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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik TPS61040 White LED Driver mit PWM dimmen


Autor: Daniel (Gast)
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Hallo,

ich benutze den TPS61040 LED Driver in der gezeigten Konfiguration 
(siehe Bild)um aus einem LiPoly-Akku eine konstante Spannung von 6,5V 
für die LED-Beleuchtung eines LCDs zu erzeugen.
Die Schaltung funktioniert soweit gut, aber ich würde die Helligkeit des 
Displays gerne steuern können.

Die Frage ist nun, kann ich den Enable-Pin des TPS61040 einfach mit 
einem Hardware-PWM-Ausgangs eines PICs verbinden? Die PMW-Frequenz läge 
dann zwischen 2 und 9 kHz. Kann der Chip das ab?

Leider finde ich im Datasheet dazu keine genauen Infos:
http://www.ti.com/lit/gpn/tps61040

In einem der vorgeschlagenen Schaltungsdesigns (Seite 16) wird zwar an 
den Enable-Pin ein PWM-Signal angelegt, allerdings mit einer Frequenz 
von 100 bis 500 Hz. Sind also höhere PWM-Frequenzen nicht zulässig? 
Leider kann ich die PWM-Frequenz der PIC-Hardware-PWM nicht weiter als 
auf 2 kHz absenken. Software-PWM ist nicht möglich.

Weiß hier jemand bescheid?

Gruß & Dank,
Daniel

Autor: Kai G. (runtimeterror)
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Seite 16 oben ... einfach nach "PWM" im Dokument suchen!

Autor: Fabian B. (fabs)
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@Kai: wer lesen kann ist klar im Vorteil.
Daniel:
>In einem der vorgeschlagenen Schaltungsdesigns (Seite 16) wird zwar an
>den Enable-Pin ein PWM-Signal angelegt, allerdings mit einer Frequenz
>von 100 bis 500 Hz. Sind also höhere PWM-Frequenzen nicht zulässig?

Genau geht das aus dem DB wirklich nicht hervor und leider ist beim 
Start-Up Diagramm auch keine Zeitbasis angegeben... es könnte Probleme 
durch längeres Einschwingverhalten geben.
Haste mal nach AppNotes gesucht?

Gruß
Fabian

Autor: jack (Gast)
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>Sind also höhere PWM-Frequenzen nicht zulässig?

Die 100 bis 500Hz stehen da einfach nur, weil höhere Frequenzen für
LEDs keinen Sinn machen.

Probiers einfach aus, kaputtgehen kann dabei nichts (die Schaltfrequenz
des TPS liegt deutlich höher).

Autor: Daniel (Gast)
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danke für die Antworten!
App-Notes habe ich leider keine gefunden.

Gut, wenn ich den Chip auf diese Art nicht beschädigen kann, dann werde 
ich den TPS im neuen Boarddesign einfach an den PWM-Ausgang hängen. 
Sollte es mit dem Dimmen dann doch nicht funktionieren bleibt es halt 
beim schlichten Ein- und Ausschalten der Beleuchtung. Auch nicht so 
dramatisch...

gruß,
daniel

Autor: senf (Gast)
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@Daniel:
>ich benutze den TPS61040 LED Driver in der gezeigten Konfiguration
>(siehe Bild)um aus einem LiPoly-Akku eine konstante Spannung von 6,5V
>für die LED-Beleuchtung eines LCDs zu erzeugen.

Du hast die falsche App. aus dem Datenblatt genommen. LED's werden ( 
sollten ) über Strom geregelt werden und nicht über Spannung. Über Deine 
PWM-Steuerung würde das so nicht funktionieren.

Autor: Daniel (Gast)
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Ich habe leider nur Informationen über die benötigte Spannung der LEDs 
(es handelt sich um ein Nokia 6100 LCD Clone) und diese liegt bei 6,4 
bis 6,5 V. Über die interne Konfiguration der LEDs weiß ich leider auch 
nichts.
Mit der TPS61040 DC/DC-Convertermethode funktionierte es bisher 
eigentlich ganz passabel, nur den Betrieb mit einer 
PWM-Helligkeitsregelung konnte ich noch nicht testen.
Ich bin hier aber auch offen für "production proven" Alternativen :-)

Autor: Kai G. (runtimeterror)
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>@Kai: wer lesen kann ist klar im Vorteil.
Sorry, my fault!

Darf ich fragen warum die PWM-Frequenz so hoch sein muss? Wird das 
Display schnell bewegt?

Vielleicht kannst du dem Thread noch ein paar nützliche Informationen 
abgewinnen, klickst du hier:
Beitrag "Philosophiestunde Konstantstromquelle"

Aus der Formulierung "100 bis 500 Hz" würde ich aber dennoch schließen, 
dass deutlich oberhalb dieser Grenze keine wirklich zufriedenstellenden 
Ergebnisse erzielt werden können.

Gruß und so

Kai

Autor: jack (Gast)
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>Darf ich fragen warum die PWM-Frequenz so hoch sein muss?

siehe OP.

>Aus der Formulierung "100 bis 500 Hz" würde ich aber dennoch schließen,
>dass deutlich oberhalb dieser Grenze keine wirklich zufriedenstellenden
>Ergebnisse erzielt werden können.

siehe 12:22.

Autor: Kai G. (runtimeterror)
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jack wrote:
>>Darf ich fragen warum die PWM-Frequenz so hoch sein muss?
>
> siehe OP.

Autsch, 4 Stunden Schlaf sind zu wenig :(

Ist das bei allen PICs so (komme aus der AVR-Fraktion) oder ist das aus 
anderen Gründen hier nicht realisierbar?

>Software-PWM ist nicht möglich.

Würde mich auch interessieren, warum das nicht geht - schließlich würde 
es das Problem ja auch lösen.

>>Aus der Formulierung "100 bis 500 Hz" würde ich aber dennoch schließen,
>>dass deutlich oberhalb dieser Grenze keine wirklich zufriedenstellenden
>>Ergebnisse erzielt werden können.
>
> siehe 12:22.

Hab' ich gesehen, aber im kHz-Bereich hatten wir mit den von uns 
getesteten LED-Treibern/Konstantstromquellen dennoch regelmäßig Probleme 
(besonders im dunklen Bereich), da die Beschaltung für die Frequenzen 
nicht ausgelegt waren - daher die Schlussfolgerung.

Wenn er den eh schon rumliegen hat trotzdem auf alle Fälle anschließen 
und gucken, was passiert. Im schlimmsten Falle erwärmt der sich wegen 
Schaltverlusten.

Gehe jetzt pennen, sonst stifte ich noch mehr Verwirrung...

Autor: Daniel (Gast)
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Nein, das ist wohl nicht zwangsläufig bei allen PICs so.
Ich plane aber die Verwendung eines USB-fähigen PICs, der dann mit 48MHz 
getaktet werden muss.
Daraus ergibt sich eine minimale PWM-Frequenz von 2kHz... daran lässt 
sich leider nicht rütteln :-(
Die Software PWM scheidet (vermutlich) aus, weil der PIC viel Zeit in 
Programmmodulen verbringen wird, in denen ich keine Interrupts zulassen 
kann. Das wäre für eine Software-PWM wohl recht tödlich :-(

Autor: Daniel P. (ppowers)
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Nur zur Info, ich habe bei einem Vorhandenen Aufbau mittels einer 
Software-PWM eine PWM-Frequenz von ca. 3kHz am ENABLE-Pin des TPS61040 
simuliert... und das Dimmen funktioniert wunderbar. Wahrscheinlich wird 
die Effizienz des Schaltkreises etwas leiden, aber in der zukünftigen 
Anwendung wird die PWM eh immer nur kurzzeitig aktiviert (zum Ein- bzw. 
Ausdimmen der Hintergrundbeleuchtung).

Danke nochmals für die Beiträge!

Gruß,
Daniel

Autor: Hendrik B (Gast)
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Hi, sorry, I'm not a forum member and my German writing is very very bad 
But I can read it well enough to understand what has been asked.

Quote: Die PMW-Frequenz läge
dann zwischen 2 und 9 kHz. Kann der Chip das ab?

The TPS61040 / TPS61041 need some good decoupling capacitors. At the 
input of the TPS61040, it draws not less then 400mA peak and it switches 
very very fast. Any inductance in the input line renders the device 
useless.  My circuit uses a 47µF low ESR capacitor. A 10µF ceramic 
capacitors will also work in case you want something smaller.

Regards,

Hendrik

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