Strom verstärken,aber wie? 0-12V 1A IN (Steuerung) linear auf 0-12V 10A OUT (Last)

Hallo,


maik schrieb:
> IN:   12V 3A
> OUT:  Rot,Grün,Blau +12V
>       Rot  0 bis-12V 1A
>       Grün 0 bis-12V 1A
>       Blau 0 bis-12V 1A

Du willst 0...+12V ausgeben und hast 0...-12V Steuerspannung?

MfG

maik schrieb:
> Mit dem Steuergerät möchte ich insgesamt je Farbe 400LED´s ansteuern
> (400x0,025A=10A)

Kurze Zwischenfrage: Du willst die LEDs einfach parallelschalten?

Sepp Obermair schrieb:
> Meiner ansicht nach gar nichts. Die 10 A Laststrom machen bei einem
> Steuerstrom von max 1A gerade mal eine Verstörkung von 10, das schafft
> fast jeder Transistor.

Ok, und wie verhinderst du dann dass statt deiner 10A nicht 20A durch 
den Transistor fliessen? Wobei 10A bei einem 2N3055 schon ziemlich hoch 
gegriffen sein dürfte.
Mal sehen was schneller kaputt ist, die LEDs oder der Transistor.

Maik schrieb:
> Erst mal danke für die Superschnelle Andwort.

Bevor Du die Frage von Udo von 13:20 nicht beantwortest, lohnt
es sich nicht, weiterzudiskutieren.
Gruss
Harald

maik schrieb:

> Ich suche eine Schaltung die mir die Spannung gleich ausgibt aber jedoch
> den Ausgangsstrom erhöht auf 10A

Bis hierher gelesen: "häh?"

> Ich habe ein RGB-Steuergerät mit:
> IN:   12V 3A
> OUT:  Rot,Grün,Blau +12V
>       Rot  0 bis-12V 1A
>       Grün 0 bis-12V 1A
>       Blau 0 bis-12V 1A

Ach ja.

> Mit dem Steuergerät möchte ich insgesamt je Farbe 400LED´s ansteuern
> (400x0,025A=10A)
>
> Ich dachte an MOSFET´s aber ein N-Channel MOSFET kann ich nur mit +
> ansteuern.

Tja. So einfach wird das nicht.

Schauen wir uns erstmal an, wie die Schaltung jetzt ist:

1

           Steuergerät

2

  +12V ................... LED(+)

3

   +---o----+------------o----------[R_v]----+

4

   |   .    |            .                   |

5

 Netz- . Stabi 5V        .          3x LED   |

6

 teil  .    |         _--o--------|<--|<--|<-+

7

  3A   .    µC ------|_  . rot(-)

8

   |   .    |     nFET | .

9

   +---o----+----------+ .

10

   GND ...................

Gezeichnet ist nur der Kanal für rot. Es gibt noch 2 weitere 
n-Kanal-MOSFETs für die blaue und grüne Kathode. Immer 3 LEDs sind 
zusammen mit einem Vorwiderstand in Reihe geschaltet und dann ganz viele 
von diesen 3er-Gruppen parallel. Z.B. 10 solcher Gruppen auf 1m 
LED-Flexleiste.

Es gibt 3 limitierende Faktoren:

1. Wieviel Strom die n-MOSFETs im Steuergerät vertragen. Hier wären 10A 
kein Thema. Solche MOSFETs sind Cent-Artikel.

2. Wieviel Strom das Netzteil liefern kann. 12V/3A Netzteile sind 
Standardkram. 12V/30A eher nicht.

3. Was Leitungen und Anschlußklemmen aushalten. 3A halten billige 
Anschlußklemmen (die beiden links und die Anodenklemme rechts) aus. Bei 
30A wird das deutlich schwieriger.

Im Prinzip könnte man das Steuergerät aufschrauben und die MOSFETs und 
Anschlußklemmen gegen was besseres tauschen. Dann noch ein fettes 
12V/30A Netzteil besorgen und richtig dicke Strippen ziehen. Z.B. über 
die Leitung zu den Anoden (vulgo: (+)-Anschluß der LED-Ketten) fließen 
30A. Bei nur 12V können wir uns keine paar Volt Verlust erlauben.

Wenn man das Steuergerät nicht öffnen will (Garantie etc) könnte man 
z.B. Optokoppler an das Steuergerät hängen und extra MOSFETs mit eigenen 
Treibern vorsehen. In diese Richtung (und auf eine detaillierte Lösung) 
zielt deine ursprüngliche Frage.

Besser würde man wohl immer aus einem 3A Netzteil, 3 MOSFETs und einer 
RGB-Kette für 3 x 1A eine Einheit bauen. Für die max. 3A würde man mit 
0.75mm² Verkabelung hinkommen. Man müßte sich nur überlegen, wie man die 
MOSFETs an das Steuergerät ankoppelt. Im einfachsten Fall wieder 
Optokoppler und eigene Treiber. Dann alle Koppler parallel an das 
vorhandene Steuergerät.

Noch cleverer würde man LED-Ketten für 24V oder 48V aufbauen. Dann gehts 
auch mit weniger Strom.


XL

Hallo Maik,

maik schrieb:
> Folgendes Netzteil wollte ich verwenden
> 
http://www.ebay.de/itm/Schaltnetzteil-Netzteil-intern-HF-fest-12V-30A-Neu-OVP-/300556239269?pt=DE_Haus_Garten_Heimwerker_Sicherheitstechnik&hash=item45fa8c41a5

Sieht nicht schlecht aus.

> An dem Gerät sind 3 Ausgänge mit 12V, so das ich die 30A Gesamtstrom
> aufteilen kann auf 3x 10A (R,G,B)

Es sind nur 3 parallel geschaltete Klemmen. Intern sind die schon 
verbunden.

> zum Optokoppler:
> Sehr gute Idee, darauf bin ich noch garnicht gekommen !!!
> So ist das Steuergerät auch geschützt/entkoppelt, ist das richtig?

Das ist die Idee. Außerdem kannst du so problemlos viele Booster mit 
eigenen Netzteilen an das gleiche Steuergerät klemmen.

> Hättest du eine Idee welche Bauteile ich verwenden kann, oder könntest
> du mir bei der Schaltung helfen?

Ein Vorschlag:

1

   CNY17-3 +-----+------+---o +12V

2

 o---+     |     |      |

3

 +   V = |<      |      +---o LED+

4

     |    e|     |BC

5

    1K     +---|< 337

6

 -   |     |    e|    _-----o LED-

7

 o---+     |     +---|_

8

           |    e|     |s

9

           +---|< BC   | IRFZ44N

10

           |     |327  |

11

          1K     |     |

12

           |     |     |

13

           +-----+-----+----o GND

Das ist die Standard-Treiberschaltung mit zwei Bipolartransen in 
Emitterschaltung. Der Optokoppler sollte mindestens 120% CTR haben. Wenn 
ein Typ mit geringerem CTR verwendet wird, muß der 1K-Widerling an der 
Eingangsseite verkleinert werden. Der CNY17 verträgt da bis 60mA. Mit 
den angegebenen 1K sind es ca. 10mA. Dann könnte dein Steuergerät bis 
100 solche Booster treiben!

Das ganze dann dreimal aufbauen und GND und +12V am besten für jeden 
Booster getrennt zum Netzteil führen. Der IRFZ44N verbrät bei 10A ca. 
180mW, braucht also nicht mal eine Kühlung.

Die Bauelemente sind alles Centartikel, z.B. bei Reichelt.


HTH, XL

maik schrieb:

> vielen dank, ich werd die Schaltung heute direkt mal stecken und
> ausprobieren.

Was in meinem ASCII-Schaltplan noch fehlt, und besonders dann wichtig 
wird, wenn die Leitung zum Netzteil länger sein sollte: 
Stützkondensatoren zwischen +12V und GND. Sollte ein kleiner Elko 
(10-100µF) parallel zu 100nF Keramik sein. Nur wenn du die Booster 
direkt beim Netzteil plazierst (wenige 10cm Kabel) kannst du die 
weglassen.

Ebenfalls bedenkenswert ist die Leitungsführung. Der (+) Anschluß der 
LEDs sollte direkt vom Netzteil weg gehen und nicht (wie gezeichnet) vom 
Netzteil zum Booster und dann von da zu den LEDs.

Ganz allgemein ist die Verkabelung bei diesen Strömen nicht ohne, weil 
bei 12V jedes bisschen Verlust sofort sichtbar wird. Bei 10A fallen an 
1m Leitung (eine Ader!) mit 0.75mm² schon 230mV ab. 5m Doppelleitung und 
die LEDs glimmen nur noch. Vor allem grün und blau.

> Ich hab gesehen das der BC337 ein NPN ist und in dem Schaltplan zum plus
> geschaltet ist, ist das richtig so?

Ja. Das sind Emitterfolger. npn oben, pnp unten. Beachte auch, daß ich 
die Emitter der Transistoren mit "e" und den Source-Anschluß des FETs 
mit "s" gekennzeichnet habe.

Noch viel mehr Details gibts hier: Treiber


XL

Moin,

maik schrieb:

> ...könntest du mir vielleicht erklären warum die Kondensatoren wichtig
> sind?

Das steht eigentlich alles hier: Treiber

(draufklicken, das ist ein Link)


XL

Hallo Maik,

da ist noch ein fetter Klops in der Schaltung: die Kondensatoren. Da wo 
sie jetzt sitzen, gehören sie nicht hin. Die gehören zwischen die 12V 
und GND Leitung auf Leistungsseite. Oder anders ausgedrückt zwischen den 
Kollektor des BC337 und den Kollektor des BC327. Und jeweils auch in 
räumlicher Nähe (mit kurzen Leiterbahnen).

Außerdem würde ich dir empfehlen, die (+) Leitung des Eingangsteils 
nicht intern mit der (+) Leitung des Leistungsteils zu verbinden, 
sondern auf separaten Klemmen rauszuführen. Dann bist du bei der 
zukünftigen Verwendung flexibler. Noch universeller wirds, wenn du (+) 
und (-) Anschluß jedes Optokopplers getrennt rausführst. Dann kannst du 
das auch mit Steuerteilen betrieben, die intern gegen (+) schalten.

Noch ne Idee:LED mögen keine Sperrspannung, auch nicht die im 
Optokoppler. Wenn du da was falsch anklemmst, kannst du dir die 
Optokoppler zerhauen (und suchst dir dann den Wolf nach dem Fehler). 
Schalte allso lieber noch antiparallel zu der LED im Optokoppler eine 
kleine Diode (1N4148 oder so). Die Diode gehört direkt an den 
Optokoppler (hinter den 1k Widerstand) und entgegengesetzt gepolt zur 
Optokoppler-LED.


XL

:)

Hallo Maik,

nett. Das Steuergerät ist ja echt schnuckelig. Wenn du es "enthaust" und 
direkt auf deine Platine steckst, brauchst du dir natürlich keine 
Gedanken um Verpolung oder Flexibilität zu machen.

Die Klemmen sind mit 10A sicher am Ende des sinnvollen. Aber die 
Leiterbahnen sind vermutlich zu dünn. Siehe Leiterbahnbreite. Da 
wirst du womöglich noch Kupfer (Draht oder Litze) auflöten müssen.


XL

hey,

ja da hab ich mir auch schon Gedanken drum gemacht.
Ich hab eine Breite von 0.07 irgendwas :)(in eagle)
Gemessen sind es ca.2mm also laut Tabelle bis 6,5A belastbar bei 35u und 
30grad.

Also ein guter Tip mit dem auflöten :)

lg Maik

Maik L. schrieb:

> Gemessen sind es ca.2mm also laut Tabelle bis 6,5A belastbar bei 35u und
> 30grad.
>
> Also ein guter Tip mit dem auflöten :)

Wenn du sowas nochmal machst: die Klemmen gibts auch im 7.5mm Raster. 
Und bei den FETs kannst du die Lötaugen versetzt anordnen (z.B. das 
mittlere Bein länger lassen). Dann gehen auch 6-7mm Leiterbahnen. 
Zumindest bis kurz vor das Bein.


XL

hey,

ja klingt gut das werd ich machen, hab jetzt die Leiterbahn mit Lötzinn 
versehen dass sollte klappen. :)


Die nächste Platine die ansteht ist einfacher aufgebaut, jedoch bin ich 
mir nicht ganz sicher ob sie so funktioniert mit der Anordnung des 
Widerstandes und der Transistor Auswahl.
Mit dem Wert des Widerstandes bin ich mir auch nicht sicher, wäre 1K 
dafür geeignet?

Die Schaltung soll folgende Aufgeben übernehmen:
Eine der 3 Leitungen (-R,-G,-B) die von der Steuerung kommt geht auf die 
Platine und dann jeweils über den Transistor zum 10cm LED-Streifen mit 
ca.20mA.
Die Transistoren werden dann über ein Steuergerät angesteuert.
Bei der höhe der Spannung für die Ansteuerung der Transistoren bin ich 
relativ flexibel, das Steuergerät kann 12V/0,3A Schalten.


Ich hab in eagle schon mal was gestrickt!

LG Maik

Maik L. schrieb:
> hey,
>
> ja klingt gut das werd ich machen, hab jetzt die Leiterbahn mit Lötzinn
> versehen dass sollte klappen. :)

Das ist ein Irrglaube:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Leiterbahnbreite

"Es ist eine bisweilen weit verbreitete Unsitte, die Strombelastbarkeit 
von Leiterbahnen durch dickes Verzinnen erhöhen zu wollen."

Maik L. schrieb:

> Die nächste Platine die ansteht ist einfacher aufgebaut, jedoch bin ich
> mir nicht ganz sicher ob sie so funktioniert mit der Anordnung des
> Widerstandes und der Transistor Auswahl.

Mir ist überhaupt nicht klar, was das ganze soll. Die Schaltung ist 
angeschnitten, aber auf dem Layout sieht es so aus, als wären 20 
npn-Transistoren emitterseitig zusammengeschaltet und basisseitig über 
Vorwiderstände ebenso. Genausogut könnte man auch noch die Kollektoren 
zusammenschalten. Und dann wäre die 20 Transistoren durch einen einzigen 
zu ersetzen.

> Mit dem Wert des Widerstandes bin ich mir auch nicht sicher, wäre 1K
> dafür geeignet?

Kann man nicht sagen, wenn man nicht den angepeilten Kollektorstrom, den 
gewählten Transistor und die Höhe der Basisspannung kennt.

> Die Schaltung soll folgende Aufgeben übernehmen:
> Eine der 3 Leitungen (-R,-G,-B) die von der Steuerung kommt geht auf die
> Platine und dann jeweils über den Transistor zum 10cm LED-Streifen mit
> ca.20mA.

Also liegen die verbundenen Emitter nicht fest auf GND, sondern werden 
von einer PWM gegen GND geschaltet? An den Kollektoren hängen jeweils 
LEDs und Vorwiderstand für 20mA gegen +12V?

> Die Transistoren werden dann über ein Steuergerät angesteuert.
> Bei der höhe der Spannung für die Ansteuerung der Transistoren bin ich
> relativ flexibel, das Steuergerät kann 12V/0,3A Schalten.

Steuergerät ist so ein weites Feld. Aber vermutlich ist das irgendwas, 
das die Basisspannung für die Transistoren liefern soll?


XL

hallo Axel,

die "RGB_Steuerung" die ich jetzt fertig habe ist die Treiberschaltung 
für die ganzen LED´s.

In der dieser Schaltung soll eine Ext.Steuerung (Lichtcomputer) die 
Transen ansteuern(Basis)und so den Strom vom "RGB_Steuergerät" an die 
LED´s durchschalten.

Insgesamt werde ich 4 Platinen a 20Led`s (20mA) machen müssen
1x für GND_rot
1x für GND_grün
1x für GND_blau
und 1x +12V


hab mich wohl schlecht ausgedrückt :/

LG Maik

Maik L. schrieb:

> die "RGB_Steuerung" die ich jetzt fertig habe ist die Treiberschaltung
> für die ganzen LED´s.
>
> In der dieser Schaltung soll eine Ext.Steuerung (Lichtcomputer) die
> Transen ansteuern(Basis)und so den Strom vom "RGB_Steuergerät" an die
> LED´s durchschalten.

Versteh ich das richtig: die LEDs (3 Stränge a 10A) sollen nur leuchten, 
wenn der Lichtcomputer das sagt, und wenn sie an sind, der PWM folgen?

Hättest du das mal lieber gleich gesagt. Das hätte man problemlos mit in 
die Treiberschaltung reinbekommen.

> Insgesamt werde ich 4 Platinen a 20Led`s (20mA) machen müssen
> 1x für GND_rot
> 1x für GND_grün
> 1x für GND_blau
> und 1x +12V

Das versteh ich immer noch nicht.

1. Kannst du 20 Leds a 20mA = 400mA ganz problemlos mit einem einzigen 
Transistor oder MOSFET schalten. Warum willst du da 20 einzelne 
Transistoren verwenden?

2. Ist es eine blöde Idee<tm> zwei Steuerschaltungen auf der 
Leistungsseite zu kombinieren. Wenn, dann kombiniert man die 
Steuersignale und steuert mit der Kombination den Leistungsteil an.

3. was meinst du mit "1x +12V" ?


XL

hey,

zu1.
Du musst dir vorstellen das es später 400 Led´s sind, also dann 20Reihen 
und 20 Spalten gesamt also 20x20=400LED´s. daher brauche ich die 30A 
gesamt am Netzteil.


12V Reihe20 ----LED-----LED-----LED--- . . . ---LED
                 |       |       |               |
12V Reihe19 ----LED-----LED-----LED--- . . . ---LED
                 |       |       |               |
       .         .       .       .               .
       .         .       .       .               .
       .         .       .       .               .
                 |       |       |               |
12V Reihe01 ----LED-----LED-----LED--- . . . ---LED
                 |       |       |               |
                 |       |       |               |
                GND     GND     GND    . . .    GND
                Spalte  Spalte  Spalte          Spalte
                01      02      03              20

der "Lichtcomputer" hat 40 Ausgänge 20 für die Reihe und 20 für die 
Spalten
siehe:
http://www.youritronics.com/shop/20-band-audio-spectrum-analyzer-assembled-p-2.html

Das hier ist die Erweiterungskarte und diese soll meine Transistoren 
dann steuern...
http://www.youritronics.com/shop/expansion-board-kit-p-10.html


Ich hoffe das hat erstmal ein bisschen geholfen, muss jetzt zur Arbeit.



LG Maik

Moin Maik,

Maik L. schrieb:

> Du musst dir vorstellen das es später 400 Led´s sind, also dann 20Reihen
> und 20 Spalten gesamt also 20x20=400LED´s. daher brauche ich die 30A
> gesamt am Netzteil.

<schnipp>

Und hängt das jetzt noch mit deiner RGB-Steuerung zusammen, ader nicht?
Wenn ja, dann wird das nämlich nix.

Wenn nicht, dann mach bitte einen neuen Thread auf.


XL