Hallo Freunde der Analogtechnik, ich habe des öfteren schon den LED-Treiber LM3409 von TI verwendet. Dort ist zur Dimmung eine Variante mit einem parallelen FET zu den LEDs dargestellt. Nun kam mir die Idee diese Variante zu erweitern und z.B. in einer LED-Reihenschaltung mehrere dieser parallel FETs zu verwenden. Im Anhang habe ich meine Idee als Bild und LTSPICE Datei angehängt. I1 ist hierbei der LED-Treiber mit einem Ausgangsstrom von 0,7A. Die Eingangsspannung V1 beträgt 24V. Die Steuerspannungen V2, V3 und V6 werden durch eine Chargepump erzeugt und betragen das Doppelte der Spannung V1. Bei Verwendung von 24V an V1 wird als Steuerspannung 48V erzeugt. Dies bringt mir jedoch ein Problem, bei der Ansteuerung der FETs. Diese vertragen nur eine VGS von maximal 20V. Die Schaltung kann ich somit nicht verwenden. Jetzt bin ich auf der Suche nach einer Spannungsbegrenzung oder einer anderen Ansteuerungsmöglichkeit. Eine Bootstrapschaltung würde mir nicht weiterhelfen, da die LEDs auch dauerhaft an und dauerhaft ausgeschaltet sein sollen. Ich habe in einer Application Note eine Ansteuerung mittels Kondensator gesehen, wie im zweiten angehängten Bild. Das ermöglicht mir jedoch auch keine dauerhaften Ein- bzw. Auszustände. Wie kann ich an jedem FET Gate eine Spannung erzeugen, die um 3-5V höher als die Sourcespannung ist. Das müsste doch mit einer Chargepump funktionieren, oder? Die Bauteilnamen sind nur LTSPICE entnommen und entsprechen nicht den real verwendeten. MfG Sebastian
Hallo nochmal, wäre diese hohe Steuerspannung bei einem NPN auch ein Problem? Den Strom könnte ich durch einen Basiswiderstand begrenzen. Damit würden der Großteil der 48V an diesem abfallen. Das würde aber bedeuten, dass ich gar keine Chargepump bräuchte, sondern die maximale Vorwärtsspannung der LEDs nur um die VBE des NPN kleiner sein müsste, um die Eingangsspannung als Steuerspannung zu verwenden. Ist das richtig? MfG Sebastian
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Hallo, um die FET potentialfrei anzusteuern, würde ich Optokoppler nehmen und damit die Gates direkt mit Ub von ganz oben ansteuern. Umgekehrte Logik geht auch, dann schaltet man mit den Optokopplern die gatespnnung gegen Saource kurz. Natürlich braucht es dazu passende Vorwiderstände und Schutzbeschaltung gegen Source, damit kein Gate von der Überspannung zerhackt wird. Gruß Öletronika
Hallo Ölektronika, vielen Dank für deinen Beitrag. Die FETs potentialfrei anzusteuern ist ja nicht mein Ziel, sondern sie so anzusteuern, dass die VGS von maximal 20V eingehalten wird. Wenn ich jedoch die Eingangsspannung von 24V als Gatespannung verwende und schalte alle FETs gleichzeitig ein, dann liegen alle mit ihrer Source fast auf GND und die VGS wäre somit größer als 20V. Was wäre bei dir eine Schutzbeschaltung gegen Source? MfG Sebastian
Hallo, das Gate muß eben so festgeklemmt werden, dass Ugd nicht größer wird, als zulässig. Kamm man z.B. mit Z-Doden machen. Gruß Öletronika
Hallo, die Lösung hatte ich auch schon betrachtet, aber verworfen, da dies den Strom für die Schaltvorgänge am Gate erheblich begrenzt und mir damit die Flankensteilheit kaputt macht. Das ist einer der Vorteile dieser Parallelschaltung, damit sind wesentlich höhere PWM-Frequenzen möglich. Bei mir ist mit PWM-Frequenzen zwischen 100kHz und 1MHz zu rechnen. MfG Sebastian
Hallo, > Sebastian Freidank schrieb: > Bei mir ist mit PWM-Frequenzen zwischen 100kHz und 1MHz zu rechnen. davon war bisher nicht die Rede. Du hast nur was davon geschrieben, dass du auch Dauerbetrieb wünschst. Ansonsten weiß ich nicht, was der der Sinn der ganzen Aktion sein soll und warum du unbedingt dieses Konzept umsetzen willst. Gruß Öletronika
Hallo, der Sinn dieses Konzepts ist letztendlich schnell zu schalten und damit eine möglichst hohe Linearität zwischen PWM-Dutycycle und Helligkeit zu erhalten. Bei 10 kHz PWM bräuchte ich z.B. um bis 1% Dutycycle noch linear zu sein eine Flankensteilheit, die einem Sinus von 1MHz entspricht. MfG Sebastian
Sebastian Freidank schrieb: > Hallo, > > der Sinn dieses Konzepts ist letztendlich schnell zu schalten und damit > eine möglichst hohe Linearität zwischen PWM-Dutycycle und Helligkeit zu > erhalten. Bei 10 kHz PWM bräuchte ich z.B. um bis 1% Dutycycle noch > linear zu sein eine Flankensteilheit, die einem Sinus von 1MHz > entspricht. > > MfG Sebastian I1 ist eine Konstantstromquelle. Die funktioniert nur in der Theorie in Spice so gut. In der Praxis muss die den Spannungabfall nachregeln, und das macht soe erhebliche langsamer als mit 1MHz. Damit ist die Lösung GERADE für das, was du vor hast, vollkommen unbrauchbar. Einfach 3 mal je 2 LEDs (die zusammen ca. 7.2V benötigen) über einen (für 0.7A passenden) Vorwiderstand von 6.8 Ohm/5W an 12V, die per MOSFET an Masse geschaltet werden und du hast ohne Probleme eine sehr schnell schaltende Lösung. 12V | 6R8 | +--|>|--|>|--+ | PWM ----------|I MOSFET wie IRLML2060 |S Masse
Hallo, das Konzept ist genau dafür gedacht. Das habe ich mir ja nicht ausgedacht, sondern ist aus dem Datenblatt des LM3409 und aus der Application Note 1953 zum EvalBoard. Das habe ich auch schon auf einer Platine aufgebaut und es funktioniert ganz gut. Die Spannung ist in diesem Fall relativ egal, da die Helligkeit durch den Strom beeinflusst wird und dieser ist maßgeblich von der Induktivität abhängig und wird eben je höher die Induktivität ist recht konstant gehalten. Sieht man ja in den angehängten Bildern auch schön. Diese sind übrigens nicht simuliert, sondern vom Evalboard aufgenommen, das steht auch irgendwo im Datenblatt. Mittlerweile habe ich meine Idee von oben mit den drei bzw. vier Transistoren ebenfalls aufgebaut und ausprobiert. Es funktioniert halt bis ca. 12V Eingangsspannung, was durch die Chargepump ca. 24V an VGS bedeutet, dannach gehen die FETs kaputt. Ich habe vier LEDs (RGBW) in Reihe und kann damit jede Farbe einzeln steuern. Jetzt wäre es natürlich von Vorteil mehr als eine LED einer Farbe zu benutzen. Dein Vorschlag mit einem Widerstand würde die Sache natürlich erleichtern, jedoch ist die Effizienz mit der eines Schaltreglers nicht zu vergleichen. Es geht mir auch nicht um das Konzept, sondern ob es eine Lösung für die Ansteuerung der FETs gibt. MfG Sebastian
Hallo, mittlerweile hat TI genau so einen Chip entwickelt, der meine Idee verwendet. Das ist der TPS92661-Q1. Dann werde ich mir den mal genauer ansehen. Im Anhang das Datenblatt dazu. MfG Sebastian
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