Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LEDs mit PWM-Spannung versorgen


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von Karl-Alfred Römer (Gast)


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Hallo zusammen,

hätte mal ein Frägelchen:

Wenn ich eine 2V-20mA-LED an einer 3V Batterie betreibe, brauche
ich eine Vorwiderstand von 50 Ohm Vorwiderstand.  Dabei würde ich
ein Drittel der Leistung im Vorwiderstand verbraten.

Angenommen ich würde die gleiche LED gerne an einer 12V Batterie
betreiben, bräuchte ich einen Widerstand von 550 Ohm. Nun würden
über 90% der Leistung im Vorwiderstand verbraten.

Was wäre, wenn ich der LED nun ein PWM-Signal gebe mit einem 
Taktungsverhältnis von 1:10 mit sagen wir 1000 Hz.(Eine Zeiteinheit
12V und 10 Zeiteinheiten mit 0V)  Müsste ich diese PWM-Spannung
zuerst glätten oder könnte ich die sofort auf meine LED mit dem
50 Ohm Vorwiderstand loslassen ohne die LED zu riskieren?

Danke für Eure Hilfe und viele Grüße
Karl

: Verschoben durch Moderator
von Igor M. (bastel-wastel)


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Schau ins Datenblatt, wie hoch der Peak-Current ist. Nach diesem wählst 
du deinen Vorwiderstand aus. Danach kannst du ausrechen wie hoch dein 
PWM-Aussteuerungsgrad sein darf, damit die maximale gemittelte Leistung 
an der LED nicht überschritten wird.

von Jürgen S. (starblue) Benutzerseite


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Solange du da keinen Schaltregler einbaust oder mehrere LEDs in Reihe 
schaltest, wirst du deine Verluste nicht verringern.

Jürgen

von Igor M. (bastel-wastel)


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ein bisschen vielleich (Dioden-Kennlinie)

von Christian (Gast)


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Versorg am Besten die LED mit Konstantstrom...
Schaltregler + ( Sense-R auf OP an Feedback-PIN vom Schaltregler) + PWM 
über MOSFET (in Reihe zur Diode)

Gruß,
Christian

von Karl-Alfred Römer (Gast)


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Danke für eure Antworten.

Hatte mir überlegt, das PWM mit dem Mega8 zu machen, und dann hinten
eine Art Frequenzweichen-Tiefpass anzuhängen. Spule in Reihe und
Kondensator parallel. Ich hatte halt gehofft, dass ich mir die teuren
Bauteile für den Tiefpass sparen könnte.

Daran gleich zwei Anschlussfragen:
1. Die Frequenzweichen für Lautsprecher werden ja auf die
Lautsprecherimpedanz abgestimmt. (8 oder 4 Ohm)

Dann müsste ich meinen Tiefpass ja auch auf den Vorwiderstand der
LEDs abstimmen, nech wohr?

2. Habe leider keine Datenblätter zu den LEDs. Sind halt handels-
übliche gelbe 5mm LEDs. Wieviel mal höher als die Standardstromstärke
ist denn üblicherweise die Peak-Stromstärke?

Danke nochmals

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Karl-Alfred Römer wrote:
> 1. Die Frequenzweichen für Lautsprecher werden ja auf die
> Lautsprecherimpedanz abgestimmt. (8 oder 4 Ohm)
>
> Dann müsste ich meinen Tiefpass ja auch auf den Vorwiderstand der
> LEDs abstimmen, nech wohr?

Wenn du einen Schaltregeler baust, was du mit PWM, Spule und Diode 
effektiv machst, dann brauchst du keinen Vorwiderstand mehr.

Im Übrigen ist eine Spule + Kondensator sicherlich billiger als eine 
Frequenzweiche für Lautsprecher.

> 2. Habe leider keine Datenblätter zu den LEDs. Sind halt handels-
> übliche gelbe 5mm LEDs. Wieviel mal höher als die Standardstromstärke
> ist denn üblicherweise die Peak-Stromstärke?

Such dir einfach ein Datenblatt von ähnlichen Leds raus und schau dort 
nach. Aus dem Bauch heraus würde ich sagen Faktor 50.
Das ist aber bei einem Schaltregler nicht relevant, da sie dort mit 
Gleichstrom betrieben werden.

von Gast (Gast)


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Sowas gibts auch fertig für wenig Geld, zb. PR4401/4402 bei Reichelt für 
60 Cent (bis 5V Eingangsspannung) oder auch SP6691 (z.B. Farnell) bis 
13V...gibts haufenweise Varianten von vielen Herstellern, such dir 
einfach die passende raus.

von fragjanur (Gast)


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Gast schrieb:
> Sowas gibts auch fertig für wenig Geld, zb. PR4401/4402 bei Reichelt für
> 60 Cent (bis 5V Eingangsspannung)

ähhh, die kosten jetzt z.B. bei ebay 5,97 €
https://www.ebay.de/itm/383185984369

Gibt´s dazu auch eine günstigere Schaltung für den Selbstbau mit 
diskreten Teilen, die man mit einem PWM-Signal von einem Mikrocontroller 
ansteuern kann ?

von fragjanur (Gast)


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wenn man LEDs mit kurzen Impulsen hoher Stromstärke betreibt, sollten 
die Bursts bei gleichem Durchscnittsstrom doch heller sein und damit 
eine grössere Reichweite haben als solche mit längeren Impulsen bei 
geringerer Stromimpulsstärke, oder ?

von Peter M. (r2d3)


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Sind Dir € 0,67 pro Stück immer noch zu teuer?

https://www.reichelt.de/0-9-v-boost-led-treiber-500-khz-20-ma-sot-23-3-pr-4401-p78445.html?&nbc=1

Du brauchst noch eine kleine Spule dazu. Ich wüsste nicht, wie Du das 
billiger hinbekommen könntest.

: Bearbeitet durch User
von fragjanur (Gast)


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Peter M. schrieb:
> Sind Dir € 0,67 pro Stück immer noch zu teuer?
>
> 
https://www.reichelt.de/0-9-v-boost-led-treiber-500-khz-20-ma-sot-23-3-pr-4401-p78445.html?&nbc=1

Danke für den Link, der Preis istok,. das sind ja unglaubliche 
Unterschiede !

Es bleibt noch die Frage aus dem vorletzen Beitrag, ob kurze Pulse bei 
gleichem Durchschnittsstrom eine grössere Reichweite haben als längere 
Pulse mit geringerem Pulsstrom.

von Peter M. (r2d3)


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fragjanur schrieb:
> Es bleibt noch die Frage aus dem vorletzen Beitrag, ob kurze Pulse bei
> gleichem Durchschnittsstrom eine grössere Reichweite haben als längere
> Pulse mit geringerem Pulsstrom.

Was meinst Du mit "grösserer Reichweite"?
Bei höherem Strom steigt die abgegebene Leistung. Es steigt auch die 
Lichtausbeute.

Ich kenne Deine Anwendung nicht - bei angemessener Frequenz integriert 
das Auge über den Helligkeitsverlauf. Du gewinnst nichts.
Gepulster höhere Strom ist ineffizienter - schau Dir den Verlauf z.B. im 
Datenblatt der Cree XM-L an.
Je nach Anwendung kann pulsen von Konstantstrom trotzdem sinnvoller sein 
als Stromregulierung.

von fragjanur (Gast)


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Peter M. schrieb:
> Was meinst Du mit "grösserer Reichweite"?

ich meine, wenn auf der Gegenseite z.B. eine Fotodiode sitzt.
Interessant wäre auch, wie ein menschliches Auge die verschiedenartigen 
Pulse     (kürzer & intensiver vs. länger & weniger intensiv) bzgl. 
Helligkeit wahrnimmt.

von Manfred (Gast)


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fragjanur schrieb:
>> Sowas gibts auch fertig für wenig Geld, zb. PR4401/4402 bei Reichelt für
>> 60 Cent (bis 5V Eingangsspannung)
>
> ähhh, die kosten jetzt z.B. bei ebay 5,97 €

Kasper  (Anhang!)

von fragjanur (Gast)


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Manfred schrieb:
> Kasper  (Anhang!)

Guten Morgen !  :-)))

von Wolfgang (Gast)


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Karl-Alfred Römer schrieb:
> Was wäre, wenn ich der LED nun ein PWM-Signal gebe mit einem
> Taktungsverhältnis von 1:10 mit sagen wir 1000 Hz.(Eine Zeiteinheit
> 12V und 10 Zeiteinheiten mit 0V)

Ein geeigneter Step-Down-Wandler tut das für dich inklusive Glättung, 
wenn auch mit höherer Frequenz. Bei geeigneter Beschaltung regelt er dir 
direkt den Strom durch die Diode. Mit einem MP2315 könntest du einen 
Spannungsbereich von etwa 4.5 bis 24V abdecken und hättest bei 20mA 
einen Wirkungsgrad von 78 .. 87%. Die Spannungsabfall am Widerstand läge 
bei 0.8V

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