Hallo Experten,
Ich habe eine Frage zum LM317. Vorweg muss ich sagen, dass ich von
Elektronik nicht allzuviel verstehe. Ich kann eine Schaltung nach einem
Schaltplan löten und einfachste Schaltungen verstehe ich auch - aber
Fachwissen ist nicht allzuviel vorhanden.
Nun plane ich eine Schaltung zu bauen, welche 4 LED's mit je 1Watt
antreiben kann. Folgendes habe ich mir bereits zurechtgelegt:
Wenn ich die LED's Parallel anschliesse und mit 3.4V laufen lasse,
werden die in etwa 1.2A ziehen. Der LM317 ist für 1.5A ausgelegt - ich
denke, dies sollte also gehen.
Nun zu meiner Frage:
Der LM317 Regelt die Spannung. Was genau geschieht aber beim Regeln?
Wenn ich nun 12V als Eingangsspannung habe, als Ausgangsspannung 3.4V
einstelle und die Schaltung 1.2A zieht, muss ich dann die ganze
Schaltung mit 12V 1.2A versorgen oder wird weniger Strom benötigt oder
sogar mehr?
Die LED's ziehen zusammen 4W. Reicht es also aus 4W (plus etwas für's
"erwärmen" des LM317) einzuspeisen oder muss der Strom mindestens so
hoch sein, wie jener, der hinter dem LM317 gezogen wird?
Ist es weiter möglich, eine beliebige Spannungsquelle (welche grösser
als die benötigte Spannung und innerhalb der Spezifikation des LM317
ist) mit der Schaltung zu verwenden, ohne diese anpassen zu müssen, um
immer dieselbe Ausgangsspannung zu erhalten?
Wäre sehr dankbar um ein wenig Grundlagenaufklärung.
Besten Dank im Voraus, freue mich auf Expertenrat.
Viele Grüsse
Seb
- Der LM317 ist ein Linearregler, d. h. er "verheizt" nur die
Spannungsdifferenz. Der Strom bleibt in erster Näherung gleich (bzw. ist
etwas höher, da der LM auch etwas braucht).
- P = U x I -> 12V mal 1,2A = 14,4W rein. 4W raus -> LM317 muss über 10W
verheizen. Vergleiche mit Glühbirne: Das wird warm...
- Datenblatt des LM317 lesen: Kann der überhaupt soviel Verlustleistung
ab?
- Kühlkörper! (Dimensionierung siehe Artikel bzw. Google)
- *LED's schaltet man nicht parallel!* LED's benötigen einen konstanten
Strom und keine konstante Spannung!
-> Schalte die LEDs in Reihe, beschalte den LM317 als Stromquelle (siehe
Datenblatt) und nimm ein Netzteil, das nur mit wenigen Volt mehr als die
Summe der Durchlassspannungen der LEDs auskommt.
ELK schrieb:> Wenn ich nun 12V als Eingangsspannung habe, als Ausgangsspannung 3.4V> einstelle und die Schaltung 1.2A zieht, muss ich dann die ganze> Schaltung mit 12V 1.2A versorgen oder wird weniger Strom benötigt oder> sogar mehr?
Der Strom bleibt der gleiche, dein Netzteil muss also die 1,2 Ampere
(plus ein bisschen für den Regler selber) liefern können. Besser fährst
du, wenn du jeweils 2 LEDs in Reihe schaltest, denn dann fliesst nur
noch der halbe Strom und auch der Regler muss nicht mehr von 12 Volt auf
3,4 Volt runterbraten sondern nur noch auf 6,8, das vermindert die
Verlustleistung (= Wärmeentwicklung) am Regler erheblich.
Damit halbiert sich auch der benötigte Strom. Die beiden Vorwiderstände
für die LEDs berechnest du wie üblich. Bedenke, das du nie eine LED ohne
Vorwiderstand betreiben darfst.
Patrick schrieb:> -> Schalte die LEDs in Reihe, beschalte den LM317 als Stromquelle (siehe> Datenblatt) und nimm ein Netzteil, das nur mit wenigen Volt mehr als die> Summe der Durchlassspannungen der LEDs auskommt.
+ Dropout-Spannung
Nachtrag: Die Artikel "LED" (klicke auf das Wort "LED" in meinem
Beitrag) und "Konstantstromquelle bieten viele weitere Informationen
dazu, u. a. auch eine Schaltung mit dem LM317.
Hallo ELK.
> Der LM317 Regelt die Spannung. Was genau geschieht aber beim Regeln?
Der LM317 tut so, als wäre er ein einstellbarer Vorwiderstand, der sich
selbstständig immer so einstellt, das an seinem Ausgang in Deinem Falle
3,4V anstehen.
> Wenn ich nun 12V als Eingangsspannung habe, als Ausgangsspannung 3.4V> einstelle und die Schaltung 1.2A zieht, muss ich dann die ganze> Schaltung mit 12V 1.2A versorgen oder wird weniger Strom benötigt oder> sogar mehr?
Über den dicken Daumen musst Du das gleiche an Strom hineinstecken wie
Du herausbekommst. Tatsächlich must Du ein wenig mehr hineinstecken, da
der LM317 und der Spannungsteiler zur Einstellung der Spannung einen
kleinen Eigenverbrauch haben.
> Die LED's ziehen zusammen 4W. Reicht es also aus 4W (plus etwas für's> "erwärmen" des LM317) einzuspeisen oder muss der Strom mindestens so> hoch sein, wie jener, der hinter dem LM317 gezogen wird?
Bei paralellschaltung der LEDs ist Ausgangsstrom LM317 = Summe der LED
Ströme. Weiter: Eingangsstrom = Ausgangsstrom + Eigenbedarf
LM317-Schaltung
>> Ist es weiter möglich, eine beliebige Spannungsquelle (welche grösser> als die benötigte Spannung und innerhalb der Spezifikation des LM317> ist) mit der Schaltung zu verwenden, ohne diese anpassen zu müssen, um> immer dieselbe Ausgangsspannung zu erhalten?
Ja. Aber Du könntest Dichter an den Spezifikationen des LM317 sein als
Du denkst, was Verlustleistung angeht.
Tipp: Wenn Du nicht aus Verlustleistungsgründen komplett auf einen
Schaltregler umwechseln möchtest, und der LED Anwendungsfall das
zulässt, dann schalte nicht alle vier LEDs paralell auf 3,4V, sondern
zwei paralele Stränge zu zwei LEDs in Serie auf 6,8V.
Du sparst Leistung weil sich die LEDs gegenseitig selber als
Vorwiderstände dienen und dabei Leuchten, statt nur Wärme im LM317 zu
machen.
Weiterer Tipp: Auch wenn die Kennlinie von Leistungs LEDs mittlerweile
so flach ist. das man sie als fast ohmsche Last betrachten kann, ist es
trozdem gesünder, sie im Paralellbetrieb mit je einem kleinen, in Deinem
Falle vieleicht 0,47 Ohm, Widerstand pro Strang zu Betreiben, und die
Spannung dafür um einen Tacken erhöhen. Auch hier würde die Schaltung
zwei Leds in Serie und zwei dieser Stränge paralell Vorteile bringen.
Mehr als zwei könntest Du nicht in Deinem Falle nicht in Reihe
Schalten. Bei drei bräuchtest Du 3 * 3,4V = 10,2V und dazu noch Reserve
für Widerstand. Das langt aber nicht, da Du für den LM317 mindestens 3V
Reserve zum vernünftigen Regeln bräuchtest, aber Du bis 12V (-11,2V) nur
1,8V hast.
> Wäre sehr dankbar um ein wenig Grundlagenaufklärung.> Besten Dank im Voraus, freue mich auf Expertenrat.
mit dem Ohmschen Gesetz und den Kirchhoffchen Regeln kommt man in diesem
speziellen Falle schon relativ weit. ;O)
Ich hoffe, ich habe mich nicht zu kompliziert ausgedrückt.
Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de
So, jetzt bin ich hier auch registriert... (der Name den ich als Gast
gewählt hatte gibts wohl hier schon...)
Das ging ja schnell mit Antworten! Wau!
Vielen Dank euch allen.
OK - dies lässt mich zum Schluss kommen, dass ich wohl eher auf zwei
Stränge à 6.8v gehen werde. Dann verbrate ich bei 12V noch 7.8 Watt.
Wenn ich das richtig gedeutet habe, kann mein LM317 laut Datenblatt
20Watt verbraten (Power Dissipation). Das müsste also gehen. Wenn ich
alle LED's parallel schalte, wären's 12.9 Watt...
Mal schauen ob mir noch ne bessere Idee kommt.
Danke erstmal für all die Tipps :)
Gruss
Seb
Sebastian Pfirter schrieb:> Wenn ich das richtig gedeutet habe, kann mein LM317 laut Datenblatt> 20Watt verbraten (Power Dissipation).
Vermutlich gilt das nur, wenn der LM317 ausreichend gekühlt wird.
Ansonsten geht die maximale Verlustleistung schnell in die Knie.
Immerhin regelt der LM317 dann selber herunter, wenn er zu heiß wird.
Ich habe das unlängst selbst gebaut was du machen möchtest, mit dem
LM317.
Die Prinzipschaltung findest du z.B. hier
http://thomaspfeifer.net/led_weihnachtsbaum.htm
allerdings hast du bei deinen 1-W-LEDs nur einen Strang in Serie.
Und weil die 1 W LEDs mit 350 mA bestromt werden müssen, hat dann der R1
den Wert 3,6 Ohm, wobei ein "1 Watt" Typ eingesetzt werden sollte.
Falls 3R6 nicht vorrätig, einfach 5 Stück kleine 18 Ohm parallel
verzwirbeln und gut isses.
Als Eingangsspannung vor dem LM317 (TO-220) brauchst du mind. 18 Volt,
jedoch möglichst kaum mehr, denn das Ding wird spürbar warm. Bei 18-20
Volt am Eingang reicht ein Alu-Kühlblech am LM317 von ca. 3x4 cm o.ä.
Falls du einen Trafo vorne dran hast, so reicht ein 15V Typ bei 4 LEDs
nicht mehr (ich nutze so einen bei 3 LEDs). Ideal wäre Trafo mit ca.
16-18 Volt.
Bei 24V idt deutlich grösserer Kühlkörper nötig, dann geht das auch, ist
aber nicht mehr sehr effektiv dann. Oder einige Seriendioden 4001, dann
verheizen die schonmal einen Anteil...
Und eine Ladeelko nach dem Trafo+Gleichrichter brauchste auch, oder auch
den Elko bei Steckernetzteil von bereits Gleichspannung rauskommt.
Ein mind. 1000 uF mit unbedingt mind. 35 Volt ist angebracht.
Ideal: Pollin Best.-Nr. 210 000
Statt 4 LEDs in Serie kann man auch je 2 mal 2 in Serie tun.
Dann braucht man aber die Schaltung mit dem LM317 zweimal.
Vorteil: Eingangsspannung vor dem LM317 kann dann 12 Volt gesiebte
Gleichspannung sein. Elko dann mit 25 V ausreichend, aber eher 2x 1000
uF.
Für je 3 LEDs in Serie kann man einen 15V Trafo einsetzen (meine
Lösung), dann besser auch den 35V Elko, denn (kleine) Trafos haben
relativ hohe Leerlaufspannungen.
In allen Fällen bleibt es bei 350 mA (pro Strang) und den 3,6 Ohm.
Einfacher isses natürlich, gleich ein fertiges LED Vorschaltgerät für
350mA einzukaufen, z.B. ein Recom RACD06-350
Achtung: bei 4 LEDs brauchste eines, das wirklich für "bis 6" oder "4-6"
spezifiziert ist; die preiswertesten gehen nur für 1-3 LEDs.
Bei mir waren vorher so Dinger drin, die haben den UKW Rundfunkempfang
erheblich gestört (rauschen), denn alle diese Vorschaltgeräte arbeiten
intern mit HF und produzieren Oberwellen die nur teilweise rausgefiltert
sind (schon aufgrund der Baugrösse können keine ordentlichen Filter drin
sein). Steht jetzt nebendran an demselben Stromkreis das Radio, so
rauscht es (Einkopllung über Netzspannung), selbst bei UKW.
Und eine weiteren Versuch mit anderem Typ von "elektronischem
Vorschaltgerät" wollte ich nicht machen --- daher Selbstbaulösung mit
konv. Trafo usw. Platz genug in Küche auf'm Oberschrank hinter war ja
vorhanden.
Gruss
> Der LM317 Regelt die Spannung. Was genau geschieht aber beim Regeln?> Wenn ich nun 12V als Eingangsspannung habe, als Ausgangsspannung 3.4V> einstelle und die Schaltung 1.2A zieht, muss ich dann die ganze> Schaltung mit 12V 1.2A versorgen oder wird weniger Strom benötigt oder> sogar mehr?LEDs sind KEINE Glühlampen, LEDs betreibt man NICHT wie Glühlampen an
einer konstanten Spannnung ! Daher kann man LEDs auch nicht direkt
parallel schalten.
LEDs betriebt man mit einem Strom. Die Spannung stellt sich daraufhin je
nach Modell, Lust und Laune und Temperatur irgendwo im Datenblattbereich
ein.
Du brauchst für LEDs also eine Stromquelle. Hast du nur eine
Spannungsquelle, muß sie eine deutlich grössere Spannung liefern als die
LED braucht, und kann einen Vorwiderstand verwenden, um die Spannung in
einen halbwegs konstanten Strom zu verwandeln.
Wenn du 12V hast, und 4 LEDs a 3.6V/300mA, kannst du vor jede LED einen
Vorwiderstand von 28 Ohm hängen, 5 Watt, und deine 12V ganz ohne LM317
verwenden.
Du kannst auch je 2 LEDs in Reihe schalten und vor jede dieser Reihen je
einen Vorwiderstand von 16 Ohm/2 Watt. Wenn deine 12V aber nicht so
besonders konstant sind, schwankt dann je nahc Spannung auch der Strom
durch die LEDs, ud damit deren Helligkeit.
Da du NATÜRLICH nicht geschrieben hast, wo "deine 12V" herkommen, z.B.
aus einem Autoakku, weiß man nicht, wie weit die Spannung schwankt.
> Ist es weiter möglich, eine beliebige Spannungsquelle (welche grösser> als die benötigte Spannung und innerhalb der Spezifikation des LM317> ist) mit der Schaltung zu verwenden, ohne diese anpassen zu müssen, um> immer dieselbe Ausgangsspannung zu erhalten?
Im Prinzip ja, bloss hilft dir die Spannung noch nicht weiter.
> Die LED's ziehen zusammen 4W. Reicht es also aus 4W (plus etwas für's> "erwärmen" des LM317) einzuspeisen oder muss der Strom mindestens so> hoch sein, wie jener, der hinter dem LM317 gezogen wird?
Der LM317 ist ein Linearregler. Man muß also so viel Strom einspeisen,
wie hinten gezogen wird. Nur Schaltregler würden mit (etwas über) 4 Watt
auskommen und weniger Strom ziehen, wenn die Eingangsspannung steigt.
MaWin schrieb:> Der LM317 ist ein Linearregler. Man muß also so viel Strom einspeisen,> wie hinten gezogen wird. Nur Schaltregler würden mit (etwas über) 4 Watt> auskommen und weniger Strom ziehen, wenn die Eingangsspannung steigt.
Ok, wie der LM317 in etwa funktioniert habe ich nun begriffen... :)
Meine Idee ist es, 4 LEDs mit entweder je 1Watt oder aber auch mit je
3Watt anzutreiben (bau einer Stehleuchte). Je flexibler das Netzteil
sein kann umso besser (also idealerweise ca. 12-30volt).
Ich frage mal anders - gibt es eine vergleichbar einfache Schaltung,
welche einen «Schaltregler» beinhaltet? Soweit ich mich damit auskenne
wird dies ja dann mittels PWM gelöst - ist das richtig?
Was empfehlt Ihr (am besten mit Schaltplan) als Schaltung für meine 4
LED's (idealerweise eine Lösung für die 1W und eine für die 3W LED's)?
Danke bestens,
Gruss
Seb
>Ich frage mal anders - gibt es eine vergleichbar einfache Schaltung,>welche einen «Schaltregler» beinhaltet?
JA.
Lesen würde helfen. Beitrag "Re: LM317 - Laie braucht Expertenrat"
Ein Recom RACD06-350
bzw. Recom RACD06-700
Mit den genannten möglichen Radiostörungen.
Gruss
Danke, das habe ich gelesen, jedoch will ich keinen "Kasten" mit dem
ganzen Kram drin sondern lieber einen Schaltplan, da ich keinen Platz
für ein separates Vorschaltgerät verschenken möchte, sondern dies direkt
mit auf der Platine mit den LED's unterbringen möchte.
Ausserdem sind die genannten Produkte für 230V AC ausgelegt - oder?
Ich suche eine ähnlich einfache Schaltung wie jene mit dem LM317 und
nicht ein fertiges Produkt mit Gehäuse etc.
Gruss
Seb
> Ich suche eine ähnlich einfache Schaltung wie jene mit dem LM317 und> nicht ein fertiges Produkt mit Gehäuse etc.
Ich such auch Waschlappen die mich beim Waschen nicht nass machen.
Es gibt keine ähnlich einfachen Schaltungen für Schaltregler
wie für Linearregler, weil das andere Schaltungsprinzipien sind,
das liegt in der Natur der Sache.
Also gibt es nur fertige Module oder eben aufwändigere Schaltungen.
Du willst mehr (bessere) Leistung bei gleichem Aufwand (Input).
Träum weiter.
Hallo Sebastian N.
>> Ok, wie der LM317 in etwa funktioniert habe ich nun begriffen... :)>
Nicht ganz....Du kannst den LM317 auch als Konstantstromquelle
betreiben, die immer z.B. 300mA rausschiebt, solange die Last, die
Eigenerwärmung und die Eingangsspannung das zulassen. Je nachdem was Du
genau willst, ist das auch eine Option.
Siehe:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Linearreglern> Ich frage mal anders - gibt es eine vergleichbar einfache Schaltung,> welche einen «Schaltregler» beinhaltet?
Nein. Keine "einfache" Schaltung. Es sind im allgemeinen mehr Bauteile
beteiligt, und das Zusammenspiel der Bauteile ist deutlich
komplizierter.
Ist zwar gut machbar, und bei den Leistungen auch schon sinnvoll, aber
Du solltest halt deutlich besser wissen, was Du tust.
> Soweit ich mich damit auskenne> wird dies ja dann mittels PWM gelöst - ist das richtig?
Ja. Aber PWM ist nur ein Teil der Angelegenheit. Der Rest geht über die
Wirkung von Drosselspulen und/oder Trafos. Hinzu kommt, das
"Dreckeffekte" (Streung beim Trafo, Schaltverhalten von Transistoren und
Dioden, Wirkung von Kondensatoren ec.) eine deutlich größere Rolle
spielen.
Wenn etwas daneben geht, kommt man bei der Fehlersuche ohne fundiertes
theoretisches Grundwissen und Messmittel besser als ein Multimeter nicht
weit.
Ich spreche jetzt nicht von Erfahrung. Die gibt es gratis, wenn man
anfängt, Fehler zu suchen. ;O)
> Was empfehlt Ihr (am besten mit Schaltplan) als Schaltung für meine 4> LED's (idealerweise eine Lösung für die 1W und eine für die 3W LED's)?>
Der allereinfachste und primitivste Schaltregler wäre in dem Falle der
MC34063. Siehe: http://www.mikrocontroller.net/articles/MC34063
Allerdings ist er vom Strom her schon etwas knapp für diese Anwendung
(ok, hängt an Details Deiner geplanten Topologie). Dafür kannst Du ihn
aber recht einfach mit einem Leistungstransistor erweitern.
Der Wirkungsgrad und die Regelungsfähigkeit sind konstruktionsbedingt
auch eher miese. Aber als Einsteigerprojekt für Anfänger oder als
Quick’n dirty Lösung eine Überlegung wert.
Viel Erfolg.
Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de
Hallo Daniel H.
>> Nein. Keine "einfache" Schaltung. Es sind im allgemeinen mehr Bauteile>> beteiligt, und das Zusammenspiel der Bauteile ist deutlich>> komplizierter.>> Naja, gibt es schon, die kosten aber eine ganze Stange mehr Geld.>> http://www.reichelt.de/Wandler-Module-DC-DC/2/index.html?;ACTION=2;LA=3;GROUPID=4956
Der TO wollte das ganze aber "zu Fuß" aufbauen. Was aus didaktischen
Gründen zu begrüßen ist.
Ich möchte jetzt aber wiederum bewusst nicht dazu auffordern, so
konsequent zu sein, und auch noch auf das IC zu verzichten, und z.B.
einen Royer Konverter aufbauen.
Ein "joule-thief" wiederum könnte ein dankbares Lehrprojekt sein:
http://en.wikipedia.org/wiki/Joule_thief ;O)
Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de
