www.mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik PWM Step-Down-Wandler ohne PWM Eingang


Autor: Armin (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
schönen Abend,

ich bin auch einer dieser Menschen, die zur Zeit an der Stromversorgung 
ihrer LED-Module arbeiten (lowpower: 3-11V, 0.5-2A).

Meine Steuerung erzeugt über einen Leistungstransistor eine 
pw-modulierte Versorgungsspannung von 15V. Nun sollen daran parallel 
verschiedenste dieser LED-Module im oben genannten Leistungsbereich 
geklemmt werden.

Das klappt mittlerweile ganz gut, da einfach vor jeder LED ein passender 
Vorwiderstand eingesetzt wird, der den Strom auf den richtigen Wert 
einstellt.

Mein Problem dabei: bei einer 3,7V-LED werden 75% der Leistung sinnlos 
im Widerstand verbraten, da dort die restliche Spannung von 11,3V 
abfällt. Auch eine simple Konstantstromquelle löst dieses Problem nicht, 
da sie genauso die überschüssige Spannung aufnimmt. Hier gäbe es nur den 
Vorteil, dass Spannungsverluste durch hochohmige Leitungen keine 
Auswirkungen haben =) hust

Meine Idee wäre also, einen Step-Down-Wandler für jedes LED-Modul zu 
entwickeln, der den Strom gezielt regelt und nur geringe Verluste mit 
sich bringt.
Angenehme Nebeneffekte wären auch vorhanden: man könnte mit der 
Versorgungsspannung beliebig nach oben gehen und somit die Leitungen 
entlasten, da der Strom sinkt.

Soweit nichts Neues. Allerdings besteht bei mir wie gesagt das Problem, 
dass ich nicht eine konstante Versorgungsspannung und eine 
PWM-Signalleitung habe (Wandler mit solchen Eingängen gibt es ja), 
sondern dass die Versorgungsspannung selbst gepulst ist.
Leider kann ich keine weitere Leitung ziehen, also muss es so gehen.

Meint ihr, die lösung mit dem step-down-wandler ist möglich?
oder habt ihr eine andere Idee?

Autor: Irgendeiner (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Doppelt Pulsen hält nicht besser.

Autor: M. Beffa (m_beffa)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wie wäre es wenn du die Versorgungsspannung mit grossen Elkos soweit 
bufferst, damit der Step Down Regler was damit anfangen kann?

Je nach Strom sind dazu natürlich sehr grosse C's nötig...

Autor: Armin (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Doppelt Pulsen hält nicht besser.

ist mir klar. Das hatte ich auch nicht vor. Der Step-Down-Wandler 
bekommt eine gepulste Versorgungsspannung und soll nur dann anspringen, 
wenn er auch Saft hat. Die Pulsweitenmodulation selbst soll dadurch 
nicht verändert werden.


> Wie wäre es wenn du die Versorgungsspannung mit grossen Elkos soweit
> bufferst, damit der Step Down Regler was damit anfangen kann?

Ist es dann überhaupt noch möglich, die LEDs zu dimmen? Dafür ist die 
PWM ja da ;)
Ich habe ja kein gesondertes PWM-Signal zur Verfügung. Die Information, 
wann die LED aus und wann sie an ist, kommt über die 
Versorgungsspannung. Wenn ich jetzt einen Kondensator reinpacke, der 
volläuft und damit die Versorgungsspannung glättet, ist die LED einfach 
immer an, oder nicht?

Autor: Armin (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
je mehr ich darüber lese, desto weiter komm ich von meiner Idee ab.

Das Problem ist, dass der Step-Down Converter die Spannung so und so 
glättet.

Dem Ganzen kann man meiner Meinung nach nur beikommen, indem man den 
Converter so baut, dass die PWM Schaltvorgänge der Versorgungsspannung 
in einer ganz anderen Dimension ablaufen, als sein Betrieb.
Der Step-Down Converter müsste sozusagen so schnell schalten, dass er 
einschwingt, lange bevor der nächste PWM-Zyklus startet. Die 
PWM-Schaltvorgänge der Versorgungsspannung werden für den Converter 
dadurch zu klassischen Einschaltvorgängen.

Dazu müsste er wirklich hochfrequent arbeiten. Ich werd mich mal schlau 
machen, wie die Anforderungen genau sind. Aber denkt ihr es ist möglich 
(und bezahlbar), Step-Down-Converter zu bauen, die mit 100 Mhz schalten? 
mit 10 Mhz? Mit 1 Mhz?

Gibt es dafür fertige ICs?

Autor: gast (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Warum baust Du Deine Steuerung nicht so um, dass sie auf einen festen 
/wählbaren Strom durch einen Shunt regelt? Da Du LEDs betreiben willst 
ist das doch der nahe liegende Ansatz, oder?

Autor: Nico Erfurth (masta79)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Vlt. verstehe ich dich ja falsch, aber soweit ich das gelesen habe 
kannst du deine gepulste Spannung (die als Dim-Signal und als 
Spannungsversorgung dienen soll?) ja direkt als Versorgungsspannung für 
den Schaltregler benutzen indem du sie über eine Diode und einen rel. 
grossen C an die Versorgung des Regler klemmst. Und dann OHNE Diode/C 
nochmal an den Enable/Dim eingang deines Reglers.

Eine Andere Möglichkeit wäre das du deine Spannung generell erstmal 
konstant hälst, aber darauf den aktuellen PWM-Wert digital modulierst, 
das musst du dann in der Nähe des Schaltreglers wieder irgendwie 
rausholen. Aber auch hier wirst du das ganze via Diode/C vom VCC des 
Reglers selbst abblocken müssen. Das wäre zwar eine schöne Lösung, ist 
aber mit einem gewissen Aufwand verbunden.

Autor: Armin (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Warum baust Du Deine Steuerung nicht so um, dass sie auf einen festen
> /wählbaren Strom durch einen Shunt regelt? Da Du LEDs betreiben willst
> ist das doch der nahe liegende Ansatz, oder?

wie bereits gesagt, ist das nicht effizient genug. Am Shunt fallen 
mitunter 75% der gesamt verbrauchten Leistung ab, wenn die LED nur eine 
kleine Spannung benötigt!
Außerdem ließe sich mit einem Schaltgerät der Strom in der Leitung 
minimieren und damit die Leitungsverluste!


> Vlt. verstehe ich dich ja falsch, aber soweit ich das gelesen habe
> kannst du deine gepulste Spannung (die als Dim-Signal und als
> Spannungsversorgung dienen soll?) ja direkt als Versorgungsspannung für
> den Schaltregler benutzen indem du sie über eine Diode und einen rel.
> grossen C an die Versorgung des Regler klemmst. Und dann OHNE Diode/C
> nochmal an den Enable/Dim eingang deines Reglers.

das hört sich schonmal nicht schlecht an. Meinst du, das ist preiswerter 
zu realisieren, als ein normaler Converter, der einfach nur extrem 
schnell schaltet?

Autor: Marco (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wie hoch ist denn die Frequenz der gepulsten Versorgungsspannung? Es 
gibt Schaltregler, die mit 1Mhz und mehr arbeiten, Mann müßte sich halt 
dann nur die Einschwingzeit angucken und nach einem UnderVoltageLockout 
Feature suchen.

PS: Ich mache etwas ähnliches mit einem dsPic, mit ca. 100Hz wird eine 
100kHz Pwm für einen Buck Converter ein- und ausgeschaltet. Geht super.

Autor: Armin (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Also ich habe mich entschieden, das jetzt einfach zu probieren. Die 
Versorgungsspannung-PWM arbeitet irgendwo zwischen 0.5 und 10 kHz. Der 
Schaltregler arbeitet mit 100kHz.

Einerseits sind die Teile nicht teuer und wenn es nicht klappt, werde 
ich einfach ein bisschen an der Lösung "Diode, Glättungskondensator" 
arbeiten =)

Autor: Torben (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

Stepdown Wandler sind für diese Aufgaben wie geschaffen, aber billig 
wird es nicht.

http://www.umnicom.de/Elektronik/Schaltungssammlun...

Je höher die Schaltfrequenz ist desto kleiner wird die Spule und C.

Der LM2576 ist relativ alt, dehsalb könnte man sich bei LT umschauen 
(Stichwort: LT34xx)

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.