bastelix
06.10.2015, 23:14 |
3W LED PWM: KSQ oder Vorwiderstand? (Elektronik) |
Servus Zusammen,
ich hab hier eine 3W-RGB-LED: Uf 2,6/3,0/3,0V If 300/300/350mA die ich via PWM die Farben durchwechseln lasse.
Im Moment betreibe ich die bei 3,3V mit 10Ω Vorwiederstand (kleinster Widerstand den ich grad auf Lager habe) zur Strombegrenzung, also 70/30/30mA, gesteuert über einen Transistor. Der Transistor müsste im geschaltetem Zustand ~4Ω haben, was nach meiner Messung beim Gesamtstrom aber nicht ins Gewicht fällt.
Geplant sind eigentlich 200-300mA bei 3,3V und da dachte ich zunächst an Vorwiderstände von 2,7/1,0/1,0Ω. Bei den Werten müssten aber die 4Ω vom Transistor ins Gewicht fallen, oder?
Jetzt frage ich mich ob ich vielleicht doch besser eine Konstantstromquelle verwende, wie das für High-Power-LEDs empfohlen wird (sind 3W eigentlich schon High-Power?). Hab mir mal einen LM3405 ergoogelt aber den finde ich bei Reichelt nicht...
1. Fällt der Widerstand vom Transistor bei Vorwiderständen << 10Ω ins Gewicht (Konkret beim BC337-40)?
2. Reicht ein Vorwiderstand zur Strombegrenzung (plus Transistor) oder wäre eine Konstantstromquelle doch besser geeignet? (vor allem unter dem PWM-Aspekt)
3. Welche geeigneten KSQ-Bauteile (THT) gibt es bei Reichelt für ein paar Cent? (finde grad nur die teuren LED-Treiber-Backsteine und den MC34063)
Btw. 3,3V weil dann die Widerstände recht wenig Spannung verbraten müssen und 3W-LED weil 10 von denen weniger kosten als 3 5mm-RGB-LEDs mit 6 Pins. Datenblatt für die LEDs gibts leider nicht (sind bei dem Preis wohl nicht inbegriffen ) Die 3,3V erzeugt ein Step-Down-Spannungswandler (LF33CV oder LM2576T3,3) Mit KSQs für die LEDs kann ich den µC auch mit nem eigenem Spannungswandler versorgen und die KSQs direkt (oder indirekt) an die ca. 17VDC (12VAC) anklemmen, falls das Sinn macht.
Anbei mein Schaltpan-Entwurf. Vorsicht die 12V stimmen nicht, aber mehr gibt Fritzing nicht her (soweit ich weiß)
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xy
07.10.2015, 12:54
@ bastelix
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3W LED PWM: KSQ oder Vorwiderstand? |
IRLML6244 |
bigdie
07.10.2015, 15:23
@ bastelix
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3W LED PWM: KSQ oder Vorwiderstand? |
Um es vorweg zu nehmen KSQ Schaltungen und ICs gibt es jede Menge. Einige davon nur in SMD, andere bekommst du bei den einschlägigen Händlern nicht. Von daher versuche ich immer: Die "Eierlegende Wollmilchsau" in größerer Stückzahl zu Hause vorrätig zu haben. Und das ist bei Schaltreglern kleinerer Leistung für mich der MC34063. Der kostet 30 cent oder weniger, geht als Step Up, Step down oder auch als Konstantstromquelle für LEDs z.B
http://www.roboternetz.de/community/threads/62926-Power-LED-Treiber-mit-MC34063
Falls du ihn mal als Step Up oder down nehmen willst, z.B. als Stromversorgung für deinen µrechner, da gibt es hier ein schönes Tool
http://www.a-z-e.de/index.php?file=mc34063.php |
xy
07.10.2015, 15:32
@ bigdie
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3W LED PWM: KSQ oder Vorwiderstand? |
» [MC34063]
» Falls du ihn mal als Step Up oder down nehmen willst, z.B. als
» Stromversorgung für deinen µrechner, da gibt es hier ein schönes Tool
» http://www.a-z-e.de/index.php?file=mc34063.php
Hat leider einen gravierenden Fehler: Der Treibervorwiderstand wird pauschal mit 180 Ohm angesetzt. |
bigdie
07.10.2015, 15:42
@ xy
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3W LED PWM: KSQ oder Vorwiderstand? |
» » [MC34063]
» » Falls du ihn mal als Step Up oder down nehmen willst, z.B. als
» » Stromversorgung für deinen µrechner, da gibt es hier ein schönes Tool
» » http://www.a-z-e.de/index.php?file=mc34063.php
»
» Hat leider einen gravierenden Fehler: Der Treibervorwiderstand wird
» pauschal mit 180 Ohm angesetzt.
Ist zwar nicht energieeffizient bis zum letzten mW, aber funktionieren tut es mit den 180 Ohm. Wenn man was für Batteriebetrieb bastelt, kann man an der Stelle noch schrauben, wenn man will. |
xy
07.10.2015, 15:44
@ bigdie
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3W LED PWM: KSQ oder Vorwiderstand? |
» Ist zwar nicht energieeffizient bis zum letzten mW, aber funktionieren tut
» es mit den 180 Ohm.
Nein, das wird ja bei der Berechnung des Shunt nicht berücksichtigt. |
bigdie
07.10.2015, 15:58
@ xy
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3W LED PWM: KSQ oder Vorwiderstand? |
» » Ist zwar nicht energieeffizient bis zum letzten mW, aber funktionieren
» tut
» » es mit den 180 Ohm.
»
» Nein, das wird ja bei der Berechnung des Shunt nicht berücksichtigt.
Keine Ahnung worauf du jetzt hinaus willst. Bei der Konstantstromquelle gibt es den Widerstand nicht, ebensowenig beim Step down. und beim Step Up begrenzt der nur den Basisstrom des Schalttransistors und was das mit dem Shunt (ich nehme mal an du meinst den Widerstand zwischen 6 und 7, zu tzn hat, weis ich nicht. Auch den kannst du getrost immer 0,22 Ohm nehmen als Step Up oder down. |
xy
07.10.2015, 16:46
@ bigdie
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3W LED PWM: KSQ oder Vorwiderstand? |
» Shunt (ich nehme mal an du meinst den Widerstand zwischen 6 und 7,
Natürlich.
» Auch den kannst du getrost immer 0,22 Ohm nehmen als
» Step Up oder down.
Sicher nicht. Dir ist offensichtlich dessen Funktion nicht klar. |
bigdie
07.10.2015, 16:59
@ xy
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3W LED PWM: KSQ oder Vorwiderstand? |
» » Shunt (ich nehme mal an du meinst den Widerstand zwischen 6 und 7,
»
» Natürlich.
»
»
» » Auch den kannst du getrost immer 0,22 Ohm nehmen als
» » Step Up oder down.
»
» Sicher nicht. Dir ist offensichtlich dessen Funktion nicht klar.
Mag sein, das mir das nicht klar ist, aber in der Praxis geht das auch ohne diese Klarheit mit 0,22 Ohm als Step Up oder down. In der Schaltung als Konstantstromquelle bestimmt der Widerstand den LED Strom.
Als Step Up oder Down bestimmt der Widerstand den max. Peak Strom. und wenn ich den so dimensioniere, das ich den Ausgangstransistor nicht überlaste, ist das OK und genau das sind die 0,22 Ohm |
Offroad GTI
07.10.2015, 17:07 (editiert von Offroad GTI am 07.10.2015 um 17:28)
@ bastelix
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3W LED PWM: KSQ oder Vorwiderstand? |
» Btw. 3,3V weil dann die Widerstände recht wenig Spannung verbraten müssen
Das ist zwar (vermeintlich) gut gemeint, aber keine schöne Lösung. Stichwort Temperaturkoeffizient. Wenn über dem Widerstand nur eine geringe Spannung abfällt, wirkt sich eine sinkende Vorwärtsspannung der LED (bei Erwärmung) verhältnismäßig stark auf den Strom aus.
Idealfall: 3,3V-3V=0,3V ->R=1Ohm -->I=0,3A
Nach Erwärmung (beispielhaft): 3,3V-2,9V=0,4V ->R=1Ohm -->I=0,4A |
xy
07.10.2015, 17:14
@ bigdie
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3W LED PWM: KSQ oder Vorwiderstand? |
» Mag sein, das mir das nicht klar ist, aber in der Praxis geht das auch ohne
» diese Klarheit mit 0,22 Ohm als Step Up oder down.
Es funktioniert nur scheinbar.
» In der Schaltung als
» Konstantstromquelle bestimmt der Widerstand den LED Strom.
Nicht alleine.
» Als Step Up oder Down bestimmt der Widerstand den max. Peak Strom. und wenn
» ich den so dimensioniere, das ich den Ausgangstransistor nicht überlaste,
» ist das OK und genau das sind die 0,22 Ohm
Und die Drossel und die Diode sind ja völlig egal... |
bigdie
07.10.2015, 17:30
@ xy
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3W LED PWM: KSQ oder Vorwiderstand? |
» wenn
» » ich den so dimensioniere, das ich den Ausgangstransistor nicht
» überlaste,
» » ist das OK und genau das sind die 0,22 Ohm
»
» Und die Drossel und die Diode sind ja völlig egal...
Sind sie. Als step Up z.B. kannst du in dem Tool die Frequenz ändern. Damit ändert sich die Drossel und der frequenzbestimmende Kondensator. Der Shunt ändert sich ausschließlich, wenn du den Ausgangsstrom veränderst. Und wenn du den max. Ipk des IC erreichst, bist du bei 0,22 Ohm und das völlig unabhängig von der größe der Drossel. Das Tool zeigt auch nur die mindest Induktivität an. Die drossel kannst du auch problemlos etwas vergrößern, das stört nicht und wenn du es nicht glaubst, probier es einfach aus, hab ich schon hundert mal getan. |
xy
07.10.2015, 17:39
@ bigdie
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3W LED PWM: KSQ oder Vorwiderstand? |
» hab ich schon hundert mal getan.
Schön für dich.
www.fastron.de/image-show/70/MICC.pdf
http://www.nxp.com/documents/data_sheet/1N4148_1N4448.pdf |
olit
Berlin, 07.10.2015, 19:11 (editiert von olit am 07.10.2015 um 19:12)
@ xy
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3W LED PWM: KSQ oder Vorwiderstand? |
» » [MC34063]
» » Falls du ihn mal als Step Up oder down nehmen willst, z.B. als
» » Stromversorgung für deinen µrechner, da gibt es hier ein schönes Tool
» » http://www.a-z-e.de/index.php?file=mc34063.php
»
» Hat leider einen gravierenden Fehler: Der Treibervorwiderstand wird
» pauschal mit 180 Ohm angesetzt.
In dem Link zu dem Berechnungsprogramm ist bei Aufruf ein Abwärtswandler dargestellt.
Der Treibervorwiderstand erscheint erst wenn man die Spannungen für einen Aufwärtswandler eingibt.
Was mir allerdings unklar ist, ist das der immer mit 180 Ohm angegeben wird.
Wenn ich aber nicht so hohen Steuerstrom benötige, wähle ich ihn entsprechend größer. Natürlich unter Berücksichtigung des 100 Ohm Basis-Emitterwiderstandes mit rund 7mA und setze eine Stromverstärkung von ß20 ein. |
bastelix
07.10.2015, 23:03
@ xy
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3W LED PWM: KSQ oder Vorwiderstand? |
» IRLML6244
Du empfiehlst also eine KSQ mit Power-MOSFETT aufzubauen.
Nachdem ich gelesen hab was Offroad GTI zu meinen Widerstandsgedanken geschrieben hat, hab ich eben mal eine KSQ mit zwei BC337 zusammengesteckt und bin begeistert (auch wenn ich noch immer nicht verstehe was da passiert)
Ein IRLZ34N müsste doch auch gehen, oder fällt dir spontan ein passender, billgerer, Power-MOSFETT im TO-220 Gehäuse ein? (Wollte das eigentlich auf Lochraster löten, die Litzen an die 3W-SMD-LED zu löten waren für mich schon ne Herausforderung) |
bastelix
07.10.2015, 23:05
@ Offroad GTI
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3W LED PWM: KSQ oder Vorwiderstand? |
» Idealfall: 3,3V-3V=0,3V ->R=1Ohm -->I=0,3A
» Nach Erwärmung (beispielhaft): 3,3V-2,9V=0,4V ->R=1Ohm -->I=0,4A
Dabei war ich so stolz, dass ich die Leistung der Widerstände berücksichtigt habe
» Das ist zwar (vermeintlich) gut gemeint, aber keine schöne Lösung.
Jupp war gut gemeint... Und gut gemeint ist bekanntlich die kleine Schwester von Sch***e :D
Danke für die erhellende Antwort. Hab mir grad ne KSQ aus zwei Transistoren gesteckt. Bin begeistert, auch wenn ich noch nicht ganz verstehe was da genau passiert
Wird dann wohl doch ne selbst gebaute KSQ. |