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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik geht das: LED Treiber PWM + KSQ


Autor: Freddy (Gast)
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Hallo Leute,

stehe vor folgendem Problem : Ich muss 8 LED's (5mm; 3,6V; 20mA)
betreiben. So weit so gut, so einfach, aber jetzt kommt das Problem:
die LED's sind fest eingebaut, sprich vergossen und in Reihe geschaltet.
Und einige der LED's leuchten erst, wenn ich mittels "LM317-KSQ" ca. 
80mA durchjage. (vermutlich haben die schon ab Werk nen Schaden gehabt / 
Streuung der Prod!???)
Jetzt ist mir schon klar, dass 80mA auf Dauer gut gehen !

Laut Datenblatt der LED's können diese aber angeblich, wenn per PWM 
angesteuert, bis zu 100 mA ab haben!

Aufgrund dieser Angabe hab ich mir mit Zuhilfenahme der 
www.led-treiber.de - Seiten folgende Schaltung ausgedacht!

Meine Frage an die Profi's : kann das so funktionieren ?

Autor: Sebastian (Gast)
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Der LM317 kann generell als geschaltete Konstantstromquelle benutzt 
werden; man sieht das oft in Ladegeräten. Welche PWM-Frequenz dabei 
zulässig ist, kann ich allerdings nicht sagen. Möglicherweise geht das 
nicht bis in den kHz-Bereich. Es gibt natürlich auch andere Lösungen, 
z.B. ZXLD1350.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Freddy (Gast)

>Meine Frage an die Profi's : kann das so funktionieren ?

Viel zu kmpliziert. Nimm einen NE555 und einen Vorwidertand und gut is.

MFG
Falk

Autor: Freddy (Gast)
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Hi Jungs,
danke für die Antworten !

@ Sebastian :
den LM317 als KSQ hab ich schon öfters benützt, das ist klar,
aber welche Frequenz der ab kann, weiss ich nicht, und habs auch
bisher noch in keinem Datenblatt gefunden!
so wie ichs momentan aufgebaut hab (s.o.) kommen da ca. 180Hz raus
sollte eigentlich reichen -  das menschl. Auge ist dafür ja zu träge!

@ Falk:
welchen Teil hälst du für zu kompliziert ? die PWM Erzeugung oder die 
KSQ ?
klar, eine PWM kann ich auch mit nem NE555 erzeugen, aber die 8 LED's in 
Reihe schafft der nicht ! sind ja immerhin 28,8V allein die am den LED's 
abfallen !

Grüsse
Freddy

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Freddy (Gast)

>den LM317 als KSQ hab ich schon öfters benützt, das ist klar,

Ahhh, KSQ = Konstantstromquelle. Mann, hast du auch den 
Abkürzungsfimmel?

>aber welche Frequenz der ab kann, weiss ich nicht, und habs auch
>bisher noch in keinem Datenblatt gefunden!

Der hat Einschwingzeiten im Bereich von 5us. Heisst Step bzw. Load 
Response.

>so wie ichs momentan aufgebaut hab (s.o.) kommen da ca. 180Hz raus
>sollte eigentlich reichen -  das menschl. Auge ist dafür ja zu träge!

Ja.

>welchen Teil hälst du für zu kompliziert ? die PWM Erzeugung oder die
>KSQ ?

Beides.

>klar, eine PWM kann ich auch mit nem NE555 erzeugen, aber die 8 LED's in
>Reihe schafft der nicht ! sind ja immerhin 28,8V allein die am den LED's
>abfallen !

Kann man in deinem Schaltpplan schwer erkennen ;-)
Und selbst das geht mit dem NE555. Den mit 15V betreiben, eine Z-Diode 
in der Vcc Zuleitung reicht als "Spannungsregler". Der Ausgang hebt die 
Kathode um 15V, damit ist die Flußspannung unterschritten und die LEDs 
verlöschen.

MFG
Falk

Autor: avion23 (Gast)
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>Und einige der LED's leuchten erst, wenn ich mittels "LM317-KSQ" ca.
>80mA durchjage. (vermutlich haben die schon ab Werk nen Schaden gehabt /
>Streuung der Prod!???)

Das ist aber überraschend. Dir ist klar, dass du ungefähr 28,8V + 3,5V = 
32,3V zur Versorgung deiner Schaltung brauchst? Wieso leuchten dann die 
anderen?

>Jetzt ist mir schon klar, dass 80mA auf Dauer gut gehen

<Nicht> gut gehen?

Autor: Freddy (Gast)
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@ Falk:
sorry, was mein Abkürzungswahn angeht, aber ich dachte KSQ für 
Konstantstromquelle ist geläufig, immerhin hab ich das schon in ein paar 
Shops so gelesen ;-)

>Der hat Einschwingzeiten im Bereich von 5us. Heisst Step bzw. Load
>Response.

Das ist eine gute Info, dann weiss ich auf jedenfall, dass ich mit der 
Frequenz im grünen Bereich liege ( und noch etwas Luft nach oben habe 
;-)

>Kann man in deinem Schaltpplan schwer erkennen ;-)

Tja, was das Schaltplanzeichnen in Eagle angeht, bin ich halt noch
Anfänger, das hier ist erst meine 3te Schaltung, aber ich geb mir
Mühe, das ganze übersichtlicher zu gestalten !

>Und selbst das geht mit dem NE555. Den mit 15V betreiben, eine Z-Diode
>in der Vcc Zuleitung reicht als "Spannungsregler". Der Ausgang hebt die
>Kathode um 15V, damit ist die Flußspannung unterschritten und die LEDs
>verlöschen.

OK, hiermit stellst du mich nun bloß, das versteh ich nicht !
PWM mit nem NE555 würde ich wie hier beschrieben : 
http://www.domnick-elektronik.de/elek555.htm  machen ! Dann habe ich am 
Pin 3 des 555 ein PWM Signal mit 15V... und dann ??? wie kommt da die 
Z-Diode ein, und was macht die genau, um irgendwoher noch die anderen 
15V zu bekommen ?


@avion23:
das mit den inges. knapp 33V ist mir klar... die bekomm ich auch
hin, fließt ja kein hoher Strom

>>Jetzt ist mir schon klar, dass 80mA auf Dauer gut gehen
>Nicht> gut gehen?

stimmt, da hab ich wohl im meinem "Abkürzungswahn" ein ganzes Wort 
vergessen ;-)

Grüsse
Freddy

Autor: Falk Brunner (falk)
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Etwa so.

Autor: Freddy (Gast)
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@Falk:
danke erstmal, eigentlich recht simpel, wobei ich noch nicht genau 
verstehe, was/wie da bei der "Spannungsanhebung" passiert!

Aber woher weiss ich jetzt wieviel mA durch die LED's fließen ?

Wie oben in meinem ersten Post erwähnt, müsste ich ca. 80mA pwm auf die 
LED's loslassen !

Grüsse
freddy

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Freddy (Gast)

>Aber woher weiss ich jetzt wieviel mA durch die LED's fließen ?

Ohmsches Gesetz. Siehe LED.

>Wie oben in meinem ersten Post erwähnt, müsste ich ca. 80mA pwm auf die
>LED's loslassen !

R2 ist auf ~20mA dimensioniert.

MFG
Falk

Autor: Freddy (Gast)
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>Ohmsches Gesetz. Siehe LED.

>R2 ist auf ~20mA dimensioniert.

Oh man bin ich blöd... natürlich.... vielen Dank Falk,
werd mich jetzt am WE (ähm sorry, schon wieder diese Abkürzugen ;-) ich 
meinte natrülich am WochenEnde) , mal dran machen das ganze aufzubauen 
und zu testen

Grüsse
Freddy

Autor: Freddy (Gast)
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ich nochmal ---- also für dieses Wochenende hat sich die Sache erstmal 
erledigt!

hab leider keine 20V Z-Diode !  ( von 2,4V bis 15V ist so gut wie alles 
da, und dann noch eine Tüte mit 35V )
-> ich glaub kaum, dass ich eine 15er und 5er parallel schalten kann 
!!!???

werd mich dann vorerst mal wieder an meiner ersten Idee widmen, die ist 
soweit aufgebaut und läuft, einzig das pwm - Signal gefällt mir noch 
nicht,
denn es wird (nachm BUZ11) nicht sauber auf 0 gezogen !?

( R6 hab ich bereits gegen einen kleineren (3,3k) ausgetauscht und die 
TestLED mit Vorwiderstand ist auch raus! )

greets
Freddy

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Freddy (Gast)

>hab leider keine 20V Z-Diode !  ( von 2,4V bis 15V ist so gut wie alles
>da, und dann noch eine Tüte mit 35V )
>-> ich glaub kaum, dass ich eine 15er und 5er parallel schalten kann
>!!!???

Aber in REIHE!!

Ohhh Mann!!!

Autor: Freddy (Gast)
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:-)  .... OK in Reihe hab ich auch gemeint, aber nicht geglaubt, dass es 
geht, denn wie oben schon angedeutet, hab ich mit Z-Dioden noch so gut 
wie keine Erfahrung...

aber langsam dämmerts .... ;)

bin ja lernwillig !

Gruss
Freddy

Autor: z_diode (Gast)
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nabend,

naja, aber wenn man nen größeren Spannungsabfall will, sollte man nicht 
auf die Idee kommen, dass über ne Parallelschaltung zu fabrizieren, egal 
wie wenig man über Z-Dioden weiß...

Beispiel Standard-Diode: wie würdest du da einen Spannungsabfall von 1,4 
V erzeugen wollen? Kleiner Tipp: Eine Diode hat einen Spannungsabfall 
von 0.7 V....

Dioden kennnst du schon, oder? ;-)

Autor: Freddy (Gast)
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>@ z-diode :
>klar kenn ich Dioden.... noch aus meinem Kosmos Kasten ;-)  da gabs sogar 
>2erlei, Germanium und Silizium Dioden ...

>>aber jetzt wieder zurück zum Thema :

mein "quick&dirty" Nachbau von Falks Vorschlag ging in die Hose... hat 
nicht
geklappt, ABER da mein Aufbau mit dem LM339 soweit funktioniert ( siehe 
erstes Post ganz oben) werd ich nicht weiter nach Fehler suchen, sondern 
mit meinem PWM-Erzeuger weitermachen:

Folgendes Problem zeigt sich nun: laut meinem "antiken" Fluke 99 sperrt 
der BUZ11 nie ganz !  (s. angehängte Skizze, die ich gerade ausm Kopf 
nachgezeichnet habe!) Woran liegt das ?

Desweiteren stellt sich mir nach wie vor die Frage, kann / darf ich 
überhaupt die LED's wie oben beschrieben, per PWM mit ca. 80 mA 
betreiben, ohne dafür viel an Lebensdauer einzubüsen ?

Beim Aufbau wie oben bei meinem ersten Post gezeigt, läuft zwar aber die 
LED's werden warm, für mein Gefühl zu warm ! (man kann Sie aber trotzdem 
noch anfassen !)  Gibt es da vielleicht einen Zusammenhang mit dem nicht 
ganz sperrenden BUZ11 ?

Grüsse
Freddy

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Freddy (Gast)

>mein "quick&dirty" Nachbau von Falks Vorschlag ging in die Hose... hat
>nicht
>geklappt,


So ne einfache Schaltung. Hmmm.

>Folgendes Problem zeigt sich nun: laut meinem "antiken" Fluke 99 sperrt
>der BUZ11 nie ganz !  (s. angehängte Skizze, die ich gerade ausm Kopf
>nachgezeichnet habe!) Woran liegt das ?

Doch, er sperrt sehr gut, dann liegen nämlich 30V am Drain. Er leitet 
nur nuícht sonderlich gut, weil der Komparator einen Open Drain Ausgang 
hat, und nur die 10K den BUZ Aufsteuern.
Ach ja, wenn Ub 30V oder so beträgt, mach das der BUZ nicht sehr lange, 
der darf nämlich max. 20V am Gate sehen, und bei MOSFETS sollte man das 
ernst nehmen.

>Desweiteren stellt sich mir nach wie vor die Frage, kann / darf ich
>überhaupt die LED's wie oben beschrieben, per PWM mit ca. 80 mA
>betreiben, ohne dafür viel an Lebensdauer einzubüsen ?

Nein.

>Beim Aufbau wie oben bei meinem ersten Post gezeigt, läuft zwar aber die
>LED's werden warm, für mein Gefühl zu warm ! (man kann Sie aber trotzdem
>noch anfassen !)  Gibt es da vielleicht einen Zusammenhang mit dem nicht
>ganz sperrenden BUZ11 ?

Nöö, ich tippe eher darauf, dass deine komischen LEDs nen Treffer haben.

MFG
Falk

Autor: Freddy (Gast)
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>>... hat nicht geklappt...

>So ne einfache Schaltung. Hmmm.
ich weiss, eigentlich bedenklich, aber wie gesagt, war ein 
"Schnellaufbau" z.T. frei verdrahtet...

>Doch, er sperrt sehr gut, dann liegen nämlich 30V am Drain. Er leitet
>nur nícht sonderlich gut, weil der Komparator einen Open Drain Ausgang
>hat, und nur die 10K den BUZ Aufsteuern.
>Ach ja, wenn Ub 30V oder so beträgt, mach das der BUZ nicht sehr lange,
>der darf nämlich max. 20V am Gate sehen, und bei MOSFETS sollte man das
>ernst nehmen.

OK das mit dem Sperren und Leiten, war ein Denkfehler von mir!
auch habe ich bereits die 10k am BUZ auf 3,3k reduziert ( und die 
TestLED mit deren Vorwiderstand ist ebenfalls weg)... trotzdem leitet 
der BUZ nicht voll.. sollte ich mit dem Vorwiderstand weiter runter ? 
Wenn ja wieweit ?


>>Desweiteren stellt sich mir nach wie vor die Frage, kann / darf ich
>>überhaupt die LED's wie oben beschrieben, per PWM mit ca. 80 mA
>>betreiben, ohne dafür viel an Lebensdauer einzubüsen ?
>Nein.

Wie nein ? meinst du das verkürzt die Lebensdauer massiv ?
Schließlich steht ja im Datenblatt der LEDs :
_PULSE CURRENT (1/10 DUTY, 0.1 mS PULSE WIDTH)--------100mA_
daraus schließe ich dass die LED's das abkönnen müssen, bei gleicher 
Lebensdauer ... oder lieg ich hier (auch) wieder falsch

>>Beim Aufbau wie oben bei meinem ersten Post gezeigt, läuft zwar aber die
>>LED's werden warm, für mein Gefühl zu warm ! (man kann Sie aber trotzdem
>>noch anfassen !)  Gibt es da vielleicht einen Zusammenhang mit dem nicht
>>ganz sperrenden BUZ11 ?

>Nöö, ich tippe eher darauf, dass deine komischen LEDs nen Treffer haben
das glaub ich weniger, dann die LED's an denen ich die Schaltung teste 
sind nicht dieselben wie im "Zielsystem"  sie sind zwar baugleich und 
vom selben Lieferant ( mit derselben Bestellnummer, woraus man aber 
nicht schließen kann, dass sie auch vom selben Chinesen kommen ;-)


Grüsse Freddy

Autor: Andre S. (dg2mmt)
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Freddy wrote:

>>Ach ja, wenn Ub 30V oder so beträgt, mach das der BUZ nicht sehr lange,
>>der darf nämlich max. 20V am Gate sehen, und bei MOSFETS sollte man das
>>ernst nehmen.
>
> OK das mit dem Sperren und Leiten, war ein Denkfehler von mir!
> auch habe ich bereits die 10k am BUZ auf 3,3k reduziert ( und die
> TestLED mit deren Vorwiderstand ist ebenfalls weg)... trotzdem leitet
> der BUZ nicht voll.. sollte ich mit dem Vorwiderstand weiter runter ?
> Wenn ja wieweit ?
Evtl. ist dein FET schon kaputt. Gate-Source-Spannung ist bei dir ja 
nach obigen Angaben deutlich höher als 20 V.

> Wie nein ? meinst du das verkürzt die Lebensdauer massiv ?
> Schließlich steht ja im Datenblatt der LEDs :
> _PULSE CURRENT (1/10 DUTY, 0.1 mS PULSE WIDTH)--------100mA_
> daraus schließe ich dass die LED's das abkönnen müssen, bei gleicher
> Lebensdauer ... oder lieg ich hier (auch) wieder falsch
Bedeutet: 1 kHz PWM Frequenz mit 10% Einschaltdauer.
Entspricht dann ungefähr 100% Einschaltdauer bei 10 mA. (bin mir bei der 
Umrechnung aber nicht ganz sicher)

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Freddy (Gast)

>Wie nein ? meinst du das verkürzt die Lebensdauer massiv ?

Ganz einfach, die Dinger werden massiv altern.

>Schließlich steht ja im Datenblatt der LEDs :
>_PULSE CURRENT (1/10 DUTY, 0.1 mS PULSE WIDTH)--------100mA_
>daraus schließe ich dass die LED's das abkönnen müssen, bei gleicher
>Lebensdauer ... oder lieg ich hier (auch) wieder falsch

Und was bringt es, die Dinger bei 1kHz mit 1/10 Tastverhältnis zu 
betreiben? Damit sind sie real nur 1/10 so hell, gefühlt weniger, siehe 
LED-Fading. Aber da du kein Mulitplexng wie in einer LED-Matrix 
machst, ist es sinnlos, den Pulstrom grösser als den zulässigen 
Dauerstrom zu wählen, weil man ja schleisslich nur von 0..100% dimmen 
will.

>das glaub ich weniger, dann die LED's an denen ich die Schaltung teste
>sind nicht dieselben wie im "Zielsystem"  sie sind zwar baugleich und
>vom selben Lieferant ( mit derselben Bestellnummer, woraus man aber
>nicht schließen kann, dass sie auch vom selben Chinesen kommen ;-)

Ja und? Aber was oll dann das ?

"Und einige der LED's leuchten erst, wenn ich mittels "LM317-KSQ" ca.
80mA durchjage. (vermutlich haben die schon ab Werk nen Schaden gehabt /
Streuung der Prod!???)"

MFG
Falk

P.S. Bau die Schaltung wie ich sie dir gegeben habe und gut.

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