Moin, leider haben mir die bisherigen 30 Threads zum Thema Backlight keine Erhellung gebracht, daher hier mal meine Frage: Ich habe ein TFT-Backlight bestehend aus 8 parallelen LEDs mit gemeinsamer Anode und Kathode. Der Strom soll 120mA betragen und sich angeblich bei einer Spannung von ca. 3.2V einstellen. In meiner Schaltung stehen 2.8V, 3.3V und 5.0V zur Verfügung. Die Hintergrundbeleuchtung soll natürlich mit PWM (Pegel=3.3V CMOS) gedimmt werden. Was empfehlen mir den die Experten? Lieber einen Stepup-Regler an 2.8V oder einen Stepdown-Regler an 5V oder fröhlich den Konstantstrom ignoriert und einfach über Vorwiderstand und Transistor oder MOSFET an 3.3V? Es geht nicht darum das Display mal schnell zum Leuchten zu bringen, sondern um eine zuverlässige Lösung. Damit ich es auch für die Zukunft verstehe, würde mich freuen wenn die Antwort auch irgendwie begründet wird. Danke schon mal!
Meid schrieb: > Der Strom soll 120mA betragen Dann bau eine Stromquelle auf, die das tut. Am einfachsten dürfte das mit den 5V sein. Ob sich dann zufällig eine Spannung mit 3,2V einstellt, kannst du ja hinterher kontrollieren. > und einfach über Vorwiderstand und Transistor oder MOSFET an 3.3V? Das ist die ungeeigneste (wollte gerade schreiben "doofste") Methode. Denn irgendwo fallen da sicher noch 50mV oder gar 100mV ab, und einen Vorwiderstand von (3,3V-3,2V-0,05V)/0,12A = 0,42 Ohm oder einen mit (3,3V-3,2V-0,1V)/0,12 = 0 Ohm kannst du dir sparen. Oder es haben gar die Leds irgendeine Temperaturabhängigkiet in ihrer UI-Kennlinie, dann wirds wenns kälter wird auch heller... :-o
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Meid schrieb: > Lieber einen Stepup-Regler an 2.8V > oder einen Stepdown-Regler an 5V oder fröhlich den Konstantstrom > ignoriert und einfach über Vorwiderstand und Transistor oder MOSFET an > 3.3V? Nix von allem, bzw. einen Sonderfall des Stepup-Reglers. Nämlich in Form des ohnehin vorhandenen Controllers, der ja sowieso PWM über einen Transistor machen soll. Das ergänzt man noch um eine Spule mit "Luftspalt" und eine Schottky-Diode und fertig ist der Stepup-Wandler. > Es geht nicht darum das Display mal schnell zum Leuchten zu bringen, > sondern um eine zuverlässige Lösung. Das ist zuverlässig, weil man die Energie, die durch den Wandler geht, in konstanten, genau berechenbaren Häppchen liefert. Und die LEDs können unter absolut keinen Umständen mehr Energie entnehmen als in den Wandler hineingepumpt wird.
c-hater schrieb: > Nix von allem, bzw. einen Sonderfall des Stepup-Reglers. > Nämlich in Form des ohnehin vorhandenen Controllers, der ja sowieso PWM > über einen Transistor machen soll. Das ergänzt man noch um eine Spule > mit "Luftspalt" und eine Schottky-Diode und fertig ist der > Stepup-Wandler. ? Gibts das auch in Grafik oder meinst du einen Sperrwandler? Und wie sollte dessen Topologie aussehen, wenn Kostantstrom für die LEDs ideal wäre? > Und die LEDs können unter absolut keinen Umständen mehr Energie > entnehmen Die Helligkeit von LEDs hängt nicht von der eingetragenen Energie ab, sondern vom Strom...
Lothar Miller schrieb: > Meid schrieb: >> und einfach über Vorwiderstand und Transistor oder MOSFET an 3.3V? > Das ist die ungeeigneste (wollte gerade schreiben "doofste") Methode. Lothar, das hätte ich zunächst auch gesagt, die Frage, die ich mir stelle ist jedoch: ist das wirklich so schlimm? Also mal angenommen ich spare mir die ganze Konstantstromquelle, gehe von 0,1V Spannungsabfall irgendwo aus und spare mir auch den Vorwiderstand. Dann wird das Display halt mal etwas heller und mal etwas dunkler sein. Von wie viel heller und dunkler reden wir denn hier? Diese Schwankungen dürften ja auch nur sehr langsam auftreten und sich nicht als Flackern oder so bemerkbar machen. Was ich jetzt noch gefunden habe ist der Begriff Thermal-Run. Da ich ja tatsächlich 8 LEDs parallel habe, leuchtet mir das schon ein, dass die sich mit einem gemeinsamen Vorwiderstand (ob gebaut oder irgendwo vorhanden) gegenseitig zerstören können. ABER, es ist ja völlig egal ob da nun ein Widerstand oder eine KSQ für irgendeinen Gesamtstrom von idealerweise 120mA sorgt. Ich kann ja in beiden Fällen davon ausgehen, dass sich der Strom unterschiedlich auf die LEDs verteilt. c-hater schrieb: > Nix von allem, bzw. einen Sonderfall des Stepup-Reglers. > > Nämlich in Form des ohnehin vorhandenen Controllers, der ja sowieso PWM > über einen Transistor machen soll. Das ergänzt man noch um eine Spule > mit "Luftspalt" und eine Schottky-Diode und fertig ist der > Stepup-Wandler. c-hater, ich glaube ich kann mir halbwegs vorstellen, was du meinst, aber bevor ich es ganz zu verstehen versuche: ich gehe davon aus, dass bei deiner Lösung tatsächlich ein Stepup-Wandler entsteht und der spuckt hinten eine Spannung aus, die zum PWM-Tastverhältnis proportional ist. Damit ließen sich die LEDs wohl auch dimmen, jedoch ändert sich damit 1. die Farbtemperatur, 2. muss ich ja immer über der Durchbruchspannung bleiben und 3. wäre dann die Regelung nicht mehr ansatzweise linear oder logarithmisch, das PWM-Signal kommt aber aus dem Diplay-Controller und geht von einem linearen Schaltverhalten aus.
Meid schrieb: > Von wie viel heller und dunkler reden wir denn hier? Diese Schwankungen > dürften ja auch nur sehr langsam auftreten und sich nicht als Flackern > oder so bemerkbar machen. Das Problem ist das hier: je wärmer das Display wird, umso niedriger wird die Vorwärtsspannung, umso mehr Strom fleißt, umso wärmer wird das Display, umso niedriger wird die Durchlassspannung, umso mehr Strom fließt, merkst du was? Du selbst hast den Thermal-Run erwähnt. Hier gilt er für das gesamte Display... > Da ich ja tatsächlich 8 LEDs parallel habe, leuchtet mir das schon ein, > dass die sich mit einem gemeinsamen Vorwiderstand (ob gebaut oder > irgendwo vorhanden) gegenseitig zerstören können. Das wird hier kaum passieren, weil die LEDs alle hintereinander vom Band gepurzelt sind und somit recht ähnliches Verhalten haben. Meid schrieb: > einfach über Vorwiderstand und Transistor oder MOSFET an 3.3V? Sagen wir es mal so: es wird voraussichtlich nichts kaputtgehen. Aber trotzdem ist es Murks.
OK, das führt mich zum nächsten Problem. Es gibt nur relativ wenige Backlight-Driver, die mit nur 5V Eingangsspannung funktionieren und noch 120mA liefern können. Von Linear habe ich den relativ schönen Buck/Boost/Sepic LT3517 gefunden. Der kostet aber ca. 5€ und braucht auch allerlei Zusatzbeschaltung. Mein aktueller Favorit ist der LM3407 von TI: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm3407.pdf Der kostet nur 1,50€ und kommt auch mit weniger externen Bauteilen aus (regelt ja auch nur runter). Kennt jemand noch eine Alternative, die er mir hier empfehlen kann?
Lothar Miller schrieb: > Gibts das auch in Grafik oder meinst du einen Sperrwandler? Genau das. > Und wie > sollte dessen Topologie aussehen, wenn Kostantstrom für die LEDs ideal > wäre? Ganz trivial, genau wie im Lehrbuch. >> Und die LEDs können unter absolut keinen Umständen mehr Energie >> entnehmen > Die Helligkeit von LEDs hängt nicht von der eingetragenen Energie ab, > sondern vom Strom... Ach?! Und wo deiner Meinung nach könnte denn der Strom herkommen, außer von der eingetragenen Energie? Natürlich wird der Strom nicht konstant sein, wenn man zu genau mißt. Wenn man aber über die PWM-Periode mittelt, wird es passen. Und wenn man dann noch die Spule passend zu PWM-Frequenz wählt, wird es auch in den Spitzen passen. Und falls nicht: ein kleiner Kondensator erledigt den Rest. Auch ziemlich leicht zu berechnen. Aber für normale LEDs eigentlich nie nötig.
c-hater, darf ich mal nachfragen auf welche PWM-Frequenz du dich beziehst? Sofern ich es richtig verstanden habe regelt der Sperrwandler die Eingangsspannung auf eine Ausgangsspannung herab, bei der sich der gewünschte Strom im Mittel einstellt. Dies geschieht durch getaktetes laden/entladen einer Spule. Da haben wir also die Frequenz des Wandlers selbst. Da ich ja zu allem Überfluss auch noch die Helligkeit der LEDs regeln möchte, müsste ich den kompletten Wandler mit dem PWM-Signal vom Display Controller an und aus schalten. Da hätten wir die andere PWM Frequenz. Mir fällt gerade auf, dass ich noch nicht erwähnt habe, dass die langsamste PWM-Frequenz, die ich aus dem Controller heraus bekommen kann immerhin 117kHz sind.
>Was empfehlen mir den die Experten? Lieber einen Stepup-Regler an 2.8V >oder einen Stepdown-Regler an 5V oder fröhlich den Konstantstrom >ignoriert und einfach über Vorwiderstand und Transistor oder MOSFET an >3.3V? Widerstand an 5V und Mosfet. Auf die 200mW wirds ja wohl nicht mehr ankommen.
Meid schrieb: > c-hater, darf ich mal nachfragen auf welche PWM-Frequenz du dich > beziehst? > Sofern ich es richtig verstanden habe regelt der Sperrwandler die > Eingangsspannung auf eine Ausgangsspannung herab, bei der sich der > gewünschte Strom im Mittel einstellt. > Dies geschieht durch getaktetes laden/entladen einer Spule. Da haben wir > also die Frequenz des Wandlers selbst. > Da ich ja zu allem Überfluss auch noch die Helligkeit der LEDs regeln > möchte Du hast offensichtlich den Trick nicht begriffen. Der besteht genau darin, beides in einem Aufwasch zu erledigen. D.h.: die Helligkeitssteuerung ist gleichzeitig auch der StepUp-Wandler.
Ausserdem MUSS man da ja keine 120mA durchjagen. Das ist keine Pflicht. Vermutlicht reicht auch weniger.
Meid schrieb: > c-hater, ich glaube ich kann mir halbwegs vorstellen, was du meinst, > aber bevor ich es ganz zu verstehen versuche: ich gehe davon aus, dass > bei deiner Lösung tatsächlich ein Stepup-Wandler entsteht und der spuckt > hinten eine Spannung aus, die zum PWM-Tastverhältnis proportional ist. Nein, das tut er gerade nicht. Er spuckt einen mittleren Strom aus, der in einer monotonen Abhängigkeit zum PWM-Tastverhältnis (jedenfalls im benutzbaren Bereich der PWM) ist. > Damit ließen sich die LEDs wohl auch dimmen, jedoch ändert sich damit 1. > die Farbtemperatur Eher nicht, nein. Um die Farbtemperatur zu ändern, muß man sich gefährlich den Grenzwerten der LED nähern. Das vermeidet man natürlich, wann immer möglich. > 2. muss ich ja immer über der Durchbruchspannung > bleiben Das bleibst du immer, da kannst du mir völlig vertrauen. ;o) > 3. wäre dann die Regelung nicht mehr ansatzweise linear oder > logarithmisch Welche Regelung? Es handelt sich um eine simple Steuerung. Und ja, die Abhängigkeit ist weder logarithmisch noch linear. Ich überlasse es dir, herauszufinden, wie genau sie aussieht. Man kann das natürlich auch tatsächlich selbst ausrechnen. Es ist aber viel einfacher, es z.B. mit LTSpice zu simulieren und somit den Computer die öde Arbeit erledigen zu lassen. Da lernt man dann auch gleich noch auf einfache "anfühlsame" Weise ein paar andere nicht ganz unwichtige Sachen, nämlich: -nach welchen Kriterien wähle ich die richtige Induktivität in Abhängigkeit von der PWM-Frequenz? -Welches ist der benutzbare Bereich für das PWM-Duty. Was haben die parasitären Eigenschaften der Spule damit zu schaffen und die Eigenschaften das Schaltelements und der Diode? > das PWM-Signal kommt aber aus dem Diplay-Controller und > geht von einem linearen Schaltverhalten aus. Das ist doch nur ein Frage der Werte, die man reinschreibt. Bevor man sie reinschreibt, einfach auf den korrekten Bereich mit dem korrekten Zusammenhang mappen. Das ist doch trivial. Wenn man beides kennt. Weswegen ich es dir selber überlasse, es herauszufinden. Nur selbst erworbenes Wissen ist wirkliches Wissen.
Also wenn ich beim Farnell bei den Led-Drivers reinschaue und die Suche auf Booster mit min. 120mA eingrenze, kriege ich 58 ICs vorgesetzt, wobei die Preise bei ca. 90 Cent anfangen. Schaetze mal, dass darunter auch was für Dich zu finden sein wird.
c-hater schrieb: > Und wo deiner Meinung nach könnte denn der Strom herkommen, außer von > der eingetragenen Energie? Naja, von Der Leistung über der Zeit. Und zur Leistung gehört eben auch die nicht konstante Spannung. Wenn also die Leistung konstant ist, aber die Spannung nicht, was ist dann der Strom, der die Helligkeit macht? c-hater schrieb: > Du hast offensichtlich den Trick nicht begriffen. Mal angenommen, das wäre so: kannst du mal "deine" Schaltung halbwegs dimensioniert und funktionsfähig aufzeichnen? Der Vorschlag mit den 5V und dem Vorwiderstand scheint mir zwischenzeitlich auch sehr geeignet...
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Lothar Miller schrieb: > c-hater schrieb: >> Du hast offensichtlich den Trick nicht begriffen. > Mal angenommen, das wäre so: kannst du mal "deine" Schaltung halbwegs > dimensioniert und funktionsfähig aufzeichnen? Das würde mich auch interessieren. Nicht aus Faulheit, ich habe mich heute ein wenig mit den Flyback oder Sperrreglern beschäftigt, aber das mit der Strombegrenzung leuchtet mir da noch nicht ein. Außerdem habe ich so gut wie keinen Einfluss auf das PWM-Signal. Lothar Miller schrieb: > Der Vorschlag mit den 5V und dem Vorwiderstand scheint mir > zwischenzeitlich auch sehr geeignet... Genau die Frage habe ich mir nämlich auch gestellt. Lohnt sich der Aufwand mit einem Regler überhaupt. Lothar, was hat dich dazu bewogen das mittlerweile nicht mehr als "Murks" zu betrachten, oder bezog sich das nur auf die von 3.3V runtergeteilten 3.2V? Bei 5V Ausgangsspannung ist ja der Einfluss der Temperaturschwankung geringer, aber leider habe ich keine Kennlinien zu den im Backlight verbauten LEDs und kann das somit nicht quantifizieren.
Falls noch jemanden interessiert, was daraus geworden ist... Ich habe mich für einen Buck-Regler entschieden. Der SC4541 von Semtech ist für 0,63€ zu haben und hat bereits eine Schottky-Diode integriert. Damit erschlage ich zum einen die Geschichte mit dem Konstantstrom und zweitens ist die Gesamtlösung auch noch günstiger. Da der mit 2MHz schaltet komme ich mit einer deutlich kleineren Induktivität aus und hab auch weniger Ripple. Danke an alle Ideengeber.
Meid schrieb: > Falls noch jemanden interessiert, was daraus geworden ist... Schön, dass du das auch noch berichtest. > Ich habe mich für einen Buck-Regler entschieden. Der SC4541 von Semtech > ist für 0,63€ zu haben und hat bereits eine Schottky-Diode integriert. Dieser LED-Treiber hat gegenüber "üblichen" Buck-Reglern den Vorteil, dass er nur 200mV über dem Strommesswiderstand braucht. Man kann prinzipiell jeden Buck-Regler mit freiem Feedback-Eingang zur Konstantstromquelle für LEDs umbauen, allerdings braucht man dann meist 1,2V über dem Shunt...
Lothar Miller schrieb: > Meid schrieb: >> Falls noch jemanden interessiert, was daraus geworden ist... > Schön, dass du das auch noch berichtest. > >> Ich habe mich für einen Buck-Regler entschieden. Der SC4541 von Semtech >> ist für 0,63€ zu haben und hat bereits eine Schottky-Diode integriert. > Dieser LED-Treiber hat gegenüber "üblichen" Buck-Reglern den Vorteil, > dass er nur 200mV über dem Strommesswiderstand braucht. Man kann > prinzipiell jeden Buck-Regler mit freiem Feedback-Eingang zur > Konstantstromquelle für LEDs umbauen, allerdings braucht man dann meist > 1,2V über dem Shunt... guten Morgen. wenn ich mich mal einklinken darf hier - danke. Also ich meine, du kannst doch versuchen, um es leichter zu haben in der Schaltung, die LEDs mit nem Transistor zu treiben. Der Vorwiderstand errechnet sich doch ziemlich leicht und regelt Dir so auch den Konstantstrom. Bei 3,3 V Versorgung - sofern du genug "Reserve" in der Hauptschaltung hast - , nutze 27 Ohm in Emitterschaltung, und an der Basis eines Transistors legst du 2 x Dioden 1 N 5407 o.ä. in Reihe Richtung Masseverbindung- So haben die LEDs dann etwa 2,2 Volt bei 23 mA Last am Emitterwiderstand. Das ist akzeptabel und Du verlierst nicht soviel "Leistung", als dass Du es mit ner PWM versuchst, denn die muss sich auch selbst "versorgen". Nun, das ist nur ein Vorschlag, wenn auch vermutklich unbrauchbar, wie ich das schon erahne. Aber dann hab ich eben keine Ahnung, auch gut. Danke fürs Einklinken, ich klick schon "out". kicher Georg W. Fuhlsbüttel
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