Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LEDs ohne PWM dimmen


von Christian (dragony)


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Hallo.

Ich möchte zwei in Serie geschaltete rote LEDs (1A) stufenlos dimmen. 
Versorgt wird das via 3V CR123A. Das soll aber nicht via PWM laufen, 
sondern ich möchte den Stromfluss linear steuern. Eine technisch 
mögliche Lösung wäre den Shunt zu variieren, aber dazu bräuchte ich ein 
~100mOhm Leistungspoti, welche sehr klobig sind... das muss doch 
eleganter gehen. Es sollte möglichst klein sein.

Ich habe nach Bauteilen gesucht, hab aber keins gefunden, welches man 
z.B. via I2C steuern kann. Eine spannungsgesteuerte KSQ würde auch 
gehen.

Haupthindernis ist die niedrige Spannung der CR123A. Ich brauche einen 
Boost, der bis 2V runter geht. Würde ich die LED spannungsgesteuert 
antreiben, wäre das kein Problem. Da habe ich Bauteile für gefunden, die 
bis 1V runtergehen. Aber LED-Treiber.... :(

Hat jemand eine Idee?

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


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Christian schrieb:
> Würde ich die LED spannungsgesteuert antreiben, wäre das kein Problem.
> Da habe ich Bauteile für gefunden, die bis 1V runtergehen. Aber
> LED-Treiber.... :(
Was spricht dagegen, aus dem Spannungsregler einen Stromregler zu 
machen? Und dann zusätzlich eine "Verfälschung" in den Feedbackpfad 
einzuspeisen?

: Bearbeitet durch Moderator
von Fred F. (fred08151)


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Bei einem zulässigen Entladestrom von 500 mA ist die Spannung einer 
CR123A bereits nach 2 Minuten auf ~2,6 Volt gesunken, nach 2 Stunden 
leer.

von Rainer W. (rawi)


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Christian schrieb:
> Ich möchte zwei in Serie geschaltete rote LEDs (1A) stufenlos dimmen.
> Versorgt wird das via 3V CR123A

Serienschaltung von zwei roten LEDs, eine Versorgung mit 3V und lineare 
Stromregelung passen auf ersten Blick nicht wirklich zusammen.

Welche V_f benötigen deine LEDs bei einem Strom von 1A?

Du solltest dir Gedanken über einen Boost-Konverter machen, der dann 
auch gleich die Stromregelung übernehmen kann. Das wäre allerdings PWM, 
nur nicht direkt an der LED.

von Gerald K. (geku)


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LED über mehrere Ports eine MCs parallel ansteuern. Mit 4 Ports können 
je nach Beschaltung 16 Helligkeitstufen erzeugt werden. Linear oder 
Nichtlinear.

von Steve van de Grens (roehrmond)


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Christian schrieb:
> Ich möchte zwei in Serie geschaltete rote LEDs (1A) stufenlos dimmen.
> Versorgt wird das via 3V CR123A.

Die CR123A ist nicht für Dauerströme dieser Größenordnung gedacht. Und 
für zwei ein Reihe geschaltete LEDs reicht sie auch nicht.

Du müsstest ihre Spannung erhöhen (dabei kannst du auch gleich die 
Stromstärke regeln), aber ein Step-Up Wandler verdoppelt auch den Strom 
(grob geschätzt). Wie lange soll das funktionieren, 10 Minuten?

Teste mal deine Batterie, wie lange sie 2A mit mindestens 2 Volt liefern 
kann.

: Bearbeitet durch User
von Udo S. (urschmitt)


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Christian schrieb:
> rote LEDs (1A)

Du meinst also 1 Ampere?

Christian schrieb:
> Eine technisch
> mögliche Lösung wäre den Shunt zu variieren, aber dazu bräuchte ich ein
> ~100mOhm Leistungspoti

Ziemlich ungeeignet. Die Batterie hat nicht konstant 3V
Und ist auch nicht für Ströme von 1A ausgelegt.

Hier
https://www.akkuline.de/test/panasonic-cr123a-photo-power-test-messung?tlid=239
sieht man eine Entladekennlinie bei 500mA.
Die Spannung ist ziemlich gut konstant bei 2,6 bis 2,5V.
Bei einer Belastung von 1A dürfte der Wert deutlich darunter liegen 
wegen des Innenwiderstands der Zelle.

Ein 100 MilliOhm Vorwiderstand ist also nicht besonders geeignet als 
Stromregelung.
Besser wären 2 Zellen in Reihe und eine geschaltete regelbare 
Stromquelle. Dann würden die Zellen auch nicht so stark überlastet.

: Bearbeitet durch User
von Udo S. (urschmitt)


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Hier sieht man nochmal die Temperatur und Stromabhängigkeit der 
Ausgangsspannung:
https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/1357489/ULTRALIFE/CR123A.html

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


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Christian schrieb:
> Ich möchte zwei in Serie geschaltete rote LEDs (1A) stufenlos dimmen.
> Versorgt wird das via 3V CR123A.

Das geht vorn und hinten nicht auf. Weder wird die CR123 bei 1A 
nennenwert lange durchhalten noch sind 3V genug für die Flußspannung von 
2 in Reihe geschalteten LED zuzüglich Bürdespannung der 
Kontantstromquelle.

Früher hatten rote LED (für 20mA) mal 1.7-1.8V Flußspannung. Heute 
(neuere Technologie) haben sie eher 2.2V (typ) und 2.6V (max).

> Das soll aber nicht via PWM laufen,
> sondern ich möchte den Stromfluss linear steuern. Eine technisch
> mögliche Lösung wäre den Shunt zu variieren, aber dazu bräuchte ich ein
> ~100mOhm Leistungspoti, welche sehr klobig sind... das muss doch
> eleganter gehen.

[[Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Operationsverstärker_und_T 
ransistor]]  geht prinzipiell. Als steuerbares Element eher ein MOSFET 
(ebenda, runterscrollen). Aber: bei nur 3V Versorgung eher sportlich.

Warum geht das Markup für interne Liks nicht mehr? Dann hier: 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Operationsverst%C3%A4rker_und_Transistor

> Es sollte möglichst klein sein.

Das geht prinzipiell nicht, wenn eine lineare Konstantstromquelle 
gewünscht ist. Was glaubst du, warum das kommerziell praktisch 
ausschließlich mittels PWM realisiert ist?

> Ich habe nach Bauteilen gesucht, hab aber keins gefunden, welches man
> z.B. via I2C steuern kann.

Auch noch Sonderwünsche.

: Bearbeitet durch User
von Fabian H. (hdr)


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Warum nicht PWM mit nachgeschaltetem RC-Glied?

von Michael B. (laberkopp)


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Christian schrieb:
> Hat jemand eine Idee?

Wünschen reicht nicht.

Zwar kann ein http://www.chipower.com.c 
n/cn/products/pdf/CE9401_EN_07.pdf alles was du willst.
Die 2-3V der CR123 hochsetzen auf 3.2 oder mehr Volt bei 1 oder mehr 
Ampere, analog gedimmt.
Aber die Phantasie, daß eine CR123 so belastbar wäre, kann der Chip 
nicht lösen.

von Εrnst B. (ernst)


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Fabian H. schrieb:
> Warum nicht PWM mit nachgeschaltetem RC-Glied?

Weil ein nachgeschaltetes LC-Glied besser ist. Dann noch eine Schottky 
dazu, und fertig ist der Schaltwandler.

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


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Fabian H. schrieb:
> Warum nicht PWM mit nachgeschaltetem RC-Glied?
Und die dann in den Feedbackpfad des Schaltreglers einspeisen. So etwa 
wie im Beitrag "Re: StepDown : Spannung digital einstellen"

Michael B. schrieb:
> Aber die Phantasie, daß eine CR123 so belastbar wäre, kann der Chip
> nicht lösen.
Und wenn wir einen Akku dieser Bauform nehmen:
- https://www.ebay.de/itm/125162971141

Dann hat der 700mAh und enthält zusammen mit den typischen 3,7V eine 
Energie von 2,6Wh. Für die Verbraucher bleiben dann bei 85% Wirkungsgrad 
noch 2,2Wh über.

Christian schrieb:
> zwei in Serie geschaltete rote LEDs (1A)
Die haben 3V und brauchen bei 1A dann also 3W. Mit den eben ermittelten 
2,2Wh leuchten die LED also knapp eine dreiviertel Stunde. Bei neuem 
Akku...

: Bearbeitet durch Moderator
von Andreas M. (elektronenbremser)


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Christian schrieb:
> den Shunt zu variieren,

Bringt dir für die Helligkeitssteuerung nichts und belastet zusätzlich 
die Batterie!

von Christian (dragony)


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Lothar M. schrieb:
> Christian schrieb:
>> Würde ich die LED spannungsgesteuert antreiben, wäre das kein Problem.
>> Da habe ich Bauteile für gefunden, die bis 1V runtergehen. Aber
>> LED-Treiber.... :(
> Was spricht dagegen, aus dem Spannungsregler einen Stromregler zu
> machen? Und dann zusätzlich eine "Verfälschung" in den Feedbackpfad
> einzuspeisen?

Habe ich mir überlegt... einen OpAmp nehmen, der die 100mV am Shunt 
verstärkt und daraus die 1V macht, die so ein Spannungswandler 
üblicherweise will. Aber welches GBP muss man dafür nehmen, damit das 
Konstrukt nicht vor sich hinschwingt?

von Manfred P. (pruckelfred)


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Christian schrieb:
> Habe ich mir überlegt... einen OpAmp nehmen, der die 100mV am Shunt
> verstärkt und daraus die 1V macht,

Das Prinzip findet sich da im pdf, vielleicht hilft es Dir:

Beitrag "Step-Down SEC-0500"

Die Diode D101 kann bei einer reinen Stromregelung entallen, in der 
gegebenen Schaltung werden sowohl Strom als auch Maximalspannung 
verknüpft.

von Klaus H. (nikolaus10)


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Hallo

Klein und Power LED ist auch relativ.
Da fallen pro LED mehr wie 2Watt an.
Da musst du auch einen entsprechend grossen Kuehlkoerper fuer min. 5 
Watt vorsehen.
Oder soll es eine China Entwicklung sein ?

gruesse

von Christian (dragony)


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Für alle, die mal wieder vom dümmstmöglichen Entwickler ausgehen: Das 
Teil ist pro Tag eine Minute in Betrieb. Eine CR123A liefert problemlos 
auch mal 2A, wenn es sein muss:

https://lygte-info.dk/review/batteries2012/Panasonic%20Lithium%20Industrial%20CR123A%20UK.html

Und der Test ist von 2013. Heutige sind hoffentlich besser geworden und 
nicht schlechter.

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