Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LEDs über Mosfet schalten


von Missura (Gast)


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Hallo,

ich möchte für ein Stroboskop mehrere LEDs über ein Mosfet schalten.
Als Leuchtmittel verwende ich 5 parallel geschaltete 30W-LEDs, die 
jeweils etwa 32V Versorgungsspannung benötigen.
Durch jede LED fließt ca. 1A.

Ansteuern möchte ich das ganze durch einen AVR; ich habe mal in der 
Mosfet-Übersicht geschaut und den IRLZ34N gefunden.
Da er ein Logic-Level-Mosfet ist, dürfte ich ihn direkt an einen Pin des 
AVRs anschließen können, oder?

Kann ich die Schaltung (s. Anhang) so funktionstüchtig aufbauen?
Ist es für diesen Zweck überhaupt der richtige Mosfet?

VG Missura

: Verschoben durch Admin
von MaWin (Gast)


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Missura schrieb:
> Kann ich die Schaltung (s. Anhang) so funktionstüchtig aufbauen?

Kannst du.

> Ist es für diesen Zweck überhaupt der richtige Mosfet?

Passt schon.

Sein Gate wird mit etwa 20mA umgeladen, das ergibt eine gewisse 
Schaltzeit, das ist poditiv bezüglich EMV. Die Konstantstromquellen, die 
du mit dem Widerstandssymbol dargestellt hast, sollten so schnell regeln 
können, es sollten also einfache Transistorquellen sein und nichts 
kompliziertes wie Schaltreglerstromquellen. Für einfache Widerstände 
reichen ja die 34V nicht.

von Missura (Gast)


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Danke für deine Antwort. Zur Strombegrenzung verwende ich jeweils einen 
LM317, bei dem ich einen 1,2Ohm-Widerstand zwischen Adj/Out schalte.
Gepuffert wird (vor den LM317) mit größeren Kondensatoren (15.000µF), 
für die Stromversorgung habe ich allerdings nur ein Schaltnetzteil.

Liege ich richtig mit der Annahme, dass ich einen Kühlkörper für den 
Mosfet wohl nicht brauchen werde, da einerseits die LEDs nur kurzeitig 
an sind, andererseits R_DS(on) bei einer Gatespannung von 5V max. 0,046 
Ohm hat, was eine Verlustleistung von 0,23W bei 5A ergibt?

von MaWin (Gast)


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Missura schrieb:
> Zur Strombegrenzung verwende ich jeweils einen LM317,

Da reichen aber nicht die 2V die du hast, der braucht 4.2V. Schau dir 
auch mal die Regelkurven im Datenblatt an, im Vergleich zur LTSpice 
simulierten Umschaltgeschwindigkeit des IRLZ34, ob dir das reicht.

Wenn du nicht zu oft umschaltest brauchst du keinen Kühlkörper.

von Missura (Gast)


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Ich werde den LM317 nicht in seiner ursprünglichen Funktion als 
Linearregler verwenden, sondern so wie es unter 'Typical Applications' 
bei '1A Current Regulator' angegeben ist (s. Anhang).

So gibt es an ihm auch nur einen Spannungsabfall von ca. 2-3V. Wenn ich 
die Eingangsspannung entsprechend etwas höher festlege (mit dem 
Schaltnetzteil kann ich bis zu 40V gehen), sollte das also klappen.

Erstmal wird das Ganze ohne Kühlkörper getestet. Sollte der Mosfet zu 
heiß werden, kommt dann später ein Kühlkörper dran :-)

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Missura schrieb:
> Sollte der Mosfet zu heiß werden, kommt dann später ein Kühlkörper dran
> :-)
Der könnte bestenfalls bei Reset oder beim Programmieren des uC heiß 
werden. Denn dann ist sein Gate unbeschaltet und macht was es will. Mach 
da besser noch 10k vom Gate zur Source...

> Ich werde den LM317 nicht in seiner ursprünglichen Funktion als
> Linearregler verwenden, sondern so wie es unter 'Typical Applications'
> bei '1A Current Regulator' angegeben ist (s. Anhang).
Der braucht trotzdem zwischen dem Eingang und dem Ausgang die 3V (im 
Datenblatt unter "Line Regulation 3V<Vin-Vout") und dazu noch die 1,2V 
über dem Lastwiderstand. Mindestens!!! Ist ja klar warum: ist ja auch 
der selbe Baustein...
Und dann als Tipp: der LM317 wird warm werden, wenn du viel Rumblitzt.

> Wenn ich die Eingangsspannung entsprechend etwas höher festlege (mit dem
> Schaltnetzteil kann ich bis zu 40V gehen)
Ich würde da 35,7V einstellen und einen 2,7 Ohm Vorwiderstand 
verwenden. Dann kannst du noch ein wenig nach oben bis zu 2,6A 
Spitzenstrom, oder natürlich auch runter, falls es zu hell ist. Dann ist 
die Hitze in dem Bauteil, das leicht heiß werden kann: dem Widerstand 
(der dann auf jeden Fall ein Zementwiderstand mit 10W sein sollte), und 
du hast das ganze Gelecke mit der Konstantstromquelle nicht.

Und du könntest die Blitze mit einem zusätzlichen Elko über dem 
Widerstand etwas "knackiger" machen: der Elko leitet dann gleich nach 
dem Einschalten des Mosfet noch mehr Strom als nur das 1A, dieser klingt 
dann nach ein paar ms aber schnell ab, das "nur" noch der Widerstand da 
ist. So sieht ein Blitz aus...

: Bearbeitet durch Moderator
von Konrad S. (maybee)


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Missura schrieb:
> andererseits R_DS(on) bei einer Gatespannung von 5V max. 0,046
> Ohm hat, was eine Verlustleistung von 0,23W bei 5A ergibt?

Die Verlustleistung beträgt 1.15W!

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Konrad S. schrieb:
> Die Verlustleistung beträgt 1.15W!
Wenn der Transistor dauernd eingeschaltet ist. Genau das wäre bei 
einem Stroboskop aber ziemlich langweilig.
Und mit einem Rthja von 62K/W ist die Temperaturerhöhung sogar ohne 
Kühlkörper am TO220 bei Dauerbetrieb noch im Rahmen...

von Konrad S. (maybee)


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Das ist mir schon klar. Der TO hat aber I*R gerechnet, nicht I²*R. 
Darauf wollte ich hinweisen.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Konrad S. schrieb:
> Darauf wollte ich hinweisen.
Das hat geklappt...

von Harald W. (wilhelms)


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Missura schrieb:

> Zur Strombegrenzung verwende ich jeweils einen
> LM317, bei dem ich einen 1,2Ohm-Widerstand zwischen Adj/Out schalte.

Das wird wohl so nicht klappen. M.E. brauchst Du eine deutlich
höhere Betriebsspannung von ca. 40V. Du solltest Dir auch eine
KSQ mit deutlich kleinerer "Drop-Spannung" als die 4V des LM317
suchen. Es könnte auch sein, das das Blitzen mit KSQs gar nicht
funktioniert, da diese eine gewisse Zeit zum Hochlaufen brauchen.
Dann müsstest Du Vorwiderstände nehmen.
Gruss
Harald

von Missura (Gast)


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Danke erstmal für die Antworten.

Lothar Miller schrieb:
> Und du könntest die Blitze mit einem zusätzlichen Elko über dem
> Widerstand etwas "knackiger" machen: der Elko leitet dann gleich nach
> dem Einschalten des Mosfet noch mehr Strom als nur das 1A, dieser klingt
> dann nach ein paar ms aber schnell ab, das "nur" noch der Widerstand da
> ist.
Könnten so nicht die LEDs zerstört werden, wenn anstatt den zugelassenen 
1A mehr Strom fließt?

Missura schrieb:
> Gepuffert wird (vor den LM317) mit größeren Kondensatoren (15.000µF)
Die Elkos waren ursprünglich vorgesehen um die Spannung zu 
stabilisieren, daher habe ich sie auch vor der Konstantstromquelle 
eingeplant.

Lothar Miller schrieb:
> Ich würde da 35,7V einstellen und einen 2,7 Ohm Vorwiderstand
> verwenden. Dann kannst du noch ein wenig nach oben bis zu 2,6A
> Spitzenstrom, oder natürlich auch runter, falls es zu hell ist. Dann ist
> die Hitze in dem Bauteil, das leicht heiß werden kann: dem Widerstand
> (der dann auf jeden Fall ein Zementwiderstand mit 10W sein sollte), und
> du hast das ganze Gelecke mit der Konstantstromquelle nicht.
Bei 2,7 Ohm und 2,6A beträgt die Verlustleistung im Widerstand doch ca. 
18 Watt - wie kommst du auf 10W (oder geht das deshalb, weil der Strom 
nur als Peaks fließt)?
Durch den 2,7 Ohm-Widerstand hätte ich aber keine (entsprechende) 
Strombegrenzung mehr (da ein max. Strom von U/R = 35,7V/2,7Ohm = 13,22A 
fließen kann), oder irre ich mich?

Harald Wilhelms schrieb:
> Es könnte auch sein, das das Blitzen mit KSQs gar nicht
> funktioniert, da diese eine gewisse Zeit zum Hochlaufen brauchen.
Also doch die Elkos nach der KSQ?

Aktuell war der Aufbau so wie im Anhang geplant (Auszug). Wenn an der 
KSQ 4,2V abfallen und am Spannungsregulierendem LM317 nochmal 3V, hätte 
ich schon mal 32,8V bei ca. 1A (LM317 werden natürlich gekühlt). Oder 
wird das so nicht funktionieren...?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Missura schrieb:
> Könnten so nicht die LEDs zerstört werden, wenn anstatt den zugelassenen
> 1A mehr Strom fließt?
Nein. Du kannst kurzzeitig mehr Strom durch die LED durchschicken. Das 
wird beim Multiplexbetrieb welweit zigmilliardenmal gemacht...

> Bei 2,7 Ohm und 2,6A beträgt die Verlustleistung im Widerstand doch ca.
> 18 Watt - wie kommst du auf 10W (oder geht das deshalb, weil der Strom
> nur als Peaks fließt)?
Ja. Genau. Du darfst diesen Strom gar nicht dauernd fließen lassen. 
Denn sonst fackeln die LEDs ab. Die können ja nur 1A auf Dauer...

> Durch den 2,7 Ohm-Widerstand hätte ich aber keine (entsprechende)
> Strombegrenzung mehr (da ein max. Strom von U/R = 35,7V/2,7Ohm = 13,22A
> fließen kann), oder irre ich mich?
Der Widerstand allein begrenzt ja schon den Strom auf maximal 
36V/2,7Ohm. Und weil deine LED ja immmer so ca. 32-33V hat, ist der 
Strom hinreichend konstant. Das ist der Trick: es muss nicht ein 
"ultrakonstanter" Strom erreicht werden (was meinst du, was deine 
Stromquelle beim "Einschalten" macht?), sondern der Strom darf nur nicht 
so groß werden, dass die LED-Funzeln kaputtgehen. Die Helligkeit 
kannst du dann über die Blitzdauer bestimmen...

> Wenn an der KSQ 4,2V
Davon sind (mindestens!) 3V für den LM317 und dazu kommen 1,2V für den 
Widerstand. Das wurde schon ein paar Mal geschrieben.

> Oder wird das so nicht funktionieren...?
Man sagt dazu "technischer Overkill"....

: Bearbeitet durch Moderator
von Missura (Gast)


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Danke für die Erklärungen.

Ich habe jetzt mal den Schaltplan entsprechend angepasst.
Wird das so nun funktionieren?

von Dietrich L. (dietrichl)


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Missura schrieb:
> Wird das so nun funktionieren?

Nein, die 2,7 Ohm-Widerstände müssen vor die LEDS, d.h. zwischen den 
Kondensatoren und den LEDs.

Gruß Dietrich

von Falk B. (falk)


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@ Missura (Gast)

>    Stroboskop3.png

Ist ein Sack Elkos vom LKW gefallen oder warum baust du soviele davon 
ein?

>Wird das so nun funktionieren?

Nein.

Ausserdem würde ich mit den ganze Firlefanz mit LM317 & Co sparen und 
direkt NPNs als Konstantstromquelle betreiben. Dann reicht auch EIN 
1500µF Elko für ALLE LED-Stränge locker aus.

von Missura (Gast)


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Dietrich L. schrieb:
> Nein, die 2,7 Ohm-Widerstände müssen vor die LEDS, d.h. zwischen den
> Kondensatoren und den LEDs.

Lothar Miller schrieb:
> Und du könntest die Blitze mit einem zusätzlichen Elko über dem
> Widerstand etwas "knackiger" machen: der Elko leitet dann gleich nach
> dem Einschalten des Mosfet noch mehr Strom als nur das 1A, dieser klingt
> dann nach ein paar ms aber schnell ab, das "nur" noch der Widerstand da
> ist.
Heißt nun 'über' davor oder danach? Wenn ich den Widerstand zwischen 
Kondensator und Elkos habe, hab ich doch im Grunde dadurch den 
Elko-Strom begrenzt..

Falk Brunner schrieb:
>>Wird das so nun funktionieren?
>
> Nein.
Kannst du das bitte näher erläutern?

Gibt es bei deiner 1A-Konstantstrom-Schaltung noch irgendetwas anderes 
zu beachten? Ich nehme an, ein 2W-Typ für R1 sollte genügen (P = I^2*R = 
1A^2*1Ohm = 1W)?

von Falk B. (falk)


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@ Missura (Gast)

>> Und du könntest die Blitze mit einem zusätzlichen Elko über dem
>> Widerstand etwas "knackiger" machen:

Das würde ich gerade bei Leistungs-LEDs NICHT machen, das mögen die 
nämlich gar nicht. Die vertragen nur geringfügig höhere Pulsströme als 
Gleichstrom.


>>>Wird das so nun funktionieren?
>> Nein.
>Kannst du das bitte näher erläutern?

Die Stromquelle muss direkt in Reihe zur LED sein, die Elkos sind falsch 
platziert, ausserdem brauchst du nie im Leben soviele. Dann müsste dein 
Netzteil schon arg mies sein.

>Gibt es bei deiner 1A-Konstantstrom-Schaltung noch irgendetwas anderes
>zu beachten?

Der Kühlkörper für den Transistor muss groß genug sein.

> Ich nehme an, ein 2W-Typ für R1 sollte genügen (P = I^2*R =
>1A^2*1Ohm = 1W)?

Ja.

von Missura (Gast)


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Danke für die Antwort.

Falk Brunner schrieb:
> Der Kühlkörper für den Transistor muss groß genug sein.
Wie viel Watt verbrät denn der BD647? (Aus dem Datenblatt konnte ich das 
eben nicht rauslesen..)

Ich habe nun die Schaltung entsprechend umgebaut (s. Anhang).
Wenn ich dann für jede LED jeweils diese Schaltung bereitstelle, sollte 
doch jetzt alles klappen?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Falk Brunner schrieb:
> und direkt NPNs als Konstantstromquelle betreiben.
Da ist bei konstanter Versorgung (Schaltnetzteil, einstellbar) aber ein 
einzelner Vorwiderstand fast gleich gut und viel 
billiger/zuverlässiger...

Missura schrieb:
> Wird das so nun funktionieren?
Machs einfach so:
1
  Uin o------------o---------o---------o---------.
2
ca. 36V            |         |         |         |
3
so einstellen,     R         R         R         R  4 x 3R3 mit 5W
4
dass durch die     |         |         |         |
5
LED 0,9A fließen   V         V         V         V
6
--> Urv=3V         -         -         -         -
7
                   |         |         |         |
8
                   o---------o---------o---------'
9
                   |
10
                   |
11
                ||-'
12
                ||<.
13
  on/off ----o--||-|
14
             |     |
15
            10k    |
16
             |     |
17
    GND -----o-----o--------
Aber du kannst natürlich erst mal die Sache mit der Konstantstromquelle 
ausprobieren.

Wenn deine LED die Erhöhung des Stromes zulassen würden (das Datenblatt 
weiß dazu evtl. was), dann wäre das etwa so:
1
  --o----o--...
2
    |    | 
3
    |    |+
4
    |   === C=100uF
5
    R    |
6
    |    Rc = 1R8
7
    |    |
8
    o----' 
9
    | 
10
    V 
11
    - 
12
    | 
13
    o-----...
14
    |
Das müsstest du natürlich 4 mal aufbauen...

Missura schrieb:
> Ich habe nun die Schaltung entsprechend umgebaut (s. Anhang).
Gleich zwei Konstantstromquellen reingematscht. Hut ab! :-o
Willst du eine LED leuchten lassen oder eine Rakete zum Mond schießen?
Für eine einzige funzelige 30W LED so einen Handstand mit 12 Bauteilen. 
Sag mal, kommst du da irgendwie billig ran?

: Bearbeitet durch Moderator
von Missura (Gast)


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Falk Brunner schrieb:
> Ausserdem würde ich mit den ganze Firlefanz mit LM317 & Co sparen und
> direkt NPNs als Konstantstromquelle betreiben.

Lothar Miller schrieb:
> Machs einfach so:
> ...

Ich habe nun die Bauteile für beide Varianten bestellt und werde sie mal 
aufbauen und durchtesten - dann kann ich mich für die Variante 
entscheiden, bei der ich (mehr) Vorteile feststelle.

Danke für die Hilfestellung :)

von Falk B. (falk)


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@Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite

>> und direkt NPNs als Konstantstromquelle betreiben.
>Da ist bei konstanter Versorgung (Schaltnetzteil, einstellbar) aber ein
>einzelner Vorwiderstand fast gleich gut und viel
>billiger/zuverlässiger...

Nö, nur wenn ausreichend Spannung dran abfällt. 3V, bei 36V 
Versorgungsspannung? Hmm?
Das sind ~10 weiße LEDs in Reihe, die ~10x5mV / K driften.
Die 3W kann der NPN auch ab mit einem kleinen Kühlkörper, die 
Stromregelung ist deutlich besser.

von Falk B. (falk)


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@ Missura (Gast)

>> Der Kühlkörper für den Transistor muss groß genug sein.
>Wie viel Watt verbrät denn der BD647? (Aus dem Datenblatt konnte ich das
>eben nicht rauslesen..)

Das steht auch nicht im Datenblatt, dass musst du für deine Schaltung 
berechnen.

Von deinen 36V Eingangsspannung fallen ~32V am LED-Strang ab, 1V am 
Shunt 8R1), der Rest am Transistor. Macht ~3V x 1A -> 3W.

>Ich habe nun die Schaltung entsprechend umgebaut (s. Anhang).

Unsinn. Wer hat das so empfohlen? Es reicht EINE, RICHTIGE Stromquelle / 
Strang. Also lass den LM317 und den Kleinkram weg.

von R. S. (Gast)


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@Lothar / @Falk:
So mal am Rande: was würd eig. dagegen sprechen, wenn der TE einfach ne 
Betriebsspannung von 35V und mit nem 2-Ohm-R die Spannung auf 33V 
begrenzt?
Dann wäre der Strom sogar konstant bei 1A, und die Verlustleistung tritt 
ja nur beim Blitzen auf. Als Schalter nen Mosfet dran und fertig.

von MaWin (Gast)


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R. S. schrieb:
> Betriebsspannung von 35V und mit nem 2-Ohm-R die Spannung auf 33V
> begrenzt?

Widerstände begrenzen keine Spannung.

Ob 33V oder 30V oder 34V für die LEDs anzusetzen sind, bestimmen die 
LEDs. Der Widerdtand sollte in allen Fällen den Strom auf 1A begrenzen.

Blöderweise bleiben bei nur 35V Versorgungsspannung entweder 1V oder 5V 
oder 2V für den Widerstand. Da kann der keinen konstanten Strom draus 
machen, sondern entweder 2.5A oder 1A oder 0.5A. Und bei 2.5A sind die 
LEDs kaputt.

Nimmt man 45V und 15 Ohm, beträgt der Strom 1A, 0.8A oder 0.73A, also 
deutlich ähnlicher.

Obwohl:

Wir wissen nichts über die LEDs weil Missura es nicht für nötig hält, 
deren Datenblatt zu nennen. Vielleicht sind es ja Blitzlicht LEDs wie 
LXCL-PWF3 die für kurzen hohen Strom gedacht sind. Aber wahrscheinlich 
sind es bloss Beleuchtungs-LEDs die jeden Überstrom übel nehmen und sich 
als Blitzlicht gar nicht eignen.

von R. S. (Gast)


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MaWin schrieb:
> Blöderweise bleiben bei nur 35V Versorgungsspannung entweder 1V oder 5V
> oder 2V für den Widerstand.
Wie kommst du auf diese Zahlen?

MaWin schrieb:
> Widerstände begrenzen keine Spannung.
OK dann halt nicht 'begrenzen' sondern 'Spannungsabfall am Widerstand 
von 2V'.
Bei 35V Versorgung mit ner 33V-LED und nem 2 Ohm-R gibts am Widerstand 
35V-33V=2V Spannungsabfall, und I=U/R=2V/2Ohm=1A. Die Verlustleistung 
sind 2W, die aber nur beim Blitzen auftreten.

von Missura (Gast)


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MaWin schrieb:
> Wir wissen nichts über die LEDs weil Missura es nicht für nötig hält,
> deren Datenblatt zu nennen.
Leider habe ich kein Datenblatt - die LEDs sind von hier: 
http://www.ebay.de/itm/171225345452

R. S. schrieb:
> Betriebsspannung von 35V und mit nem 2-Ohm-R die Spannung auf 33V
> begrenzt?
> Dann wäre der Strom sogar konstant bei 1A
Ist das nicht im Grunde dasselbe Prinzip nach dem die Schaltung von Falk 
(Konstantstrom_1A.png) funktioniert, nur dass zum Schalten ein Mosfet 
verwendet wird?

von Falk B. (falk)


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@ Missura (Gast)

>http://www.ebay.de/itm/171225345452

Das sind normale Beleuchtungs-LEDs. Hoffentlich hast du auch gerade für 
DIE einen passenden Kühlkörper. Denn die verbraten auch gut und 
gerne knapp 30W an Wärmeleistung.

>R. S. schrieb:
>> Betriebsspannung von 35V und mit nem 2-Ohm-R die Spannung auf 33V
>> begrenzt?
>> Dann wäre der Strom sogar konstant bei 1A

>Ist das nicht im Grunde dasselbe Prinzip nach dem die Schaltung von Falk
>(Konstantstrom_1A.png) funktioniert,

Nein, das ist schlicht Unwissen naiv präsentiert.

Wer's nochmal nachlesen will bzw. muss, siehe LED.

von Falk B. (falk)


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@R. S. (Gast)

>> Blöderweise bleiben bei nur 35V Versorgungsspannung entweder 1V oder 5V
>> oder 2V für den Widerstand.

>Wie kommst du auf diese Zahlen?

Durch Ausrechnen/Abschätzen der minimalen und maximalen Flußspannung. 
Auch LEDs haben heute noch ganz beachtliche Toleranzen, siehe LED.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Falk Brunner schrieb:
> Denn die verbraten auch gut und gerne knapp 30W an Wärmeleistung.
30W LED haben das so an sich...

Missura schrieb:
> die LEDs sind von hier: http://www.ebay.de/itm/171225345452
Das sind die, die in den billigen "Baustrahlern" drin sind. Und dort ist 
bei der 12V Version auch nur ein Vorwiderstand verbaut. Aber siehe dazu 
meinen Satz ganz unten im Post...  :-/

Die KL dieser LED ist relativ flach, da kann man schon mal direkt mit 
Spannung draufhalten. Was mich daran aber immer irritiert, ist, dass im 
Array beim Hochfahren der Spannung sehr schnell erst einzelne LED zu 
leuchten beginnen, und die letzte erst kommt, wenn man die 
Schweißerbrille braucht. Also keinerlei Selektion der Durchlassspannung 
im Array. Es gibt halt nichts, was die Chinesen nicht noch schlechter 
bauen könnten.

von Falk B. (falk)


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@ Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite

>> Denn die verbraten auch gut und gerne knapp 30W an Wärmeleistung.
>30W LED haben das so an sich...

Ich dachte LEDs sind KEINE Glühlampen . . .  ;-)

>Das sind die, die in den billigen "Baustrahlern" drin sind. Und dort ist
>bei der 12V Version auch nur ein Vorwiderstand verbaut. Aber siehe dazu
>meinen Satz ganz unten im Post...  :-/

Naja, muss man JEDES Billigstdesign kopieren?

>Die KL dieser LED ist relativ flach, da kann man schon mal direkt mit
>Spannung draufhalten.

Der Klügere gibt nach? Entweder die LED oder das Netzteil?

> Was mich daran aber immer irritiert, ist, dass im
>Array beim Hochfahren der Spannung sehr schnell erst einzelne LED zu
>leuchten beginnen, und die letzte erst kommt, wenn man die
>Schweißerbrille braucht. Also keinerlei Selektion der Durchlassspannung
>im Array. Es gibt halt nichts, was die Chinesen nicht noch schlechter
>bauen könnten.

It's not a bug, it's a feature! Das ist die Softstartfunktion Mann!
;-)

von Harald W. (wilhelms)


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MaWin schrieb:

> und sich als Blitzlicht gar nicht eignen.

Mindestens einmal werden sie sicherlich blitzen. :-)

von Frank M. (frank_m35)


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Mal ganz ehrlich:
Die LEDs sind Billigprodukte.
Selbst wenn er eine super tolle KSQ verwendet, so bringt es recht wenig, 
da drei LED Stränge intern parallel geschalten sind. D.h. trotz KSQ 
werden einzelne LEDs in dem LED Cluster stärker belastet als andere und 
unterschiedlich hell leuchten.

Da er die LEDs auch nur für ein Stroboskop verwenden will, d.h. 
vermutich nie dauerhaft leuchten lassen will, ist eine etwas zu hohe 
Stromstärke auch vernachlässigbar.

Er will vermutlich auch kein Massenprodukt herstellen, somit kann er 
sogar die Widerstände pro LED perfekt anpassen. Die Stromschwankung 
bedingt durch die Temperatur und Jahreszeit wird sich im Rahmen halten, 
vor allem bei dem Einsatz als Stroboskop.


Somit würde ich an seiner Stelle einfach ein Vorwiderstand einsetzen, 
der die Stromstärke in einem kleinen Rahmen etwas konstant halten kann.

von R. S. (Gast)


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Falk Brunner schrieb:
> Nein, das ist schlicht Unwissen naiv präsentiert.
Warum das denn?

Frank M. schrieb:
> Somit würde ich an seiner Stelle einfach ein Vorwiderstand einsetzen,
> der die Stromstärke in einem kleinen Rahmen etwas konstant halten kann.
Genau!

R. S. schrieb:
> Bei 35V Versorgung mit ner 33V-LED und nem 2 Ohm-R gibts am Widerstand
> 35V-33V=2V Spannungsabfall, und I=U/R=2V/2Ohm=1A. Die Verlustleistung
> sind 2W, die aber nur beim Blitzen auftreten.
@Falk: Schau mal hier: 
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/1109111.htm
Mit den Werten wie im Anhang kommen ja auch 2 Ohm raus

von Falk B. (falk)


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@ R. S. (Gast)

>> Nein, das ist schlicht Unwissen naiv präsentiert.
>Warum das denn?

Weil es so ist.

>> Somit würde ich an seiner Stelle einfach ein Vorwiderstand einsetzen,
>> der die Stromstärke in einem kleinen Rahmen etwas konstant halten kann.
>Genau!

Unsinn wird durch häufiges Wiederholen nicht sinnvoller. Dann ist es 
Propaganda.

>http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/1109111.htm
>Mit den Werten wie im Anhang kommen ja auch 2 Ohm raus

Aha? Und wenn ich dort mit 33,5V als Versorgung arbeite wird der 
Widerstand NOCH kleiner und es funktioniert immer noch? Ist doch super, 
oder? Oder doch nicht? Vielleicht steckt in dem Rechner nur eine dumme 
Formel, die keine Sekunde weiß, welche Randbedingungen für eine Lösung 
in der REALEN Welt benötigt werden?

http://www.mikrocontroller.net/articles/LED#Vorwiderstand

Lies den Abschnitt KOMPLETT und LANGSAM und denk LANGE drüber nach! Und 
dann versuch mal die Zahlen aus diesem aktuellen Beispiel 
durchzurechnen. (Kleiner Tip: In der LED vom Op sind ca. 10 LEDs in 
Reihe geschaltet).

von MaWin (Gast)


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R. S. schrieb:
> Schau mal hier:

Wir finden im Netz auch Seiten, auf denen Aliens Kornkreise machen
oder auf denen der Magnetmotor sich mit freier Energie dreht.

Auch du musst halt lernen, Schrott von Wahrheit zu unterscheiden.

Die Seite vom Elektronik-Kompendium ist nicht mal direkt falsch,
sie ist nur übermässig simplifiziert.

Eine LED hat eben keine immer gleiche Durchlassspannung, sondern je nach 
Datenblatt beispielsweise 3V bis 3.6V. Und man müsste mit dem 
Vorwiderstandsrechner den Strom bei 3V ausrechnen, und dann nachsehen, 
wie viel bei 3.6V immer noch fliesst.

Das hast du aus Unkenntnis unterlassen. Damit wäre es dein Problem, 
nicht unser Problem. Aber hier rumposaunen, du wüsstet, wie es richtig 
geht, DAS wird dann unser Problem, denn es ist deinfach bullshit.

von Frank M. (frank_m35)


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Nochmal für die ganz langsamen:

Angenommen es sind 10 LEDs in Reihe geschalten und ganz hypothetisch 
angenommen besteht die 10W LED aus einer solchen Reihe.
Die 20W LED aus zwei, die 30W aus drei Reihen.

Die elektrische Stromstärke beträgt 1A die mit einer super tollen KSQ 
fest eingestellt werden. Somit bekommt jeder Strang 333mA ab, eine LED 
somit 33mA - in eurer Traumwelt

Dummerweise besteht vielleicht der eine Strang in der Realität aber aus 
lauter LEDs deren Vorwärtsspannung 3V ist, die anderen beiden 
dummerweise 3.6V (siehe Beobachtung von 
Beitrag "Re: LEDs über Mosfet schalten")

Somit hat der eine Strang in diesem extremen Fallbeispiel V_f = 30V, die 
anderen beiden Stränge V_f = 36V. Eingestellt sind 1A die sich nun 
natürlich nicht mehr gleichmäßig aufteilen.

Der eine Strang bekommt nun vielleicht 600mA ab, die anderen beiden 
jeweils 200mA.


Aber hauptsache man hat davor eine KSQ, für's gute Gewissen!


Nochmals: die LEDs sind Billigprodukte. "High Tech" Ansteuerung macht 
sie auch nicht besser.
Vergoldete Schei*e bleibt auch Schei*e. Wofür soll man sich verrenken. 
Eine KSQ verbessert an der Sache rein gar nichts. Der Widerstand macht 
die Sache nicht wirklich schlechter. Zudem, durch den wilden Mix an V_f 
in einer LED hat man auch nicht mehr eine übliche LED-Kennlinie sondern 
eine Superoposition von einigen was die Kennlinie bei dieser zufällig 
zusammengestellten LED auch noch flacher macht.

Ich wiederhole es nochmal für Mawin und Falk:
Es ist vollkommen richtig was ihr sagt, bei einer gescheiten LED die aus 
einer LED besteht oder selektiert ist. Bei dieser vom OP aber ist der 
Nutzen einer KSQ gleich Null, zumal er sie auch als Stroboskop noch 
verwendet, wodurch die LEDs höhere Stromstärken noch leichter weg 
stecken. Und wenn die LED nun nach 2 Jahren anstatt nach 3 Jahren kaputt 
gehen wird ihm auch egal sein, sonst hätte er nicht so Billigschrott 
gekauft.

von Missura (Gast)


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OK, danke erstmal für die vielen Antworten.

Frank M. schrieb:
> Bei dieser vom OP aber ist der
> Nutzen einer KSQ gleich Null, zumal er sie auch als Stroboskop noch
> verwendet, wodurch die LEDs höhere Stromstärken noch leichter weg
> stecken.
Heißt das jetzt also, dass ich mir die KSQ sparen kann, weil die bei den 
LEDs ohnehin nicht das bewirken wird, was sie sollte (und die LEDs ja eh 
nur für kurze Blitze angeschaltet werden), und dann direkt die Spannung 
passend festlegen soll?
Das wäre ja richtig angenehm; etwas Geld sparen, weniger Teile zu 
kühlen... ;)

von Frank M. (frank_m35)


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Missura schrieb:
> OK, danke erstmal für die vielen Antworten.
>
> Frank M. schrieb:
>> Bei dieser vom OP aber ist der
>> Nutzen einer KSQ gleich Null, zumal er sie auch als Stroboskop noch
>> verwendet, wodurch die LEDs höhere Stromstärken noch leichter weg
>> stecken.
> Heißt das jetzt also, dass ich mir die KSQ sparen kann, weil die bei den
> LEDs ohnehin nicht das bewirken wird, was sie sollte (und die LEDs ja eh
> nur für kurze Blitze angeschaltet werden), und dann direkt die Spannung
> passend festlegen soll?
> Das wäre ja richtig angenehm; etwas Geld sparen, weniger Teile zu
> kühlen... ;)

JA!

Idealerweise sollte man eine Konstantstromquelle verwenden, wie von 
MaWin und Falk vorgeschlagen. Der Vorwiderstand ist dazu da die 
exponentiell ansteigende Kennlinie der LED linearer zu machen. Das geht 
nur, wenn am Widerstand genug Spannung abfällt. Bei Hochleistungs-LEDs, 
vor allem bei 30W wäre das aber Energieverschwendung. Somit eine KSQ die 
zwar auch die überschüssige Energie verbrät, aber dadurch, dass sie den 
'Widerstand' anpassen kann genauer arbeitet und weniger Spannung zum 
Regeln braucht.
Hinzu kommt, dass die LED ein Halbleiter ist und Halbleiter sind 
Heißleiter. Ebenso gibt es Streuung in der Vorwärtsspannung, sodass ein 
fester Widerstand nicht den Strom konstant halten kann.

Dein LED-Cluster hingegen ist schon von Haus aus für LEDs falsch 
verschalten (viele LEDs parallel) womit es auch mit allen technischen 
Tricks unmöglich ist, sogar unberechenbar, dass all die einzelnen LEDs 
im Modul einen konstanten und gleichen Strom haben.
Die übrige Spannung (34V - 32V_f) ist sehr gering und somit hat ein 
fester Widerstand nur geringen Einfluss auf die Stromstärke. Bspw mit 
einem 2 Ohm Vorwiderstand:
34V - 32V_f = 2V -> 1A
34V - 33V_f = 1V -> 0.5A
34V - 31V_f = 3V -> 1.5A
der Strom schwankt bei geringen Spannungsänderungen schon recht 
ordentlich.

Aber:
Die LEDs in einem Modul sind nicht selektiert, somit befinden sich in 
einer Reihe sowohl welche mit V_f = 3.0V als auch mit 3.6V. Im Mittel 
wird V_f nicht so sehr abweichen.
Die LEDs in deinem Modul sind in Stränge, welche parallel geschalten 
sind. Somit hast du, wie oben gesagt, gar keinen Einfluss wie sich die 
Stromstärke auf die Stränge aufteilt. Also trotzt KSQ kann es mächtig 
daneben gehen wie im Post davor geschrieben, aber das ist halb so wild.
Du pulst deine LEDs. Die LEDs die ich bisher alle gesehen haben 
vertragen fast die doppelte Stromstärke im Pulsmodus.


Also bau die Schaltung aus deinem ersten Post auf und setze für Konst-I 
ein Vorwiderstand von 2 Ohm ein.
(um es genauer zu machen kannst du die LED an ein Labornetzteil 
anschließen, an dem du den Strom einstellen kannst. Dann stellst du 1A 
ein und die sich ergebende Spannung ist die Vorwärtsspannung deines 
Moduls. Mit diesen Werten kannst du dann den Widerstand genauer 
ausrechnen. Der Strom wird im Betrieb aufgrund des Heißleiters einer LED 
zwar noch schwanken, aber das ist meiner Erfahrung nach 
vernachlässigbar. Falls du Angst hast, was man bei 2 Euro für so ein 
LED-Modul ganz sicher nicht haben muss, kannst du ja den Strom auf 0.8A 
einstellen um ein bisschen Luft nach oben zu haben.
Falls du sie als Blitz verwenden willst, also wirklich nur einmal pro 
Sekunde für 10ms bspw. dann kannst du auch bei einer LED testweise 
versuchen die Stromstärke auf 1.5A zu setzen, sofern du es noch heller 
haben willst.)


Noch was:
Die LEDs haben sehr wahrscheinlich eine recht miserable Farbwiedergabe. 
Falls du damit etwas fotographieren willst, solltest du andere verwenden 
und ggf. farbige zusätzlich.

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Missura schrieb:

> Heißt das jetzt also, dass ich mir die KSQ sparen kann,

Dann brauchst Du aber Widerstände.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Missura schrieb:
> Heißt das jetzt also, dass ich mir die KSQ sparen kann ....
> und dann direkt die Spannung passend festlegen soll?
Nein, das heißt es nicht.
Oder andersrum: du KANNST dir die Widerstände zwar sparen. Aber im 
Zweifelsfall sind dein LED dann halt hin. Wie im 
Beitrag "Re: LEDs über Mosfet schalten" gesagt: sogar die 
Chinesen bauen einen Vorwiderstand ein. Wenn man den ohne signifikante 
Probleme weglassen könnte, dann würden die das tun!

Harald Wilhelms schrieb:
> Dann brauchst Du aber Widerstände.
Hatten wir schon im Beitrag "Re: LEDs über Mosfet schalten"
Und statt der 3,3Ohm dürfen es gern auch 4,7Ohm sein. Das Netzteil gibt 
die notwendige höhere Spannung ja her...

Du baust also die Widerstände ein und legst dann die Spannung passend 
fest.

von Missura (Gast)


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Frank M. schrieb:
> Also bau die Schaltung aus deinem ersten Post auf und setze für Konst-I
> ein Vorwiderstand von 2 Ohm ein.
Dann mach ich das so, oder eben mit 3.3 bzw. 4.7 Ohm.

Frank M. schrieb:
> Die LEDs haben sehr wahrscheinlich eine recht miserable Farbwiedergabe.
> Falls du damit etwas fotographieren willst, solltest du andere verwenden
> und ggf. farbige zusätzlich.
Fotos mit den LEDs zu machen hatte ich nicht vor.

Lothar Miller schrieb:
> Du baust also die Widerstände ein und legst dann die Spannung passend
> fest.
Stimmt, das mach Sinn :)

Danke nochmal für die vielen Antworten :)

von Emmly (Gast)


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von Potibrutzler (Gast)


Angehängte Dateien:

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Nabend,

also mir gefallen die Schaltungsvorschläge aber nicht. High Power LEDs 
nur mit Widerstand zu betreiben ist nicht so gut, selbst für den 
Kehricht aus China. Die Schaltung im Anhang muss für jeden Strang gebaut 
werden, die Eingänge können alle zusammen an den AVR.

Nachti

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