Hallo, ich möchte HochleistungsLEDs gepulst betreiben. Dabei habe ich vor, per PWM und N-Kanal Mosfet die LED auf Masse zu ziehen. Soweit so gut, alles kein Problem. Meine Frage ist, wie ich es schaffen kann, den Durchflussstrom während der HIGH-Zeit im Dutycycle der PWM vom Controller aus zu begrenzen, sodass er verändert werden kann (im Bereich zwischen 500mA bis 2,5A, Auflösung nicht wichtig). Gruß, drpepper
>ich möchte HochleistungsLEDs gepulst betreiben. Ach, möchtest du? > Dabei habe ich vor, per >PWM und N-Kanal Mosfet die LED auf Masse zu ziehen. Dann tue es doch. >Meine Frage ist, wie ich es schaffen kann, den Durchflussstrom während >der HIGH-Zeit im Dutycycle der PWM vom Controller aus zu begrenzen, >sodass er verändert werden kann (im Bereich zwischen 500mA bis 2,5A, Der Durchlassstrom wird durch die PWM geregelt. Der Maximalstrom durch eine feste Strombegrenzung wenn die LED dauerhaft eingeschaltet wird. Dieser Maximalstrom wird durch die PWM zerhackt und ergibt einen geringeren mittleren Duchlaßstrom. Je nach Pulsbreite.
> ...den Durchflussstrom während > der HIGH-Zeit im Dutycycle der PWM vom Controller aus zu begrenzen, > sodass er verändert werden kann ... Ich möchte den Maximalstrom verändern. Wie eine PWM-Dimmung funktioniert weiß ich.
>Ich möchte den Maximalstrom verändern.
Das ist aber falsch !
Sag mir nicht was falsch ist. Es geht um Grenzbelastungstests. Und dazu muss ich den Maximalstrom der AN-Zeit verändern. Ich habe schon Gründe, warum ich die Frage gestellt habe, wie ich es getan habe. Wenn du also keine hilfreiche Antwort geben kannst, dann spamme mir bitte auch nicht den Thread zu.
Verschiedene Vorwiderstände, die du durch P-Kanal-FETs umschaltest? Oder eine einstellbare Konstantstromquelle?
>Sag mir nicht was falsch ist. Es geht um Grenzbelastungstests. Und dazu >muss ich den Maximalstrom der AN-Zeit verändern. Dann nimm doch ein paar scheiß Relais und Hochlastwiderstände. So haben wir das früher immer gemacht.
dummy wrote: >>Sag mir nicht was falsch ist. Es geht um Grenzbelastungstests. Und dazu >>muss ich den Maximalstrom der AN-Zeit verändern. > > Dann nimm doch ein paar scheiß Relais und Hochlastwiderstände. > So haben wir das früher immer gemacht. Geht doch :) Danke! Auch die P-FET Idee :)
Ich würde einen Fet im Linearbetrieb nutzen, dann kannst du den Maximalstrom stufenlos einstellen...
>Ich würde einen Fet im Linearbetrieb nutzen, dann kannst du den >Maximalstrom stufenlos einstellen... Warum einfach wenn es auch kompliziert geht ;)
... ... wrote: > Ich würde einen Fet im Linearbetrieb nutzen, dann kannst du den > Maximalstrom stufenlos einstellen... Interessante Idee. Mal sehen wie ich die Spannung für das Gate erzeugen kann...
Hi >>Ich würde einen Fet im Linearbetrieb nutzen, dann kannst du den >>Maximalstrom stufenlos einstellen... >Warum einfach wenn es auch kompliziert geht ;) Nun ja. Wenn mann nicht mal von selbst auf schaltbare Widerstände kommt. MfG Spess
spess53 wrote: > > Nun ja. Wenn mann nicht mal von selbst auf schaltbare Widerstände kommt. > > MfG Spess Meine Gedanken liefen eher in Richtung stufenlos. Mit begrenztem Bauraum ist das mit den Widerständen bei der Leistung auch nicht so einfach.
Ignorieren, einfach ignorieren ;)
hast wahrscheinlich recht :D
Ich bin bei genau der selben aufgabe dran. Ich will auch eine hochleistungs LED mit bis zu 2,5A betreiben aber nur für 1 ms und dann ca. 1s Pause. Bisher habe ich den MosFet direkt mit den Funktionsgenerator betrieben. Da kann ich ja die Ausgangsspannung einstellen und somit auch den maximalen Strom der durch den Fet fließt. Funktioniert super. Ich kann von 7 bis 40V Betriebsspannung draufgeben und es fließt hat der eingestellte Strom. Jetzt will ich eine Treiberschaltung für den Mos entwerfen wo ich die Spannung einstellen kann aber die nicht Lastabhängig ist da ja das Gate beim schnellen schalten ja kurzzeitig ein höheren Strom zieht. Da die LED rechteckförmig aufblitzen soll, muss die Treiberstufe Lastunabhängig sein damit die Gastespannung beim einschalten nicht kurz zusammen bricht. Hat jemand eine Idee zur Schaltung?
Ich habe selber was hinbekommen. Einfach eine klassische Strombegrenzung eingebaut. Zwischen Drain und Masse ein 0,1 Ohm Widerstand rein. Dann ein NPN Transistor mit der Basis an Drain des MOS Fet, der Emitter an Masse und Collektor an das Gate des Mosfets. Jetzt regelt dier NPN Transistor bei ca. 7 Ampere ab.
Was haltet Ihr denn davon die ganze Sache mit 2(!) PWMs zu machen - unter der Mithilfe einer Drossel (*ACHTUNG*: Schaltnetzteilkenntnisse sind hier willkommen)!?! Eine hochfrequente PWM generiert das nötige Signal für die Bestromung der High-Power-LED. Da der Strom bei konstanter Eingangsspannung linear ansteigt, kann man z.B. genau definiert beim Überschreiten eines Maximalwertes das PWM-Signal wieder abschalten und beim Unterschreiten eines Minimalwertes wieder einschalten. Mittels Komparatoren eingentlich nichts unmögliches. Und die Ein-/Ausschaltschwellen lassen sich wenn nötig auch noch genau programmieren. Die andere niederfrequente PWM übernimmt die 'Dimmung', oder besser gesagt Abschaltung der hochfrequenten PWM, mit einer Frequenz von über 100 Hertz, damit wir kein Flimmern mehr erkennen können. Mit dieser Methode kann man Wirkungsgrade von über 95% erzielen! Läuft bei mir übrigens ganz hervorragend. Anregungen solltet Ihr Euch dazu evtl. mal bei www.led-treiber.de (und dann unter "LEDs Treiber" und dann "getaktete Treiber") holen. Oder schaut Euch mal das hier an: http://audio.peufeu.com/node/66. Ich habe bereits einiges davon nachgebaut - allerdings fast immer modifizierte Versionen, die entweder das letzte Milliwatt rausquetschen oder an andere Gegebenheiten angepaßt werden mußten - und es funzt ganz wunderbar. Für meine Osram OSTARs habe ich mir noch vorgenommen sie als Stroboskop und Fluter zu ge- bzw. misbrauchen, mit der Möglichkeit sie komplett digital mit einem ATmega anzusteuern, der, wenn alles reinpaßt und vom Timing her noch Luft hat, via DMX-512-Interface ansprechbar sein soll. Dabei sind die absoluten Grenzwerte unter allen Bedingungen einzuhalten, d.h. das Degrading mit erhöhten Chip-Temperaturen, etc. ist zu berücksichtigen. Insbesondere ist der max. zul. Strom unter keinen Umständen zu überschreiten, denn dann brennt möglicherweise der Bonding-Draht durch (ist mir bereits einmal passiert - aber das ist 'ne andere Story).
Hm ich finde es ist zu kompliziert. Mit PWM gehr das nicht so einfach da die LEDs als eine art Blitz für eine sehr empfindliche Kamera dient. Es muss ein definierter 1ms Blitz sein. Der Blitz soll konstant hell sein also ein Rechteck. Mit der klassischen Strombegrenzung habe ich es hinbekommen jedoch könnten die jeweiligen Flanken steiler sein. Ich musste jedoch 470 Ohm vor das Gate schalten da sonst die MosFet anfing zu schwingen. Mit einem Vorwiderstand am Gate ist das schwingen fast weg jedoch ist die Flankensteilheit nicht mehr so schön steil. Hat jemand eine Idee wieso der Mosfet anfängt zu schwingen wenn ich das Gate niederohmig ansteuere?
@ hallo_spencer: a) PWM ist nicht wirklich kompliziert! b) definierte 1ms-'Blitze' mit PWM (hiermit ist die induktive Schaltregler-PWM gemeint, die einen konstanten Strom durch die LED treibt) sind ebenfalls kein Problem, da das Ein/Aus der LED unabhängig von der PWM gesteuert werden kann. c) Die Belichtung eines Films ist ein integraler Vorgang, d.h. eine Belichtung muß nicht zwingend durch eine absolut konstante Beleuchtung erfolgen. Auch ein übliches Blitzgerät liefert keinen konstanten 'Lichtstrom' über die Zeit. Warum sollte also eine Hochleistungs-LED das unbedingt 'konstant' machen? Es gibt keine zwingende Notwendigkeit dafür! d) Ein Schwingen ist üblicherweise auf parasitäre Kapazitäten/Induktivitäten zurückzuführen. Diese bilden (u.a. in Verbindung mit der Gate-Kapazität) auf die eine oder andere Weise einen Reihen- bzw. Parallelschwingkreis. Je größer der Gate-Widerstand, umso stärker wird dieser Schwingkreis bedämpft (d.h. seine 'Güte' sinkt). Da das Anregungs- bzw. Schaltsignal ein Rechteck darstellt und damit nach Fourier sämtliche Oberwellen enthält, wird hierdurch die Oszillation auf der Resonanzfrequenz des Schwingkreises mehr oder weniger stark angeregt. 100%-ig läßt es sich nicht eliminieren, jedoch auf ein erträgliches Maß reduzieren, indem der Aufbau - z.B. das Layout - optimal erfolgt. Ganz allgemein gesagt zählen zu solchen Maßnahmen u.a. kurze Leiterbahnführungen (insbesondere dort, wo die geschalteten Ströme fließen), optimale GND- und Versorgungspannungslayer, qualitativ gute Abblockkondensatoren/-ELKOs (Low-ESR-Typen) in unmittelbarer Nähe der Punkte wo Ströme geschaltet werden, usw., usw., usw. Poste doch mal Dein Platinen-Layout und/oder (vollständigen(!)) Schaltplan (d.h. bitte den Schaltplan, der auch die Abblockkondensatoren beinhaltet - evtl. mit den Kommentaren, wo sie plaziert werden sollten, falls dies noch nicht aus dem Plan ersichtlich ist).
@ Raimund Rabe hier habe ich mal den Schaltplan beigefügt. Das problem was ich jetzt habe ist, sobald die Strombegrenzung aktiv wird, die Motfet nicht mehr ausgeschaltet werde wenn der 1ms Impuls zuende ist. Der Mosfet bleibt dann mit ca. 7A Begrenzung eingeschaltet. Mache ich ein Kurzschluss dann wird nicht mehr begrenzt der Mosfet geht nach sehr kurzer Zeit ca. 1-2 Sec. kaputt. Die Last schließe ich an der Lemobuchse parallel der Diode an. Der Triggerimpuls ist hierbei invertiert d.h. ich muss ein Impuls von 999ms anlegen und 1ms ausschaltet aber das istr absicht so es kommt noch ein Optokoppler vor der dieses wieder invertiert. Es sind hierbei 3 Schaltungen auf einer Platine aufgebaut weil ich ein LED Scheiwerfer (LED-Array) ansteuern will. Pro Kanal: 5 LEDs in Reihe deswegen 48V und von diesen Reihenschaltungen 3 Parallel damit jeder Strang mehr als 2A bekommt. Von dieser gesamten Schaltung wie gesagt 3 auf einer Platine und es werden insgesammt 5 Platinen erstellt. Die 6800 uF Kondensatoren sond zur pufferung damit ein 5A Netzteil ausreicht.
RX und RP habe ich nicht bestückt ich wollte ohne diese Widerstände auskommen. Auf ein Stckbrett hatte diese Schaltung einwandfrei funktioniert. Jetzt auf Platine wie gesagt schatet der Mos Fet nicht mehr aus wenn die Strombegrezung aktiv wird. Bei kleinern Stömen kleiner 7A kommen schöne 1ms Impulse heraus.
So fehler gefunden. Ich habe sie den Eingang wie gesagt mit ein Optokoppler und auch mit ein 3,3K Widerstand auf 12V angesteuert. Genauso wie der erste teil des Treibers. Nun diese 3,3K am Optokoppler waren zu groß um 3 Treiberstufen anzusteuern. Hätte ich niemals gedacht aber ist so. Erst nachdem ich auf 1K beim Optokoppler runtergegangen bin lief es. Ich habe jetzt für den ersten Transistor in der Treiberstuft (BC546) einen Darlington BD517 genommen. Mit dieser hohen Stromverstärkung kann ich auch locker 16 solcher Stufen dann mit ein Optokoppler ansteuern. Ich hätte niemals gedacht das zum treiben einer dieser Stufen so ca. 5 bis 10mA nötig sind. Es wird doch eigendlich nur die Basis des BC546 angesteuert der die Spannung vom 3,3K Widerstand auf masse zieht um somit dann letztendlich den MOSFET sperren lässt. Ich habe angenommen das dazu nur 0,5mA nötig wären.
Sorry, daß ich mich erst jetzt wieder melde, aber ich war über Hainachten/Neujahr im Urlaub. Warum die Schaltung auf dem Steckbrett zunächst funzte und nachher auf der Platine nicht, ist mir ein Rätsel. Möglicherweise sind ein schlechtes Platinenlayout und damit Schwingneigung das Problem. Zumindest was das Problem mit dem nicht wieder ausschalten betrifft. Mit den 0,1-Ohm-Widerständen (R4) sollte, ohne Rp und Rx, die Strombegrenzung ja schon bei etwa 0,7A einsetzen. Hat es denn damit gefunzt? Selbst bei 'nur' 0,7A und 48V werden im MOSFET im LED-Kurzschlußfall immerhin rund 33W in Wärme umgesetzt. Dies allein fordert schon eine gute Kühlung für jeden einzelnen MOSFET. Bei gar 7A dürfte es die SOA (Safe Operating Area) des MOSFETs verlassen, denn es würde eine Verlustleistung von mehr als 300W je MOSFET in Wärme umgesetzt werden. Das ist bereits weit außerhalb seiner Spezifikation (je nach Hersteller ist 85W...120W) angegeben. Kein Wunder also, daß er schon nach wenigen Sekunden im wahrsten Sinne des Wortes durchbrennt. Ein Schaltregler würde hier Wunder wirken, denn er reduziert die Verlustleistung dieser 'analogen' Konstantstromquelle erheblich. Schau doch mal bei www.led-treiber.de vorbei um mal ein kleines Beispiel zu sehen, wie man so etwas machen kann. Klicke dazu links auf "LEDs Treiber" und dann auf "getaktete Treiber" und schau Dir mal hier die Schaltungen an. Vielleicht kannst Du ja die eine oder andere einsetzen, modifizieren, oder zumindest eine Idee erhalten wie man so etwas ggf. weniger Verlustleistungsbehaftet in den Griff bekommen kann. :-)
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