Hallo zusammen, ich hoffe die Frage wurde nicht schon x-mal gestellt.. mein Ziel ist es eine mit 433Mhz steuerbare und dimmbare LED-Strip* Steuerung zu bauen. Da sich zu der LED-Strip Ansteuerung beliebig viele Beiträge im Internet finden lassen war dies auch erstmal kein Problem. * Ein einfarbiger Strip wird mit 12V betrieben und zieht etwas weniger als 3A. Auf unterschiedlichen Seiten habe ich jedoch teilweise Schaltungen mit galvanischer Trennung und teilweise ohne galvanische Trennung gefunden. Anfänglich erachtete sie als sinnvoll und hab gleich mal einen Optokoppler zwischen µC und LED-Strips geschaltet. Da ich nun den ATtiny nun nicht mehr seperat mit 5V versorgen möchte sondern mit den 12V vom Netzteil der LED-Strips (siehe Schaltplan), hab ich einen Linearregler eingesetzt, da der Verbrauch vom ATtiny lediglich bei 300µA liegt. Jetzt ist das ganze aber nicht mehr galvanisch getrennt.. TL;DR Lohnt es sich den Linearregler durch eine, galvanisch getrennte Schaltung (Hinweise wären super) zu ersetzen, oder sollte ich das vergessen und den Optokoppler einfach wieder rausnehmen und den MOSFET direkt schalten? Vielen Dank schonmal Max
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Da außerhalb der Black-Box (gesamten Schaltung) eh nur ein Bezugs-Potential vorhanden ist (die 12V-Versorgung) kannst du intern machen was du willst. Einen Grund für eine galvanische Trennung des internen 5V-Zweigs vom 12V-Zweig sehe ich hier nicht. Nur mehr Aufwand für nix.
Max S. schrieb: > Auf unterschiedlichen Seiten habe ich jedoch teilweise Schaltungen mit > galvanischer Trennung und teilweise ohne galvanische Trennung gefunden. > Anfänglich erachtete sie als sinnvoll und hab gleich mal einen > Optokoppler zwischen µC und LED-Strips geschaltet. Du solltest mehr selbständig denken und weniger glauben was du irgendwo im Netz liest. Welchen Sinn soll denn die galvanische Trennung zwischen dem µC und dem Schalter-MOSFET in dieser Schaltung haben? [1] Abgesehen davon sind beide Schaltungen suboptimal, was die Ansteuerung des MOSFET angeht. Denn auch wenn der IRLZ34N ein Logic-Level-Typ ist, hat er trotzdem niedrigere Verluste wenn man ihm mehr Gate-Spannung spendiert. Z.B. ist der On-Widerstand bei Ansteuerung mit 10V nur noch fast halb so groß und deswegen die Verluste am MOSFET auch. Und dank 12V-Versorgung hast du ja eine passende Spannung. In der linken Schaltung kriegt das Gate wechselweise 0V und knapp 6V. Allerdings mit einer ungünstig hohen Quellimpedanz von 10K bzw. 5K. In Verbindung mit der recht üppigen Gate-Kapazität des MOSFET kriegst du so häßlich große Schaltverluste, gerade bei PWM. In der rechten Schaltung kriegt das Gate 0V und 5V und die Quellimpedanz liegt bei 220R. Wenn du diesen albernen 220R Widerstand auf 10R verringerst (oder gleich ganz wegläßt) dann würde es schon halbwegs funktionieren. Allerdings muß der MOSFET mit 2 angeschlossenen LED-Streifen und folglich 6A Laststrom auch gut 1.6W verheizen. Besser wäre es, den MOSFET mit einem Treiber aus den vorhandenen 12V zu versorgen. Dazu kannst du einen integrierten Treiber nehmen wie z.B. den MCP1407 oder du baust eine diskrete Treiberschaltung wie die aus dem Beitrag "Re: Suche verfügbaren Gatetreiber" [1] die Antwort lautet "keinen"
Vielen Dank für die Antworten! Das der Optokoppler fehl am Platz ist, hab ich irgendwo schon geahnt. Hatte nur überlegt ob es evtl. sinnvoll ist den LD0 durch ein Bauteil zu ersetzen, dass den Mikrocontroller galvanisch von den Strips trennt.. Damit fällt die linke Schaltung weg. Bleibt die rechte. Der 220 Ohm Widerstand soll da natürlich nicht hin, den habe ich nur vergessen rauszunehmen als ich den Optokoppler entfernt habe.. Gibt es eventuell geeignetere MOSFETs für die Ansteuerung? Oder ist es mehr oder weniger egal sobald ich einen Treiber nehme, solange er einen kleinen Widerstand hat? Auf die Temperatur des MOSFETs habe ich noch gar nicht geachtet.. Das wären ja bei 1.6W fast 140°C. Reicht da noch so ein "standard" Aufsteckkühlkörper? Das krieg ich aber sicher mit etwas suchen noch raus.
Max S. schrieb: > Gibt es eventuell geeignetere MOSFETs für die Ansteuerung? Für direkt am Attiny ist der IRLZ34N schon gar nicht so schlecht. Aber irgendwo ist auch Schluss mit den LogicLevel-Typen und dann nimmt man besser einen, der erst bei 10V richtig voll durchschaltet und dafür dann aber einen deutlich niedrigeren Widerstand hat. Man braucht dann natürlich einen Treiber. Was die Auswahl der Mosfets angeht, kannst Du ja mal bei MOSFET-Übersicht schauen. Ansonsten ist die parametrische Suche bei Digikey oder Mouser oft ne gute Anhaltsquelle. Willst Du mit PWM dimmen? Wenn ja, solltest Du nen paar dicke Kondensatoren zwischen Versorgung und Masse, möglichst nah am FET, vorsehen. Für den Spannungsregler brauchst Du auch keinen Folienkondensator, da tut es auch ein normaler Keramikkondensator oder kleiner Elko. Oder einfach 3 Stück 100nF Kerkos parallel.
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Max S. schrieb: > Gibt es eventuell geeignetere MOSFETs für die Ansteuerung? Oder ist es > mehr oder weniger egal sobald ich einen Treiber nehme, solange er einen > kleinen Widerstand hat? Wenn du einen Treiber verwendest, hast du viel mehr Auswahl beim MOSFET. Denn du brauchst ja dann keinen Logic Level Typ mehr. Auch gibt es dann MOSFETs die bessere Werte haben, aber kaum mehr kosten:
1 | IRLZ34N 46mR @ 5V 1.66W @ 6A EUR 0,44 |
2 | -------------------------------------------- |
3 | IRLZ34N 35mR @ 10V 1.26W @ 6A EUR 0,44 |
4 | IRFZ44N 17mR @ 10V 0.61W @ 6A EUR 0,44 |
5 | IRF7413 11mR @ 10V 0.4W @ 6A EUR 0,48 |
6 | IRL3705 10mR @ 10V 0.36W @ 6A EUR 1,15 |
> Auf die Temperatur des MOSFETs habe ich noch gar nicht geachtet.. Das > wären ja bei 1.6W fast 140°C. Reicht da noch so ein "standard" > Aufsteckkühlkörper? Pi mal Daumen kriegt ein TO220-Gehäuse ohne Kühlkörper ca. 1W abgeführt. Hängt natürlich davon ab wie warm die Umgebung ist. Die 1.6W kriegt man mit einem vergleichsweise kleinen Kühlkörper weg. Andererseits verbrät der IRF7413 nur 0.4W und kommt im kleinen SO-8 Gehäuse. Der braucht dann gar keinen Kühlkörper.
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Da ich in der letzten Woche wenig Zeit hatte, hier nun der verbesserte Entwurf und weitere Fragen. Habe ein paar Glättungs-Kondensatoren eingebaut, wie in den Datenblättern angegeben. Jeweils ein 1uF Elko und ein 100nF Kerko. Gerd E. schrieb: > Willst Du mit PWM dimmen? Wenn ja, solltest Du nen paar dicke > Kondensatoren zwischen Versorgung und Masse, möglichst nah am FET, > vorsehen. Ja ich hab vor mit PWM zu dimmen. Was heißt in diesem Fall ein paar dicke Kondensatoren? Habe diesbezüglich das Internet durchforstet und da finde ich Werte von 100nF - 470uF oder auch 1000uF pro Ampere? Wie finde ich den Wert; kann ich ihn berechnen? Bei den Recherchen zu den Glättungs-Kondensatoren bin ich darauf gestoßen, dass man so auch das PWM-Signal via Tiefpass glätten kann um dann nicht durch "Ein-Aus" zu dimmen, sondern die mittlere Spannung: https://www.mikrocontroller.net/articles/Pulsweitenmodulation#DA-Wandlung_mit_PWM http://provideyourown.com/2011/analogwrite-convert-pwm-to-voltage/ Wäre dies evtl. sinnvoller um die LEDs zu schonen? Wie würde die Schaltung sich dann ändern? Als MOSFET habe ich jetzt mal den IRF1404 genommen. Da ich nur 1-2 von diesen Boards bauen will, machen mir die 30ct gegenüber dem IRF3205 nicht viel aus. Den IRF7413 habe ich leider in keinem Gehäuse für "normale" Lötmontage nicht gefunden. Damit würde ich 0.144mW umsetzen. Die Gate-Kapazität ist allerdings wesentlich größer, das dürfte jedoch mit dem Treiber nun kein Problem darstellen, oder? Vielen Dank für Eure Hilfe & Geduld. Es sind sicher wieder "nervige" Anfängerfragen dabei.
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