OP IC Ersatz

>>http://www.techome.de/bausaetze/beleuchtung-dekolights/high-power-led-dimmer-dhpl-1-bausatz.html
MaWin schrieb:
> abstrusen Aufwand
Anders kann man es nicht sagen.

Die Schaltung von MaWin ist ein klassicher linearer Stromregler aus
einem OpAmp und einem verstärkenden Ausgangstransistor. Die Schaltung
von ELV ist ein geschalteter Stromregler, der zur Helligkeitseinstellung
zusätzlich mit einem PWM-Signal periodisch ein- und ausgeschaltet wird.

MaWins Schaltung ist sehr einfach, hat dafür aber nur einen mäßigen
Wirkungsgrad. Da das Dimmen über die Verringerung des Stroms erfolgt,
hängt insbesondere bei weißen LEDs die Lichtfarbe von der Helligkeit ab.

Die ELV-Schaltung ist aufwendiger, hat aber wegen des Schaltreglers
einen besseren Wirkungsgrad. Das ist vor allem interessant bei leis-
tungsstarken LEDs mit einer Stromaufnahme von 1A und mehr.

Durch die PWM-Ansteuerung ist der Strom immer 0 oder gleich dem
Nennstrom der LED. Dadurch enstehen beim Dimmen keine Farbveränderungen.
Die PWM-Ansteuerung hat aber den Nachteil, dass die LED flimmert.

Eine dritte Variante wäre ein Schaltregler ohne PWM, also die ELV-Schal-
tung rechts von IC2, bei der das Einstellpoti in den Gegenkopplungszweig
des Schaltreglers eingebaut wird. Die Schaltung wird dadurch etwas ein-
facher, hat trotzdem einen hohen Wirkungsgrad, es gibt kein Flimmern,
dafür aber Farbveränderungen.

ArnoR schrieb:
> Die Wellenlängen- bzw. Farbtemperaturverschiebungen (bei weißen LEDs)
> durch die höheren Chiptemperaturen sind in der selben Größenordung wie
> bei Stromänderungen.

Das ist mir noch nie aufgefallen. Alle weißen Power-LEDs, die ich bisher
gesehen habe, sind bei Nennstrom tatsächlich ziemlich weiß, haben aber
bei niedrigen Strömen einen starken Grünstich. Bei PWM-Betrieb geht
dieser Grünstich weg. Sicher hat auch die Temperatur einen leichten
Einfluss auf die Farbe, was aber bei Weitem nicht so ins Auge sticht.

Vielleicht ist der Grünstich bei neueren LEDs weniger ausgeprägt. Da
müsste ich mir mal ein paar Exemplare besorgen und ausprobieren.

Noch etwas zur ELV-Schaltung mit PWM:

Auch diese lässt sich noch etwas vereinfachen: Der Sägezahngenerator
oben links hat den Makel, dass C1 in jeder Periode vom Komparator IC1B
mit dessen maximalem Kurzschlussausgangsstrom entladen wird. Man könnte
stattdessen einen Dreieckgenerator aus zwei Opamps nehmen und für IC1A,
IC1B, IC2B und IC3 einen LM324 verwenden. Lässt man IC2A und das zusätz-
liche externe Poti weg (ein Poti sollte zur Einstellung genügen), spart
man 2 ICs ein. Alternativ könnte man IC1A, IC1B und IC2B durch ein spe-
zielles PWM-IC ersetzen, oder vielleicht sogar durch einen Mikrocontrol-
ler, der noch zusätzliche Gimmicks möglich macht.

ArnoR schrieb:
> Das haben wir im LED-Forum (ledstyles.de) schon oft diskutiert und
> gemessen.

Wie habt ihr das gemessen? Habt ihr ein Farbmessgerät?

Auf deinen Fotos sind die Farbunterschiede bei verschiedenen Strömen
zwar nicht riesig, aber deutlich erkennbar. Ich habe für die Seoul P4
für 100mA und 1000mA jeweils einen Bildausschnitt auf der Mittelachse
mit etwa gleicher Helligkeit ausgesucht. Bei den von euch untersuchten
LEDs scheint bei niedrigerem Strom kein Grün- sondern ein Rotstich zu
entstehen.

Bei 100mA sind diese LEDs aber für das Auge immer noch ziemlich hell.
Ich schätze, bei 10mA ist der Farbunterschied noch deutlich größer.

Bastler schrieb:
> Ich habe eine grüne 350 mA LED. Die Versorgungsspannung ist 24 V wie
> berechne ich den R1 und R6 ?

R5 sollte so groß genug sein, dass sein Spannungsabfall bei typisch
eingestellten Strömen deutlich größer als die Offsetspannung des Opamp
und irgendwelche Störeinflüsse ist. Er sollte aber nicht so groß sein,
dass sein Spannungsabfall plus die Flussspannung der LED zu dicht an die
Versorgungsspannung heranreicht.

Sind Imax und R5 festgelegt, kann daraus R6 berechnet werden:

R1 und R6 bilden einen Spannungsteiler, dessen Ausgangsspannung
(nichtinvertierender Opamp-Eingang) in ausgeregeltem Zustand gleich dem
Spannungsabfall an R5 (invertierenden Eingang) ist:

      VCC · R6 / (R1 + R6) = Imax · R5

  =>  R6  = Imax · R1 · R5 / (VCC - Imax · R5)

Aber siehe Kommentar von Olaf: 24V für eine einzige LED sind bei einer
solchen Regelung viel zu viel. Du kannst dir jetzt aussuchen, ob der
Transistor glühen soll (kleiner R5) oder R5 oder beide ;-)

Bastler schrieb:
> OK. also für einen Schaltregler braucht man immer Rechteck oder Sägezahn
> ? oder gibt es einen "normalen" günstigen Typ für ein einfaches dimmen ?
> also nur ein "Poti" dran ?

Einen externen Oszillator brauchst du nur für die PWM-Erzeugung.
Verzichtest du darauf, reicht ein Schaltregler-IC mit ein paar passiven
Bauteilen drumherum, evtl. kommt noch ein Opamp zur Verstärkung der
Shunt-Spannung hinzu.

> Ein LM 2574 wäre Adjustable aber bei 24 V Eingang macht er nur ca 100 mA
> laut Datenblatt.

Laut Datenblatt hat er "guaranteed 0,5A output current". In der ELV-
Schaltung steckt ein LM2675 mit 1A, da wäre noch etwas mehr Luft drin.

Bastler schrieb:
> Oder man nehme einen 34063 ?

Auch der sollte gehen, braucht eben etwas mehr Drumherum als die LMs.

MaWin schrieb:
>> MaWins Schaltung ist sehr einfach, hat dafür aber nur einen mäßigen
>> Wirkungsgrad.
>
> Man könnte natürlich unter MaWins Schaltung
> auch diese verstehen:

Das ist jetzt ein PWM-Generator ohne Stromregelung. Der Strom ist so
konstant, wie es die Versorgungsspannung und die Flussspannung der LED
sind.

Am Wirkungsgrad hat sich aber gegenüber deiner ursprünglichen Schaltung
kaum etwas geändert, nur dass die Verlustleistung jetzt nicht im Tran-
sistor, sondern im LED-Vorwiderstand entsteht.