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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Powerleds dimmen - wie und mit was?


Autor: Dierk (Gast)
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Hallo,

ich möchte die neue Generation der 3 Watt Highpower-Leds einsetzen und 
das Licht (und Strombedarf) dabei in mehreren Schritten oder stufenlos 
dimmen. Energiequelle wird ein Akku sein, daher kommt es mir auf einen 
effizienten Stromtreiber an.

Ist es besser, die Led hochfrequent zu pulsen, um sie zu dimmen? Wie 
hoch sollte die Frequenz idealerweise bei 50% Licht sein? Wäre bei 100% 
Licht eine Ansteuerung mit sehr kurzen, gepulsten Spitzenströmen 
jenseits der Spezifikation für Dauerbetrieb sogar noch effizienter? Also 
statt 3,7 Volt Gleichspannung bei ca. 1000 mAh Dauerstrom, z.B. 1500 mAh 
für ein paar Mikrosekunden mit anschließender Pause?

Oder ist es einfacher und stromsparender, einfach nur einen 
Konstantstromtreiber runterzuregeln, um zu dimmen?

Grüße,
Dierk

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
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Kommt darauf an.
Beim Pulsen mit hohen Strömen läuft die LED halt immer in einem Bereich 
mit schlechtem Wirkungsgrad. (=> Kennlinie im Datenblatt)

Bei einer normalen Konstantstromquelle wird immer ein Teil der Leistung 
in Wärme umgewandelt, Lösung wäre hier ein Schaltregler als 
Konstantstromquelle (Im Artikel weiter unten...)

Da hängts dann von der Eingangsspannung und dem Wirkungsgrad des 
Wandlers ab, ob das Stromsparender ist als die Variante mit geregltem 
Konstantstrom oder gepulstem Maximalstrom...

Einfach mal alle drei durchrechnen und vergleichen…

Autor: Gast (Gast)
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> Oder ist es einfacher und stromsparender, einfach nur einen
> Konstantstromtreiber runterzuregeln, um zu dimmen?


Bei einer regelbaren Konstantsromquelle ändert sich die Farbe der LED je 
nach Stromstärke. Das sollte man eventuell beachten.


Bei den Autos werden die Rücklichter gepulst. Das scheint also irgend 
ein Vorteil zu haben, sonst würde man das ja nicht machen. Vielleicht 
ist das stromsparender als ein Konstantstrom. D.H. möglicherweise nimmt 
das Auge gepulstes Licht als heller wahr.

Autor: anderer Gast (Gast)
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>Bei den Autos werden die Rücklichter gepulst. Das scheint also irgend
>ein Vorteil zu haben, sonst würde man das ja nicht machen. Vielleicht
>ist das stromsparender als ein Konstantstrom. D.H. möglicherweise nimmt
>das Auge gepulstes Licht als heller wahr.

Als ob irgend ein Autohersteller auf sparen achten würde....
das fällt bei einem Porsche doch nicht ins Gewicht!
Ich denke die machen das um die Autofahrer zu ärgern!

Autor: Sven F. (sven0876)
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sparen würd ich schon sagen bei 100000 autos 1€ gespart pro rückleuchte 
sind 200000€
die masse machts

Autor: Guido Körber (Gast)
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Bei Autos wird das u.a. gemacht um die gleichen LEDs als Rückleuchte und 
Bremslicht verwenden zu können.

Wenn es ein effizienter Regler sein soll:
www.led-there-be-light.de

Autor: J. K. (rooot)
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> 3,7 Volt Gleichspannung bei ca. 1000 mAh Dauerstrom, z.B. 1500 mAh
>für ein paar Mikrosekunden mit anschließender Pause?

bitte auf die Einheite achten!

was sind 1000mAh Dauerstrom?

1500mAh auf 10 µs wären ergäbe einen Strom von 540000000 A (540 MA)

um sich das mal klarzumachen was so ein Buchstabe zu viel (h) ausmachen 
kann!

mfg
J.K

Autor: Karlheinz (Gast)
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> was sind 1000mAh Dauerstrom?

Das ist sowas ähnliches wie in diesen Kommentaren:
http://www.eeepcnews.de/2008/09/23/via-nano-kommt-...
Die Leute dort können nicht zwischen W und Wh unterscheiden.

Autor: Dierk (Gast)
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Hallo,

hm was haltet ihr von

ST 1A step down switching regulator
L4976

das ist zwar keine Konstantstromquelle... dafür soll es 95% effizient 
sein
für den Betrieb mit 1000 - 1200 mA darf laut LED-Datenblatt die Spannung 
typisch etwa 3,7 bis 3,8 Volt betragen (die Temperaturkompensation jetzt 
mal außer acht lassend). Maximales Rating wären 1,5 A bei typisch 3,85 
Volt.

die Spannung (und damit indirekt den Strom) könnte man über einen 
Spannungsteiler an Pin 8 (FB) einstellen, und so die LED dimmen

wenn ich den Spannungsteiler mit einem Poti so dimensioniere, dass die 
Spannung 3,7 Volt nicht übersteigt, müsste doch (da die LED noch 0,15 V 
"Reserve" hat) alles noch im grünen Bereich bleiben?  Der typische 
Temperaturkoeffizient ist -2 mV/°C, das gilt zumindest für den Bereich 
zwischen 25°C und 110°C, d.h. ich hätte 75°C Reserve? Könnte das 
funktionieren? Ich habe nichts vergleichbares mit 95% Effizienz bei den 
Konstantsstromquellen gefunden.

Ich möchte das mit einer K2 Led LXK2-PWN4-V00 kombinieren (120 lumen bei 
1 A, 140 lumen bei 1,5 A)

sinkt der Strom von 1 A auf 0,4 A, leuchtet die Led nur noch halb so 
hell, bei 0,2 A ein Drittel so hell. 0,2 A sollen typisch bei 3,3 Volt 
forward current fließen...

steigt der Strom auf 1,5 A, leuchtet die Led 1,3 mal heller als typisch.

Neutral White Min forward voltage 2.79 typical 3.42 maximal 4.23

leider braucht der Wandler mind. 8 V für Vin
kann dafür aber runter bis zu 3,3 V für Vout (=Lampe nur 1/3 der 
Maximalhelligkeit) und kann typisch 1 A abgeben (maximal ca. 2 A bis zum 
internen Limit).

hm, ich könnte das Ganze noch mit 2 Lithiumzellen seriell versorgen...

ist das für ein Bastelprojekt realisierbar?

habt ihr Tipps für Konstantstromquellen-ICs?

ich habe noch den Maxims 774CPA gefunden, der braucht aber noch einen 
externen p-channel Mosfet und ist nur zu 85% effizient.

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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Vergiß die normalen Schaltregler mit Spannungsregelung.
In der Regel sind die VREFs so hoch, daß Du mit dem Strom durch die LED 
und den Shunt Probleme bekommst. Es gibt spezielle Schaltregler zum 
Ansteuern von LEDs, die auf einen Strom programmierbar sind und schnell 
ein/aus geschaltet werden können für einen PWM.

MAX16818 ist evtl. ein Ansatz, wenn es denn lieferbar ist.

AMC7150 ... wird wohl nicht lieferbar sein (außer in China).

LT3474 erzeugt quasi fest 1A Strom durch die LED.

Evtl. kann PRxxxx auch helfen....

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
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Du kannst statt eines speziellen Schaltregler-ICs auch einfach einen µC 
einsetzen.
Die Regelschleife läuft dann zwar über ADC->Software->PWM, und ist recht 
träge. Aber die Last ist ja bekannt, und große Lastsprünge zum ausregeln 
sind auch nicht zu erwarten.
Die neueren AVRs haben auch noch einen ×20 Verstärker für den ADC, der 
Shunt zum Strommessen kann also auch klein ausfallen.

Eine exp-Kennlinie für deine LED kann das Teil noch nebenbei anwenden 
(=> LED-Fading), oder evtl eine Temperatur-Überwachung, wenn noch 
ein  Pin frei ist.

Und billiger ist's vermutlich auch noch.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Es gibt spezielle Schaltregler zum
>Ansteuern von LEDs, die auf einen Strom programmierbar sind und schnell
>ein/aus geschaltet werden können für einen PWM.

Ist das ganze Vorhaben nicht eher Unsinn??

Wozu soll ich einen Schaltregler verwenden, der per PWM einen konstanten 
Strom treibt und zu dessen Ausführung eine Referenzspannung braucht.

Warum muss jetzt diese PWM per PWM "gedimmt" werden, wenn die 
Referenzspannung (also der Sollstrom) einfach verändert werden kann...?

Autor: JojoS (Gast)
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in einer der letzten ElektronikPraxis Hefte gab es einen interessanten 
Artikel dazu: 
http://www.elektronikpraxis.vogel.de/index.cfm?pid...
Basiert auf einem LM3406 als Beispiel für eine Zweidraht Steuerung. 
Andere LED Treiber arbeiten mit einem hochfrequenten Schalter für die 
Stromregelung und schalten den in einem langsameren Verhältnis zum 
Dimmen. Da gibt es bei Zetex gute Application Notes, z.B. zum Treiber 
ZXLD1362. Ich vermute auch mal das dieser Treiber (oder der 'kleinere' 
ZXLD1360) im LED-Warrior steckt. Diesen Treiber gibts rel. günstig 
gegenüber den LT, LM und Max ICs. Habe den zum Spielen hier liegen und 
wollte am Wochenende auch mal ein paar LEDs damit grillen.

Autor: Guido Körber (Gast)
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Ja, im LED-Warrior01 steckt Zetex. Die haben momentan in diesem Bereich 
die besten Reglerchips mit nur 100mV Feedback Spannung, dadurch bleibt 
nur wenig Leistung im Shunt hängen.

Die in den Datenblättern zu den Reglerchips angegebenen Daten zur 
Effizienz sind aber mit Vorsicht zu genießen, da werden die maximalen 
Effizienzwerte angegeben, die nur in einem bestimmten Betriebsbereich 
erzielt werden, dazu kommt dann noch, dass man so einen Reglerchip ohne 
richtiges Platinenlayout nie in diesen Bereich bekommt.

Mit dem LED-Warrior01 können wir teilweise 96% und besser erreichen, 
aber nur in einem ganz schmalen Bereich für das Verhältnis von 
Eingangsspannung, Ausgangsspannung und Last. Typischer sind Werte um 
90%, bei kleinen Lasten um 80%.

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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Matthias Lipinsky wrote:

> Wozu soll ich einen Schaltregler verwenden, der per PWM einen konstanten
> Strom treibt und zu dessen Ausführung eine Referenzspannung braucht.
>
> Warum muss jetzt diese PWM per PWM "gedimmt" werden, wenn die
> Referenzspannung (also der Sollstrom) einfach verändert werden kann...?

Hatten wir schon mehrfach:

Die Helligkeit von LEDs sollte per PWM geregelt werden um die Farbe 
nicht zu ändern.

Ein Schaltregler arbeitet nicht immer per PWM (eher selten), sondern 
nutzt eine Spule um die Energie zu transformieren....

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Bernd Rüter (bigwumpus)

>Ein Schaltregler arbeitet nicht immer per PWM (eher selten),

Oh doch, sehr oft.

> sondern nutzt eine Spule um die Energie zu transformieren....

Das kann sie aber nicht ohne PWM vom Schalttransistor ;-)
Ein Schaltnetzteil glättet die PWM durch einen LC-Filter. Eine normale 
PWM geht direkt auf den Verbraucher, und schaltet diesen digital. Die 
Filterung wird durch thermische Trägheit (Heizung), optische Trägheit 
(Auge) oder wasauchimmer defakto erzielt.

MFG
Falk

Autor: Thomas B. (yahp) Benutzerseite
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Guido Körber wrote:

> Wenn es ein effizienter Regler sein soll:
> www.led-there-be-light.de

Nur um es richtig zu verstehen:

"Die Module werden in Boxen zu je 30 Stück geliefert."

Heißt das jetzt, dass man mindestens für 300 Euro solche Tierchen 
bestellen muss?

Autor: Guido Körber (Gast)
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Das ist lediglich der Hinweis auf die Verpackungseinheit, woraus sich 
die Preissprünge in der Liste erklären.

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