Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Gibt es Buck-Converter, die einen regelbaren Konstantstrom liefern?


von Jochen (Gast)


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Hallo!
Gibt es Buck-Converter, die einen regelbaren Konstantstrom liefern?

Es soll eine LED mit einem einstellbaren Konstantstrom zwischen 50mA und 
500mA aus einem 3,7V-Li-Ionen-Akku betrieben werden.

An der LED fällt eine Spannung von ca. 2,6V bis 2,9V je nach Strom ab.

Bisher finde ich nur Buck-Converter, die eine konstante Spannung 
liefern.

: Verschoben durch Moderator
von Google (Gast)


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Google: "Buck-Converter with programmable constant current"

Erstes Resultat: AL8862
Zweites: LM3407

von MaWin (Gast)


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Jede Menge, heissen LED Driver, teuer von Analog Devices/LinearTech/TI, 
billig aus China, nutzen eine niedrige feedback Spannung an einem shunt 
um den Strom zu messen auf den sie regeln.

TS19377 braucht leider 3.6V

von Olaf (Gast)


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> Gibt es Buck-Converter, die einen regelbaren Konstantstrom liefern?

Wenn du es nur fuer eine LED brauchst, also ohne Massebezug, dann sollte 
das mit jedem Regler gehen wenn du den Strom durch den unteren 
Widerstand am Spannungsteiler fliessen laesst.
Ansonsten kann man natuerlich jeden Regler mit einem 
Operationsverstaerker umbauen. Aber selbstverstaendlich gibt es heute 
fuer LEDs auch bergeweise Spezialteile die einem gegen Aufpreis das 
denken abnehmen.

Olaf

von jemand (Gast)


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Der Suchbegriff ist "Buck LED driver".

Beispiel wäre:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm3405a.pdf

Der könnte gehen, er geht ab 3V. Ist aber ein Schuss aus der Hüfte (3s 
Google), daher möglicherweise nicht optimal.

von Joachim B. (jar)


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Olaf schrieb:
> Wenn du es nur fuer eine LED brauchst, also ohne Massebezug, dann sollte
> das mit jedem Regler gehen wenn du den Strom durch den unteren
> Widerstand am Spannungsteiler fliessen laesst.

bei den meisten FB Spannungen um 0,6V wirds eng

Jochen schrieb:
> 3,7V-Li-Ionen-Akku
Jochen schrieb:
> 2,6V bis 2,9V

abgesehen, von der sinnlos verheizten Leistung aus dem Akku

Jochen schrieb:
> 50mA und
> 500mA

bei 50mA mags noch OK sein, aber bei 0,5A an 0,6V immerhin 0,3W, das 
wäre zu ermitteln.

Wie geschrieben wurde, echte LED Teiber als buck sind sinnvoller.

von Jochen (Gast)


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Danke für die schnellen Antworten!

Genau, so ein Converter mit Spule, der Strom spart, ist das, was ich 
suche.

Wenn es noch andere Empfehlungen gibt, immer her damit, kann auch ruhig 
qualitativ etwas hochwertiger sein!

von W.S. (Gast)


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Jochen schrieb:
> Genau, so ein Converter mit Spule, der Strom spart, ist das, was ich
> suche.

Wenn du schon einen gewöhnlichen Schaltregler für LED's benutzt und den 
auf einen konstanten Strom trimmst, dann sieh auf alle Fälle auch noch 
eine Spannungsbegrenzung vor.

Sonst zerschießt du dir gelegentlich deinen Regler.

Kannste glauben, ist mir auch schon passiert, allerdings mit 
Boost-Regler, wo mehrere LED in Reihe betrieben wurden. Und glaub nicht, 
daß es wirklich stimmt, wenn in der Dokumentation sowas wie 
"überspannungsgeschützt" steht.

W.S.

von Georg M. (g_m)


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Jochen schrieb:
> Es soll eine LED mit einem einstellbaren Konstantstrom zwischen 50mA und
> 500mA aus einem 3,7V-Li-Ionen-Akku betrieben werden.

Also richtig einstellbar und nicht nur einmal einstellbar durch den 
Strommesswiderstand?

von roehrenvorheizer (Gast)


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Hallo,

das hier als Anregung, wobei sie sich nicht für 3,7 V eignen:

http://www.led-treiber.de/html/getaktete_treiber.html

MfG

von Olaf (Gast)


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> auf einen konstanten Strom trimmst, dann sieh auf alle Fälle auch noch
> eine Spannungsbegrenzung vor.

Stimmt. Haette ich vielleicht auch noch erwaehnen sollen. :-D
Es kommt ja mal vor das eine LED durchbrennt oder man das Kabel am 
Ausgang abzieht. Da sollte man dann noch einen Schutz vorsehen der die 
Maximalspannung einstellt oder begrenzt.

> Also richtig einstellbar und nicht nur einmal einstellbar durch den
> Strommesswiderstand?

Das ist natuerlich etwas komplexer. Ich glaube ich habe das mit einem 
Doppel-OP gemacht. Um mal Zahlen zu nennen, ich hab als Schaltregler 
einen LT1956 genommen. Den gibt es auch bei Reichelt. Nicht ganz billig, 
aber das Datenblatt ist besser als bei so einem Chinesen und gerade fuer 
Anfaenger ist es sicher nett das der bereits in LT-Spice drin ist!

Olaf

von Ulli H. (Gast)


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jemand schrieb:

> Beispiel wäre:
> http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm3405a.pdf

Ein ineffizientes Beispiel!

Besser ist z.B. der LTC3454.

von Harald W. (wilhelms)


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Georg M. schrieb:

> Also richtig einstellbar und nicht nur einmal einstellbar durch den
> Strommesswiderstand?

Nun, das kann man auch mit einem Stufenschalter machen. Wenn man
den Strom jeweils um den Faktor 1,5 verändert, sollte das für
LEDs eigentlich immer passen.

von Harald W. (wilhelms)


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Jochen schrieb:

> Genau, so ein Converter mit Spule, der Strom spart, ist das, was ich
> suche.

Das Problem ist, das die Eingangsspannung sowohl über als
auch unter der Ausgangsspannung liegen kann. Es gibt zwar
spezielle Wandler, die sowohl rauf, wie auch runtersetzen
können, aber die sind komplizierter und haben meist einen
schlechteren Wirkungsgrad. Die bessere Lösung wäre, wenn
Du zwei Zellen in Reihe schalten würdest. Dann kannst Du
fast jeden Stepdownwandler nehmen. Du müsstest nur die
Rückkopplung statt an die Spannung an einen Stromshunt
anschliessen.

von Jochen (Gast)


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Noch mal Danke für die Tipps!

Harald W. schrieb:
> Das Problem ist, das die Eingangsspannung sowohl über als
> auch unter der Ausgangsspannung liegen kann.

In meinem Anwendungsfall reicht der Buck-Converter, weil die 
Akkuspannung ab 3,4V sowieso abgedreht wird. Es sei denn, der Converter 
hätte einen größeren Drop als 0,5V.

von Harald W. (wilhelms)


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Jochen schrieb:

> In meinem Anwendungsfall reicht der Buck-Converter, weil die
> Akkuspannung ab 3,4V sowieso abgedreht wird. Es sei denn, der Converter
> hätte einen größeren Drop als 0,5V.

Das kann leicht passieren, da auch der Strommessshunt noch etwas
Spannung benötigt.

von Michael B. (laberkopp)


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Google schrieb:
> Google: "Buck-Converter with programmable constant current"
>
> Erstes Resultat: AL8862
> Zweites: LM3407

Ja, blöd was Google so findet, ein Buck ab 4.5V der andere ab 6V
und das wo er nur 2.5..4.2V am Eingang hat.

Googeliot.

von Arno (Gast)


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Jochen schrieb:
> Es soll eine LED mit einem einstellbaren Konstantstrom zwischen 50mA und
> 500mA aus einem 3,7V-Li-Ionen-Akku betrieben werden.
>
> An der LED fällt eine Spannung von ca. 2,6V bis 2,9V je nach Strom ab.

Mal provokant gefragt: Lohnt sich das?

Mit einem Linearregler hast du einen Wirkungsgrad von 2,6V/4,2V = 62% 
bei kleinstem Strom und höchster Akku-Spannung bis 2,9V/3,0V = 97% bei 
höchstem Strom und kleinster Akku-Spannung (unter Vernachlässigung des 
Eigenverbrauchs, aber kann im µA-Bereich liegen)

Wie hoch ist die Feedback-Spannung, die der Buck-Regler braucht? Wenn 
das 0,6V sind, versaut dir das den Wirkungsgrad komplett. Wie hoch wird 
der Wirkungsgrad des Buck-Reglers real? Wie lange ist die LED 
eingeschaltet, trägt sie überhaupt nennenswert zum Stromverbrauch bei?

Ich hab die Antworten für deine Schaltung nicht, ich weiß nur, dass es 
in meiner letzten LED-an-LiIon-Akku-Schaltung keinen Sinn hatte, einen 
Schaltregler einzubauen.

MfG, Arno

von Manfred (Gast)


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Jochen schrieb:
> Es soll eine LED mit einem einstellbaren Konstantstrom zwischen 50mA und
> 500mA aus einem 3,7V-Li-Ionen-Akku betrieben werden.
> An der LED fällt eine Spannung von ca. 2,6V bis 2,9V je nach Strom ab.

Das ist verdammt eng, eigentlich zu eng, um über alle Serienstreuungen 
zuverlässig zu funktionieren.

Im Anhang das Schaltbild eines stromgeregelten Wandlers, welcher vor 
Jahren bei Pollin verhökert wurde. Ich betreibe damit einige Power-LEDs, 
allerdings nach Änderung von ein paar Bauteilen und aus dem Netz.

Fast jeder übliche Regler hat eine Feedbackspannung um 1,2 Volt. Hier 
wird über R106..109 der Strom bei deutlich weniger Spannungsabfall 
gemessen und über den OP auf die notwendigen 1,25 Volt angehoben.

Mit dem Diodengatter wird zusätzlich noch die Leerlaufspannung begrenzt, 
insgesamt eine recht gelungene Schaltung.

von Olaf (Gast)


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> Das Problem ist, das die Eingangsspannung sowohl über als
> auch unter der Ausgangsspannung liegen kann.

In dem Falle einen Wandler aufbauen der eine negative Spannung erzeugt. 
Die Diode kann man ja auch anders rum anschliessen. .-)

Olaf

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