Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik suche DC-DC-Wandler mit PWM Ansteuerung (2A)


von Markus B. (scrap)


Lesenswert?

Hallo Community

kann mir jemand einen konkreten IC nennen der folgende Spezifikationen 
hat:
-günstig (max 2€) und wenig externe Bauteile
-Eingang 12V DC (geregelt, kein KFZ Bordnetz)
-regelbarer Ausgang 0-12V DC
-Strom 2A, gern auch etwas mehr
-Gesteuert über 5V PWM oder 0-5V Analog (PWM mit RC) oder zur Not auch 
12V PWM

Ich möchte damit LED-Streifen dimmen und brauche dafür explizit keine 
Stromquelle (weil man dann für jede Länge den Strom anpassen müsste) und 
möchte auch keine PWM direkt nehmen weil ich diese flackereffekte hasse 
und für Beleuchtungszwecke indiskutabel finde.
Ich möchte einfach eine relativ Stabile (etwas Ripple is ok) regelbare 
Spannungsquelle, welche sich nach Möglichkeit direkt mit 5V PWM auf- und 
zudrehen lässt. I2C oder so etwas wäre auch ok.

: Verschoben durch Admin
von Samuel C. (neoexacun)


Lesenswert?

LEDs sind leider nicht sinnvoll über Spannung dimmbar.

PWM ist und bleibt das Mittel der Wahl, wenn eine Stromquelle nicht 
anwendbar ist. Und mit einigen 100Hz, gibt's da auch kein Flackern, und 
du kannst auch problemlos in die kHz gehen, wenn du sichergehen willst.

von Markus B. (scrap)


Lesenswert?

ich sehe auch mit 500hz bei jeder schnellen bewegung das flackern. halte 
ich für indiskutabel.
keiner nen tip?

evtl auch nen r-r op amp der direkt 2A kann? spricht da etwas dagegen?

von Samuel C. (neoexacun)


Lesenswert?

Nochmal: LEDs über Spannung zu dimmen macht keinen großen Sinn. Schau 
dir mal die U/I-Kennlinie einer LED an. Und dann noch deren Abhängigkeit 
von der Temperatur.

Wenn du mit 500Hz Probleme hast, dann probier's mal mit 5kHz. Und wenn 
das immernoch nicht reicht, dann mal mit 50kHz. Warum solltest du auf 
500Hz bleiben müssen?

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Samuel C. schrieb:
> Wenn du mit 500Hz Probleme hast, dann probier's mal mit 5kHz. Und wenn
> das immernoch nicht reicht, dann mal mit 50kHz.

Um bei 50kHz eine PWM-Auflösung von z.B. 12 Bit hin zu bekommen, müßte 
die Steuerelektronik immerhin schon mal mit einem Basistakt von 400MHz 
arbeiten. Da wird es für manchen µC schon eng.

von Samuel C. (neoexacun)


Lesenswert?

Wer redet denn von 12 Bit PWM? 8 Bit sind vollkommen ausreichend.
Wenn er über die Spannung geht hat er eine deutlich geringere nutzbare 
Auflösung.

von Markus B. (scrap)


Lesenswert?

das ist der punkt. ich kann garkeine so hohen frequenzen mit einfachen 
mitteln.
und ist die mittlere pwm spannung nicht genauso wie die analoge DC 
spannung?
ich brauche keine hohe genauigkeit und auch keine hohe auflösung. 
unlinearitäten aknn ich über software geradeziehen.

ich möchte aber nicht unter flackernder beleuchtung sitzen, das ist 
total unangenehm.
aber in einem punkt hast du natürlich recht, ich brauche nur 6 bis 12V 
nicht 0-12

von TestX (Gast)


Lesenswert?

Pwm, mosfet, lc filter... Fertig...ein einfacher, ungeregelter 
tiefsetzsteller sollte bei den Anforderungen ausreichend sein..

von Markus B. (scrap)


Lesenswert?

auch für 2A?

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

Ja auch bei 2A. Im Prinzip so:
1
             LED Leuchte
2
         +--|>|--|>|--|>|--[===]---+
3
         |                         |
4
         |                         |
5
12V + o--+----||-------------------+
6
         |                         |
7
         |  C                      X
8
         |                         X  L
9
         |                         X
10
         |         D               |
11
         +-----|<|-----------------+
12
                                   |D
13
        100Ω                  ||---+
14
PWM o---[===]--+--------------||        N-MOS
15
               |           G  ||---+ 
16
               |                   |S
17
               +--[===]---+        |
18
                  10k     |        |
19
GND   o-------------------+--------+

Bei 50 Khz sind (aus dem Bauch heraus geschätzt) eine Speicherdrossel 
L=330µH und ein Low-ESR Elko C=330µF angemessen. Nimm für D eine 
schnelle Shottky Diode, die mindestens 2A aushält.

Als Transistor würde ich einen IRLU024N nehmen.

Wenn das Netzteil nicht unmittelbar an der Schaltung hängt, würde ich 
noch einen weiteren 300µF Kondensator an 12V und GND anschließen.

Der Kreis durch L, C und D solle so klein wie möglich sein, um 
Abstrahlung von Radiowellen zu minimieren.

von Samuel C. (neoexacun)


Lesenswert?

Ich garantiere dir, dass du bei 50kHz nichts mehr flackern siehst. Und 
50kHz sind für jeden AVR, der 16MHz kann kein Problem.

von batman (Gast)


Lesenswert?

Ich glaube wer bei 50kHz was Flackern sieht, der siehts auch bei den 
150kHz des Wandlers.

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Samuel C. schrieb:
> 8 Bit sind vollkommen ausreichend.

Das gibt dann beim Faden so lustigen Farbsprünge im unteren 
Helligkeitsbereich. Wer's mag ...
Eine Halogenlampe würde jegliche Sprünge ausbügeln. Bei RGB-LEDs sieht 
das etwas anders aus ;-)

von Samuel C. (neoexacun)


Lesenswert?

Wenn er über die Spannung geht bekommt er auch bei 12 Bit keine 8 Bit 
nutzbar. Von daher ist das kein Gegengrund. Außerdem braucht er ja nicht 
50kHz gehen. Deutlich weniger tut's auch.

von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

Markus B. schrieb:

> -regelbarer Ausgang 0-12V DC
...
> Ich möchte damit LED-Streifen dimmen

Und was willst du dann mit 0V? Auf LED-Streifen sitzen typisch immer 3 
LED in Reihe mit einem Vorwiderstand. Und so viele 3er-Grüppchen 
parallel wie der Streifen lang ist.

Wenn eine einzelne LED eine Flußspannung von sagen wir 3V hat (hängt ja 
von der Farbe ab) dann ist unter 9V alles aus. Der Regelbereich müßte 
also eher 9V-12V sein.

Aber halt! Die Flußspannung streut von Exemplar zu Exemplar. Und sie ist 
auch temperaturabhängig. Das bedeutet, daß insbesondere bei kleinen 
Helligkeiten das Verhalten der LED ganz und gar nicht dem entsprechen 
wird was du erwartest. Manche 3er Gruppen werden schon aus sein, während 
andere noch fröhlich vor sich hin leuchten. Und wenn du gar LED-Streifen 
verschiedener Farben mischst (oder RGB-Streifen verwendest), wird es 
noch extremer. Dann geht blau zuerst aus, etwas später grün und rot wird 
noch lange (= bei kleinerer Spannung) weiter leuchten.

> und brauche dafür explizit keine Stromquelle

Doch, du brauchst eine Stromquelle. Oder zumindest eine Stromregelung 
(was am Ende auf das gleiche hinausläuft).

> (weil man dann für jede Länge den Strom anpassen müsste)

Auch nicht unbedingt. Der normale Weg, das zu lösen, ist daß man den 
Strom einer LED-Gruppe mißt und sich ansonsten darauf verläßt, daß 
sich alle LED-Gruppen wenn schon nicht gleich, so doch zumindest ähnlich 
verhalten.

Man würde also den Vorwiderstand einer Gruppe als Shunt betrachten und 
die Spannung an LEDs + Widerstand so nachregeln, daß der Spannungsabfall 
am Widerstand gerade dem gewünschten Strom entspricht. Dann kann man mit 
der gleichen Spannung auch weitere LED-Gruppen betreiben durch die dann 
zumindest ein ähnlicher Strom fließen wird.

Das geht um so besser, je mehr LEDs in einer Gruppe sind, weil sich dann 
die Gesamt-Durchflußspannung statistisch ausmittelt. Aber natürlich geht 
es nicht für verschiedenfarbige LED und auch für LED verschiedener 
Hersteller wird es eher schlecht klappen. Und sowieso auch nur für einen 
begrenzten Stellbereich. Je kleiner man den Strom einstellt, desto 
stärker fallen die Ungleichheiten ins Gewicht.

von Mani W. (e-doc)


Lesenswert?

Markus B. schrieb:
> ich sehe auch mit 500hz bei jeder schnellen bewegung das flackern.

Bist Du die Fliege?

von Samuel C. (neoexacun)


Lesenswert?

Mani W. schrieb:
> Markus B. schrieb:
>> ich sehe auch mit 500hz bei jeder schnellen bewegung das flackern.
>
> Bist Du die Fliege?

500Hz sind in den Augenwinkeln bei Bewegung durchaus erkennbar, da hat 
er schon recht (wobei ich meine Zimmerbeleuchtung immer mit etwa 200Hz 
laufen lies und kein Problem hatte, obwohl ich sonst auch recht 
empfindlich bei sowas bin). Sogar bei 1kHz könnte man das noch sehen. 
Aber bei 5kHz halte ich es für unrealistisch.

von batman (Gast)


Lesenswert?

Das dürfte schon an der Impulsleitung der Nerven scheitern, deren 
Grenzfrequenzen imo unter 1kHz liegen.

Außer natürlich man ist Batman und hat Supraleiter anstatt Nervenfasern. 
:-)

von Samuel C. (neoexacun)


Lesenswert?

Es dürfte eher an der Trägheit des Auges liegen, dass die einzelnen 
Impulse dennoch zu sehen sind.
Das Problem ist in der Praxis bei LED-Bremslichtern zu sehen. Ich weiß 
nicht, wie schnell die getaktet werden, doch auch da ist mir das schon 
störend aufgefallen.

von Mani W. (e-doc)


Lesenswert?

Led-Bremslichter werden aber doch meistens über Vorwiderständen
betrieben...

Der Unterschied zu normalen Glühlampen ist wohl der, dass LEDs
schneller leuchten?

von Samuel C. (neoexacun)


Lesenswert?

Mani W. schrieb:
> Led-Bremslichter werden aber doch meistens über Vorwiderständen
> betrieben...

Bei den hochpreisigeren Modellen nurnoch selten. Die einzelnen 
Leuchtmittel übernehmen oft mehrere Funktionen und müssen daher in 
unterschiedlichen Helligkeiten betrieben werden können. Dies wird dann 
auch zur besseren Sichtbarkeit (zum Beispiel in Abhängigkeit der 
Umgebungshelligkeit) benutzt. Dafür wird immer öfter PWM eingesetzt.

von Markus B. (scrap)


Lesenswert?

Stefan Us schrieb:
> Ja auch bei 2A. Im Prinzip so:
>              LED Leuchte
>          +--|>|--|>|--|>|--[===]---+
>          |                         |
>          |                         |
> 12V + o--+----||-------------------+
>          |                         |
>          |  C                      X
>          |                         X  L
>          |                         X
>          |         D               |
>          +-----|<|-----------------+
>                                    |D
>         100Ω                  ||---+
> PWM o---[===]--+--------------||        N-MOS
>                |           G  ||---+
>                |                   |S
>                +--[===]---+        |
>                   10k     |        |
> GND   o-------------------+--------+
>
> Bei 50 Khz sind (aus dem Bauch heraus geschätzt) eine Speicherdrossel
> L=330µH und ein Low-ESR Elko C=330µF angemessen. Nimm für D eine
> schnelle Shottky Diode, die mindestens 2A aushält.

und wie sieht es bei 20khz aus?
wie wird das dimensioniert?

ich würde ja eine drossel raussuchen die den strom aushält und dabei 
möglichst viel induktivität hat, dannach dann den C berechnen, aber wie?

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

> wie wird das dimensioniert?

Das sprengt den Rahmen dieses Forums. Zur Dimensonierung von 
Schaltwandlern gibt es Lehrbücher. Sicher findest du dazu auch Aufsätze 
im Internet. Eventuell helfen auch die Berechnungs-Tools der 
Chiphersteller, zum Beispiel von LT.

Das grobe Prinzip sollte logisch sein: Halbe Frequez erfordert doppelte 
Induktivität. Aber Spule ist nicht gleich Spule, ebenso gibt es auch 
unterschiedliche Typen von Kondensatoren. Ein Prinzipschaltbild wie das 
obige ist noch lange keine fertige Schaltung.

> die den strom aushält
Sie muss mehr als den Led-Strom aushalten. Wie gesagt, ganz so einfach 
ist das nicht.

http://www.amazon.de/Schaltregler-Schaltnetzteile-Entwickeln-Schaltungen-Bauanleitungen/dp/3645650024

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.