Hallo,
ich möchte das Signal resp. vier PWM Signale von einem 16 Kanal Driver
3.6V/40mA auf min 500mA - 800mA verstärken. Und mit diesem eine RGBW
LED ansteuern.
Habe nun einen Transistor BS170 von "ON Smiconductor".
Es funktioniert mehr schlecht als recht. Ich gehe stark davon aus das
ich den falschen Transistor einsetze.
# Spezifikation BS170:
# 500mA, 60V, RFS(on) = 5.0 Ohm
#
Habe an Drain 3.6V/6A anliegen. Sowie am Gate die besagten 3.6V/40mA vom
Driver.
Source geht auf einen Kanal der RGBW Led.
Ich hoffe mal habe die Bezeichnungen nun nicht durcheinander gebracht.
Es leuchtet zumindest aber nicht in der Intensität wie ich mir das mit
dem richtigen Transistor vorstelle.
Wie kann ich nun den richtigen Transistor bestimmen der mir 3.6V/40mA
auf min. 3.6V/500mA-800mA pro Kanal bringt?
@Cornix Shelford (Gast)
>ich möchte das Signal resp. vier PWM Signale von einem 16 Kanal Driver>3.6V/40mA auf min 500mA - 800mA verstärken. Und mit diesem eine RGBW>LED ansteuern.
Dazu brauchst du einen passenden LED-Treiber mit PWM-Eingang.
>Habe nun einen Transistor BS170 von "ON Smiconductor".>Es funktioniert mehr schlecht als recht. Ich gehe stark davon aus das>ich den falschen Transistor einsetze.
Nicht nur da, es fehlt dir auch an Wissen.
>Habe an Drain 3.6V/6A anliegen. Sowie am Gate die besagten 3.6V/40mA vom>Driver.>Source geht auf einen Kanal der RGBW Led.
Siehe oben.
>Wie kann ich nun den richtigen Transistor bestimmen der mir 3.6V/40mA>auf min. 3.6V/500mA-800mA pro Kanal bringt?
Das allein reicht nicht. Such dir einen fertigen Treiber.
1) LEDs werden mit einer Konstantstromquelle getrieben (in der Regel) -
Wenn eine LED warm wird, dann sinkt die Vorwärtsspannung, und der Strom
steigt weiter
2) Wenn du es trotzdem so machen willst: Dein FET hat einen maximalen
Strom von 500mA, damit solltest du keine 800mA schalten. Ich werfe dafür
mal den IRLML 6344 in den Raum, damit solltest du hinkommen und er ist
schön klein.
3) Falls du eine KSQ verbauen willst, es gibt recht hochintegrierte
Treiber, die man mit PWM oder Analogsignal ansteuern kann,
beispielsweise ISSI IS31LT3360 bis 1,2A.
> Wie kann ich nun den richtigen Transistor bestimmen der mir 3.6V/40mA> auf min. 3.6V/500mA-800mA pro Kanal bringt?
Indem du dir nen FET suchst, der deutlich unter 5Ohm RDS(on) bleibt.
Denn 3.6V/5Ohm=720mA. Ziehst du nun noch die Flussspannung deiner LED
von den 3.6V ab, dürfte nicht mehr viel Spannung übrigbleiben, um so
doll gegen den Kanalwiderstand zu drücken, das da deine gewünschten
800mA fließen.
Es ist ein PCA9685 16 Channel 12bit PWM Driver i2c gesteuert.
Also wie gesagt es funktioniert schon.
Der Transistor bringt mir in dem Testaufbau auf allen vier RGBW Kanälen
ein verstärktes Signal und lässt die RGBW LED intesiver Leuchten.
Nur eben nicht genug.
J. T. schrieb:>> Wie kann ich nun den richtigen Transistor bestimmen der mir> 3.6V/40mA>> auf min. 3.6V/500mA-800mA pro Kanal bringt?>> Indem du dir nen FET suchst, der deutlich unter 5Ohm RDS(on) bleibt.> Denn 3.6V/5Ohm=720mA. Ziehst du nun noch die Flussspannung deiner LED> von den 3.6V ab, dürfte nicht mehr viel Spannung übrigbleiben, um so> doll gegen den Kanalwiderstand zu drücken, das da deine gewünschten> 800mA fließen.
So eine Antwort habe ich mir schon eher vorgestellt.
Habe hier einen irfZ24N von Infineon.
# Spezifikation irfZ24N
# VDSS = 55V, RDS(on) = 0.07 Ohm,ID = 17A
Mir kommt es auch so vor das bei dem BS170 Transistor zu viel in die
andere Richtung geht und das Signal der anderen Kanäle beeinflusst.
Da nicht wie in einem MOSfet die Diode integriert ist?
Cornix Shelford schrieb:> Mir kommt es auch so vor das bei dem BS170 Transistor zu viel in die> andere Richtung geht und das Signal der anderen Kanäle beeinflusst.> Da nicht wie in einem MOSfet die Diode integriert ist?
Vermutlich meinst du die Bodydiode. Die hast du in jedem MOSFET. Die
entsteht durch den Herstellungsprozess und eigl will man sie gar nicht
haben (parasitäre Diode). Aber die hat mit der ganzen Geschichte nichts
zu tun, in einer H-Brücke kann man diese Bodydioden als Freilaufdioden
nutzen. In deiner Anwendung nutzt du den FET aber als Schalter und du
hast auch keine nennenswerten Induktivitäten. Also brauchst du erstens
keinen Freilauf und 2tens sitzt die Diode dafür an der falschen Stelle.
Dein irfz24n klingt mit 0.07Ohm doch recht brauchbar. Das sollte einen
Versuch wert sein.
P.S.
Und du musst natürlich darauf achten, deinen FET richtig herum
einzubauen (bodydiode in Sperrrichtung) sonst hast du an der Stelle
keeinen Schalter, sondern lediglich die Diode, welche immer leiten
würde, so lange eine Spannung anliegt, die über der Flusssspannung
liegt.
J. T. schrieb:> Cornix Shelford schrieb:>> Mir kommt es auch so vor das bei dem BS170 Transistor zu viel in die>> andere Richtung geht und das Signal der anderen Kanäle beeinflusst.>> Da nicht wie in einem MOSfet die Diode integriert ist?>> Vermutlich meinst du die Bodydiode. Die hast du in jedem MOSFET. Die> entsteht durch den Herstellungsprozess und eigl will man sie gar nicht> haben (parasitäre Diode). Aber die hat mit der ganzen Geschichte nichts> zu tun, in einer H-Brücke kann man diese Bodydioden als Freilaufdioden> nutzen. In deiner Anwendung nutzt du den FET aber als Schalter und du> hast auch keine nennenswerten Induktivitäten. Also brauchst du erstens> keinen Freilauf und 2tens sitzt die Diode dafür an der falschen Stelle.>> Dein irfz24n klingt mit 0.07Ohm doch recht brauchbar. Das sollte einen> Versuch wert sein.>> P.S.> Und du musst natürlich darauf achten, deinen FET richtig herum> einzubauen (bodydiode in Sperrrichtung) sonst hast du an der Stelle> keeinen Schalter, sondern lediglich die Diode, welche immer leiten> würde, so lange eine Spannung anliegt, die über der Flusssspannung> liegt.
Du musst entschuldigen ich bringe die Bezeichnungen Source/Drain/Gate
noch durcheinander. Konnte es mit trial and error eruieren wie es
ungefähr funktioniert.
Gehe davon aus das das GATE auf dem IRFZ24N in der Mitte des Transistors
ist. Und links die SOURCE sowie rechts DRAIN.
Somit habe ich momentan:
|---|
|...|
| | |
S G D
S => 1LED Kanal zur LED
G <= PWM Driver Signal 3.6V/40mA
D <= Spannungwandler 3.6V/6A/30W
Muss ich noch einen Widerstand irgendwo dazwischen schalten das der
Transistor AN geht? Bin im Moment ratlos. Da es irgendwie ja klappen
sollte! ;)
Cornix Shelford schrieb:> Muss ich noch einen Widerstand irgendwo dazwischen schalten das der> Transistor AN geht? Bin im Moment ratlos. Da es irgendwie ja klappen> sollte! ;)
Suche bei Google nach "datasheet "transistorname"". Da steht die
Pinbelegung drin. FETs im TO220 Gehäuse haben das Gate auch gerne an
Pin1.
Widerstand am Gate ist nicht zwingend notwendig, manch einer spendiert
dort aber trotzdem gern noch einen "Angstwiderstand" in der
Größenordnung 10-100 Ohm.
P.S.
Drain und Source bring ich auch gern durcheinander :D
Martin K. schrieb:> ISSI IS31LT3360
Die gehen eben erst ab 6V los. Ich bräuchte einen Driver der mir pro
Kanal ca. auf 3.6V 800mA liefern kann sowie i2c gesteuert ist.
Das am besten als 16 Channel Array oder mehr.
Habe bis jetzt alc PCB Modul nichts passenden gefunden. Deswegen der
Umweg über den PCA9685 und möglicherweise mit Transistoren.
Harald W. schrieb:> Warum? So spart man sich doch den Vorwiderstand für die LED. :-)
:D war auch mein erster Gedanke. Is halt nur blöd, wenn der
Vorwiderstand dann so groß ist, dass das Hellmachen zu dunkel bleibt
Bin das Datasheet des IRFZ24N noch mal durchgegangen. Und Du hattest
recht! Das GATE liegt auf Pin1.
Es läuft aber noch schlechter als mit dem BS170.
Der wiederum sein GATE auf Pin2 hat.
Werde wohl dem Ratschlag von "Martin K. (martin_k662)" ausprobieren und
es mit einem "IRLML 6344" versuchen. Die Spezifikation sieht viel
versprechend aus.
Cornix Shelford schrieb:> Werde wohl dem Ratschlag von "Martin K. (martin_k662)" ausprobieren und> es mit einem "IRLML 6344" versuchen. Die Spezifikation sieht viel> versprechend aus.
Dir ist aber klar, das Du nicht nur einen geeigneten Schalttransistor
für 3,6V-Ansteuerung brauchst, sondern auch eine Strombegrenzung
für Deine LED. PWM ist kein Ersatz für Strombegrenzung. Das hat Falk
sinngemäß bereits in der ersten Antwort geschrieben.
Harald W. schrieb:> Cornix Shelford schrieb:>>> Werde wohl dem Ratschlag von "Martin K. (martin_k662)" ausprobieren und>> es mit einem "IRLML 6344" versuchen. Die Spezifikation sieht viel>> versprechend aus.>> Dir ist aber klar, das Du nicht nur einen geeigneten Schalttransistor> für 3,6V-Ansteuerung brauchst, sondern auch eine Strombegrenzung> für Deine LED. PWM ist kein Ersatz für Strombegrenzung. Das hat Falk> sinngemäß bereits in der ersten Antwort geschrieben.
Naja, "klar" ist relativ. ;)
Zu der Strombegrenzung sollte zudem noch jeder Kanal RGBW mit einer
leicht abweichenden Spannung versorgt werden.
Nur bin ich mir noch nicht sicher wie ich dies umsetze.
Mit was begrenze ich den Strom denn noch ausser mit dem Transistor?
@Cornix Shelford (Gast)
>Werde wohl dem Ratschlag von "Martin K. (martin_k662)" ausprobieren und>es mit einem "IRLML 6344" versuchen. Die Spezifikation sieht viel>versprechend aus.
Aber kaum, wenn man nicht mal einfache Grundlagen der Schaltungstechnik
beherrscht und wild drauflos bastelt.
Wie man externe Transistoren anschließt, um größere Ströme zu schalten
zeigt das Datenblatt in Figure 13 und 14. Achtung, in Figure 14 sind
Drain und Source des P-Kanal MOSFETs vertauscht, das ist falsch!
In allen Fällen braucht man einen MOSFET, der mit 5V schon sicher
aufsteuert. IRLZ34N wäre der Klassiker als N-Kanal Typ.
Das Dumme an der Sache ist aber, daß bei 3,3V Power-LEDs an 5V nicht so
arg viel Spannung für den Vorwiderstand übrig bleibt. Dadurch ist die
Stromkonstanz eher schlecht. Zum Basteln mag es aber reichen.
Ein BS170 kann KEINE 800mA schalten, eher so 200mA.
Damit die Transistoransteuerung aber funktioniert, muss man das
Registerbit OUTDRV im PCA9685 auf 1 setzen!
Ob du einen P oder N-Kanal MOSFET braucht, hängt von deinen LEDs ab.
Wenn sie eine gemeinsame Kathode haben (common cathode) brauchst du
P-Kanal, bei gemeinsamer Anode (common anode) N-Kanal.
Falk B. schrieb:> @Cornix Shelford (Gast)>>>Werde wohl dem Ratschlag von "Martin K. (martin_k662)" ausprobieren und>>es mit einem "IRLML 6344" versuchen. Die Spezifikation sieht viel>>versprechend aus.>> Aber kaum, wenn man nicht mal einfache Grundlagen der Schaltungstechnik> beherrscht und wild drauflos bastelt.>> Wie man externe Transistoren anschließt, um größere Ströme zu schalten> zeigt das Datenblatt in Figure 13 und 14. Achtung, in Figure 14 sind> Drain und Source des P-Kanal MOSFETs vertauscht, das ist falsch!> In allen Fällen braucht man einen MOSFET, der mit 5V schon sicher> aufsteuert. IRLZ34N wäre der Klassiker als N-Kanal Typ.>> Das Dumme an der Sache ist aber, daß bei 3,3V Power-LEDs an 5V nicht so> arg viel Spannung für den Vorwiderstand übrig bleibt. Dadurch ist die> Stromkonstanz eher schlecht. Zum Basteln mag es aber reichen.>> Ein BS170 kann KEINE 800mA schalten, eher so 200mA.>> Damit die Transistoransteuerung aber funktioniert, muss man das> Registerbit OUTDRV im PCA9685 auf 1 setzen!>> Ob du einen P oder N-Kanal MOSFET braucht, hängt von deinen LEDs ab.> Wenn sie eine gemeinsame Kathode haben (common cathode) brauchst du> P-Kanal, bei gemeinsamer Anode (common anode) N-Kanal.
Ja die Grundlagen der Schaltungstechnik bring ich mir gerade selber bei.
Bin halt beruflich ziemlich in Projekte eingebunden. Mir fehlt schlicht
weg die Zeit.
Aber sehr aufschlussreich Dein Text. Danke.
Ich habe Cree XM-L auf einem Stern 3.6V RGBW LEDs. Jeder Kanal braucht
anhand dem Datenblatt von Cree min 350mA und max. 1000mA.
Diese sind auf Plus (Anode?) geschaltet und haben gemeinsames GND
(Kathode?).
Das der BS170 keine 800mA schalten kann ist mir klar. Habe ihn hier
getestet. Das Licht leuchtet schwach. Aber mal mehr als mit den 40mA aus
dem Driver. :D
Um das Registerbit auf dem PCA9685 auf "1" zu setzen muss ich da an die
Firmware ran oder geht das auch mit einer Lötstelle etc. auf dem Modul?
Werde mir das Datenblatt nochmal zu Gemüte führen.
Cornix Shelford schrieb:> Das der BS170 keine 800mA schalten kann ist mir klar. Habe ihn hier> getestet. Das Licht leuchtet schwach.
Mit oder ohne Vorwiderstand?
Harald W. schrieb:> Cornix Shelford schrieb:>>> Das der BS170 keine 800mA schalten kann ist mir klar. Habe ihn hier>> getestet. Das Licht leuchtet schwach.>> Mit oder ohne Vorwiderstand?
Ist das eine Trickfrage? ;)
Ohne. Habe bis jetzt keine Widerstände dazwischen.
Da die LED eine gemeinsames GND (Kathode?) haben, benötige ich somit
P-Kanal MOSfet?
Habe nun in einem anderem Thread etwas von dem BC141 gelesen. Dieser
würde meines Verständnisses funktionieren?
@ Cornix Shelford (Gast)
>Ich habe Cree XM-L auf einem Stern 3.6V RGBW LEDs. Jeder Kanal braucht>anhand dem Datenblatt von Cree min 350mA und max. 1000mA.
Die laufen auch mit weniger Strom.
>Diese sind auf Plus (Anode?) geschaltet
Ja, Plus ist die Anode.
> und haben gemeinsames GND (Kathode?).
Auch korrekt. Also brauchst du P-Kanal MOSFETs.
>Das der BS170 keine 800mA schalten kann ist mir klar. Habe ihn hier>getestet. Das Licht leuchtet schwach. Aber mal mehr als mit den 40mA aus>dem Driver. :D
Zufall.
>Um das Registerbit auf dem PCA9685 auf "1" zu setzen muss ich da an die>Firmware ran
Ja.
> oder geht das auch mit einer Lötstelle etc. auf dem Modul?
Nein. Es sei denn, das Bit wird dort schon gesetzt. Wenn nein, kann man
das auch so lassen und statt dessen einen Pull-Up Widerstand von
vielleicht 1-2kOhm vom PCA-Ausgang nach +5V verschalten. Dann geht es
auch ohne das Bit.
@ Cornix Shelford (Gast)
>> Mit oder ohne Vorwiderstand?>Ist das eine Trickfrage? ;)
Nö, die leidvolle Erfahrung des Forums.
>Ohne. Habe bis jetzt keine Widerstände dazwischen.
Schlecht.
>Da die LED eine gemeinsames GND (Kathode?) haben, benötige ich somit>P-Kanal MOSfet?
Ja.
>Habe nun in einem anderem Thread etwas von dem BC141 gelesen. Dieser>würde meines Verständnisses funktionieren?
Nein, denn das ist ein NPN Bipolartransistor.
Siehe Anhang. Den Transistor gibt es hier.
https://www.reichelt.de/IRL-IRFZ-Transistoren/IRLML-2246/3/index.html?ACTION=3&LA=2&ARTICLE=132144&GROUPID=2896&artnr=IRLML+2246&trstct=pol_0
Pass auf, Source geht an +5V!
Cornix Shelford schrieb:> ich möchte das Signal resp. vier PWM Signale von einem 16 Kanal Driver> 3.6V/40mA auf min 500mA - 800mA verstärken.>> # Spezifikation BS170:> # 500mA, 60V, RFS(on) = 5.0 Ohm> #
Und da willst du 800mA durchschicken?
Rechne dir einfach mal die daraus resultierende Verlustleistung aus und
dann guck dir das Gehäuse vom BS170 an - na, was meinst du?
Dazu kommen noch die Umschaltverluste, die proportional zur PWM-Frequenz
sind, aber die scheint hier niemanden zu interessieren. Zwischen einer
490Hz PWM von einem Standard-Arduino und 97kHz von irgendetwas nach Art
eines PCA9633, sind ein "kleiner" Unterschied.
Da werden munter Tips gegeben, ohne überhaupt die Randbedingungen zu
kennen.
@Wolfgang (Gast)
>Dazu kommen noch die Umschaltverluste, die proportional zur PWM-Frequenz>sind, aber die scheint hier niemanden zu interessieren. Zwischen einer>490Hz PWM von einem Standard-Arduino und 97kHz von irgendetwas nach Art>eines PCA9633, sind ein "kleiner" Unterschied.
Er hat aber einen PC9685, der wird EXTERN mit einer PWM-Frequenz im
Bereich 40-1000 Hz versorgt! Nix 97kHz Wahsinn.
Falk B. schrieb:> @ Cornix Shelford (Gast)>>>> Mit oder ohne Vorwiderstand?>>Ist das eine Trickfrage? ;)>> Nö, die leidvolle Erfahrung des Forums.>>>Ohne. Habe bis jetzt keine Widerstände dazwischen.>> Schlecht.>>>Da die LED eine gemeinsames GND (Kathode?) haben, benötige ich somit>>P-Kanal MOSfet?>> Ja.>>>Habe nun in einem anderem Thread etwas von dem BC141 gelesen. Dieser>>würde meines Verständnisses funktionieren?>> Nein, denn das ist ein NPN Bipolartransistor.>> Siehe Anhang. Den Transistor gibt es hier.>> https://www.reichelt.de/IRL-IRFZ-Transistoren/IRLM...>> Pass auf, Source geht an +5V!
Danke für die Tipps. ;)
Ja das Absichern von IC oder Driver ist mir bekannt. Nur habe ich bis
jetzt noch keinen auf die Weise zerschossen .
Ich weiss die hartnäckige Hardware durchaus zu schätzen. Welche Patzer
die einem verzeiht. Haben bis jetzt auf acht RGBW LEDs nur zwei warm
weiss Chips zerstört.
Aber ja, ich gebe Dir recht. Ein Widerstand dazwischen würde nicht weh
tun. Und die Spannungsversorgung der einzelnen RGBW Kanäle müsste auch
noch angepasst werden.
Kann ich die 5V auf Deiner Schaltung durch 3.6V ersetzen mit dem von Dir
vorgeschlagenem MOSfet?
@Cornix Shelford (Gast)
>Aber ja, ich gebe Dir recht. Ein Widerstand dazwischen würde nicht weh>tun. Und die Spannungsversorgung der einzelnen RGBW Kanäle müsste auch>noch angepasst werden.
Das geht so einfach nicht, denn dann passt es mit dem MOSFET und dessen
Ansteuerung nicht mehr.
>Kann ich die 5V auf Deiner Schaltung durch 3.6V ersetzen mit dem von Dir>vorgeschlagenem MOSfet?
Nein, das kannst du nicht, weil dann GAR KEINE Spannung für den
Vorwiderstand übrig bleibt! Siehe LED!!! Selbst mit 5V ist das schon
arg grenzwertig.
Und wenn das Ganze ein gutes Stück solider sein soll, mit gut
definiertem, stabilem LED-Strom, dann brauchst du wie schon mehrfach
gesagt LED-Treiber, bei den Strömen welche auf Schaltreglerbasis mit
PWM-Eingang! Das Problem ist hier aber, daß du RGB-LEDs mit gemeinsamer
Kathode hast, das können nur sehr wenige LED-Treiber. Da muss man den
richtigen erwischen.
Cornix Shelford schrieb:> Bin das Datasheet des IRFZ24N noch mal durchgegangen.
Auch die Gate-Source-Spannung angeschaut?
Der kann bei 3,6V funktionieren, er muss es aber nicht. Ungeeigneter
Typ.
Manfred schrieb:>> Bin das Datasheet des IRFZ24N noch mal durchgegangen.>> Auch die Gate-Source-Spannung angeschaut?>> Der kann bei 3,6V funktionieren, er muss es aber nicht. Ungeeigneter> Typ.
Der IRFZ24 schaltet immerhin 17A. Wenn er nur 0,5A schalten muss,
ist die Wahrscheinlichkeit gross, das das dann auch mit etwas
geringerer Ugs funktioniert.
Harald W. schrieb:> Der IRFZ24 schaltet immerhin 17A. Wenn er nur 0,5A schalten muss,> ist die Wahrscheinlichkeit gross, das das dann auch mit etwas> geringerer Ugs funktioniert.
Aber nicht, wenn:
Cornix Shelford schrieb:> Source geht auf einen Kanal der RGBW Led.
Dann kann er auch einen Stinknormalen BC639 nehmen, die Last an den
Emitter hängen. Dann bleiben von seinen 3.6V noch ca.3V für die LED
übrig.
Warum hier mit MOSFETs hantieren, wo niemand weis, ob es am ende
funktioniert? BC640 sollte doch gut gehen hierfür (PNP: Emitter von Plus
"kommend", RGBW Streifen an den Kollektor, ander Beim vom Streifen auf
Masse, Basis über Rv an den PCA.)
Äxl (geloescht) schrieb:> Warum hier mit MOSFETs hantieren, wo niemand weis, ob es am ende> funktioniert?
Sehe ich auch so, aber BJTs gelten ja heutzutage als veraltet.
@Äxl (geloescht) (Gast)
>Dann kann er auch einen Stinknormalen BC639 nehmen, die Last an den>Emitter hängen. Dann bleiben von seinen 3.6V noch ca.3V für die LED>übrig.
Klar, das ist ja auch optimal für eine 3,3V Power-LED.
[ ] Du hast Ahnung von Elektronik und LEDs.
