1) http://www.analog.com/en/technical-articles/peak-current-mode-and-continuous-current-mode-dc-dc-converters.html
Hi Josef schrieb: > KQS Meiner Erfahrung nach, nennt sich das Ding Konstant Strom Quelle, weshalb das Q am Ende steht, bin aber auch für andere (Be)Deutungen offen. Wenn der Shunt in der Minus-Leitung sitzt, fällt an Ihm eine positive Spannung proportional zum Stromfluß ab - Diese stellt das Feedback dar, somit wird der Strom geregelt. MfG
Josef schrieb: > Wie ist es denn bei den verschatelten Reglerstrukturen wo zusätzlich > zum Shunt auch die Ausgangsspannung gemessen, mit einer > Referenzspannung verglichen wird und im Anschluss > mit der am Shunt ermittelten Spannung verglichen wird? Zusätzlich zu was ? Man hat (normalerweise) genau einen Feedback-Eingang und muss sich entscheiden (Ausnahmen wie TL494 oder MC34063 mal aussen vor). Man kann sich nicht nach beiden Herren richten, Strom und Spannung, denn der Lastwiderstand bestimmt, welcher Strom zu welcher Spannung past. Man könnte höchstens, ähnlich einem Labornetzteil, eine Maximalspannung und einen Maximalstrom definieren und bei Überschreitung von einem davon die Regelung zurücknehmen, wie beim TL494. Mit Kniffen kann man das auch an einen Feedback-Eingang hängen, z.B. per Z-Diode. > Handelt es sich hier um eine Spannungs- oder Stromregelung? Damit kann man entweder am shunt den Strom messen und Strom regeln oder per Spannungsteiler die Spannung messen und Spannung regeln.
### - Wieso willst Du immer noch einen SEPIC? Ein Buck genügt. Du schriebst, daß die Eingangsspannung max. 20V, und min. 10V sei. Also immer größer als (2 x 3,5 =) 7V. (Es würde also immer "abwärtsgewandelt", auch von einem SEPIC. Und dessen schlechtere Effizienz im Vergleich zu Buck hättest Du dann ganz ohne Grund.) ### - Wieso interessieren Dich "kaskadierte" Regelungen, wenn/ solange Du doch das Prinzip "einfache" Regelung noch nicht einmal verinnerlicht hast? (Könnte man kontraproduktiv nennen, weil Dich das zuvor, bzw. bis dahin, einfach nur durcheinander bringt. Irgendwie klar, oder nicht?)
Kildo schrieb: > > > ### - Wieso interessieren Dich "kaskadierte" Regelungen, wenn/ solange > Du doch das Prinzip "einfache" Regelung noch nicht einmal verinnerlicht > hast? Guten Morgen, die Interesse enstand bisher, weil ich unter Stromregelung immer auf die "kaskadierte" Regelung gestoßen bin. D.h der Messshunt immer mit der übergelagerten Spannungsregelung.
Josef schrieb: > die Interesse enstand bisher, weil ich unter Stromregelung immer auf die > "kaskadierte" Regelung gestoßen bin. Du hast falsch gesucht. > D.h der Messshunt immer mit der übergelagerten Spannungsregelung. Das hat nichts mit kaskadierter Regelung zu tun. Eine kaskadierte Stromregelung findest du in Umrichtern, wo "innen" ein Stromregler das Drehmoment bestimmt und ein überlagerter Drehzahlregler "aussen" das Drehfeld beeinflusst, der letztlich "ganz aussen" von einem Positionsregler gesteuert wird. https://de.wikipedia.org/wiki/Kaskadenregelung Ein übliches Netzteil mit "Stromregelung" und "Spannungsregelung" ist kein Kaskadenregler, weil dort einfach nach dem Prinzip "der Stärkere gewinnt" geregelt wird. Und so wird bei einer Konstantstromquelle einfach so lange ein konstanter Strom ausgegeben, bis der Lastwiderstand so groß wird, dass die maximale Spannung der KSQ nicht mehr ausreicht um den Strom konstant zu halten.
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