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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LED Konstantstromquelle mit PWM


Autor: Roy ........ (royw)
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Hallo ihr ,

ich hoffe ihr könnt mir weiter helfen...

Mein Problem ist, das ich eine (oder auch 2) LEDs an einer 
Versorgungsspannung von 5-30V betreiben will.
Der Strom sollte somit auf 10-20mA begrenzt werden.
Erschwerend kommt hinzu, das ich keine große Wärme erzeugen darf und 
nicht viel Platz habe.

Also suche ich ein IC der den Strom der LED mittels Shunt-R misst und 
dann per PWM die LED ansteuert.

Ist euch sowas schon begegnet ?
Mein Platz dafür ist ungefähr 1cm2 (eher weniger).

Ich hoffe das es in der großen weiten Welt sowas gibt.

Danke für eure Mühe

Roy

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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1)
>Der Strom sollte somit auf 10-20mA begrenzt werden.
>Variablel oder fest eingestellt?

=> Wenn konstant dann passt das, sonst gehe zu 2)

2)
>keine große Wärme erzeugen darf

30V @ 20mA ergeben 0,6W Verlustleistung.

=> zuviel? dann weiter zu 3) Sonst: Konstantstromquelle mit BF245C oder
   Kollektorschaltung mit Ub=konstant.


3)
Du brauchst einen Schaltregler.
>ein Platz dafür ist ungefähr 1cm2 (eher weniger).

Vergiss es.

Autor: Martin Laabs (mla)
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Man kann LEDs mit einem Vielfachen ihres Nennestromes betreiben wenn der 
Durchschnittswert des erlaubten Nennestromes nicht überschritten wird. 
Die Effizienz stink dadurch nur ein wenig. (Höhere Flussspannung)
Wenn Du also einen kleinen Vorwiderstand und einem kleinen PWM-Generator 
(NE555, Astabilber Multivibrator o.ä.) verwendest kannst Du Dir so die 
(u.U. große) Spule sparen.

Viele Grüße,
 Martin L.

Autor: yalu (Gast)
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Ein Schaltregler-IC wie der LTC3642 im DFN-Gehäuse belegt 9mm². Dazu
kommen eine Induktivität mit etwa 7mm², ein Widerstand und zwei
Kondensatoren mit je 2mm² und ca. 10mm² für Leiterbahnen, macht zusammen
32mm². Damit findet die Schaltung sogar dreimal auf der zur Verfügung
stehenden Fläche Platz. Die passiven Bauteile gibt es teilweise auch
noch in kleiner. Oder habe ich etwas vergessen?

Autor: Wolf (Gast)
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Ja, die Höhe ist interessant. Grundfläche ist nicht Alles im All.

Autor: yalu (Gast)
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Klar, wenn die Teile gestapelt und hochkant montiert werden dürfen,
reduziert sich die benötigte Grundfläche nochmals um den Faktor 3 ;-)

Autor: Roy ........ (royw)
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Vielen Dank für eure Gedanken.

Der LTC3642 sieht schon garnicht so schlecht aus.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Matthias Lipinsky (lippy)

>30V @ 20mA ergeben 0,6W Verlustleistung.

Wenn der OP mit 10mA zufriende ist, sind es nur noch 300mW. Das pckt ein 
TO92 Gehäuse gerade so.

>=> zuviel? dann weiter zu 3) Sonst: Konstantstromquelle mit BF245C oder
>   Kollektorschaltung mit Ub=konstant.

Mit der Kollektorschaltung hast wol ein ganz besonderes Verhältnis, was? 
;-)

>>ein Platz dafür ist ungefähr 1cm2 (eher weniger).

>Vergiss es.

Nanana, mal nicht so voreilig die Flinte ins Korn werfen.
Siehe Anhang.

MFG
Falk

P S Wenn jemand einen JFET im SOT223 Gehäuse oder ähnlich kennt könnte 
man das auch mit 600mW schaffen.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Mit der Kollektorschaltung hast wol ein ganz besonderes Verhältnis, was?

Leugnen ist wohl zwecklos?


>>Vergiss es.
>Nanana, mal nicht so voreilig die Flinte ins Korn werfen.
>Siehe Anhang.

Das vergiss es war für den Schaltregler gemeint.


>sind es nur noch 300mW.

Tatsächlich: 600mW durch zwei sind 300mW...

;-)

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Matthias Lipinsky (lippy)

>Das vergiss es war für den Schaltregler gemeint.

Und selbst das ist nicht haltbar. Schaltregler gibt es im SOT23 mit 5 
Pins, dazu noch drei 0805er Bauteile, fertig. Hat dann auch wenig 
Probleme mit der Verlustleistung.

MFG
Falk

Autor: Michael H* (Gast)
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Falk Brunner wrote:
> P S Wenn jemand einen JFET im SOT223 Gehäuse oder ähnlich kennt könnte
> man das auch mit 600mW schaffen.
alt aber verfügbar: BSP295

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Und selbst das ist nicht haltbar. Schaltregler gibt es im SOT23 mit 5
>Pins, dazu noch drei 0805er Bauteile, fertig.

Ich bin wohl nicht mehr so ganz up to date...


>Hat dann auch wenig Probleme mit der Verlustleistung.

Aha...

Autor: Roy ........ (royw)
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@Falk,

vielen Dank für deine Schaltung.
Aber wie anfangs geschrieben , habe ich große Probleme mit der 
Verlustleistung.
Deshalb kommt ein Fet als Linear regler nicht in Frage.

Ich dachte an soetwas ähnliches wie ein Spannungs Frequenz Wandler der 
die Spannung über einem Widerstand misst und dann die LED mittels PWM 
regelt.
Und das ebend sehr klein (SMD SOT223 ö.ä.)

Autor: Michael H* (Gast)
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Roy ........ wrote:
> Ich dachte an soetwas ähnliches wie ein Spannungs Frequenz Wandler der
> die Spannung über einem Widerstand misst und dann die LED mittels PWM
> regelt.
moment... eine PWM hat i.d.R. eine konstante Frequenz. Du verhedderst 
dich da etwas in der Theorie...
Was du suchst, ist ein ganz ordinärer schaltregler, dessen feedback am 
shunt der LED-reihe sitzt. So wie in Konstrantstromquelle, nur 
anstatt des Linearreglers einen Schaltregler:

              Schaltregler      ^^  ^^
           |¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯|    ||  ||
 V_in  o---o  In      Out  o---|>|--|>|--+
           |      FB       |             |
           |_______o_______|            .-.
                   |                    | | R=V_FB/I_LED
                   |                    |_|
                   |                     |
                   +---------------------+
Übrigens: dieser "Schaltregler" ist als Blackbox zu verstehen. Du 
brauchst also schon noch die üblichen Bauteile für einen Schaltregler - 
Induktivität, Kapazität, Schottky, usw.

> Und das ebend sehr klein (SMD SOT223 ö.ä.)
tob dich bei den einschlägigen herstellerkatalogen aus. übrigens ist 
SOT223 RIESIG, wenn man state-of-the-art schaltregler betrachtet.

Autor: Roy ........ (royw)
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Ja ich hab es etwas unglücklich ausgedrückt ...
Also nicht Spannungs - Frequenzwandler sonder besser Spannungs-PWM 
Wandler.
Aber ebend sehr sehr klein muss es werden.

Autor: Michael H* (Gast)
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ich merk grad, dass meine schaltung von oben gar nicht stimmt...
wer den fehler findet, bekommt ein bier von mir gegen abholung ^^

Autor: Roy ........ (royw)
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Im Prinzip sollte es ein "ähnliches" Bauteil wie der HV9911 von Supertex 
sein
( http://www.supertex.com/pdf/datasheets/HV9911.pdf )
Ich hoffe man darf hier URLs senden ...

nur eben für 5..30V und kleinere Bauform.

Mit dem SOT223 lag ich auch falsch ich meinte SC70 (also kleiner als 
SOT23)

Autor: Michael H* (Gast)
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ich kenn die supertex aus eigener erfahrung und hab hier absichtlich 
kein wort darüber verloren. die teile haben dermaßene streuung in den 
parametern, dass du praktisch jede baugruppe einzeln abgleichen musst, 
wenn du einigermaßen genau zustände haben willst.

Autor: yalu (Gast)
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Michael H* schrieb:
> ich merk grad, dass meine schaltung von oben gar nicht stimmt... wer
> den fehler findet, bekommt ein bier von mir gegen abholung ^^

Habe ich gerade Bier gelesen? In welcher Gegend der Welt wohnst du? ;-)

Dass der FB an etwas seltsamer Stelle angeschlossen ist, hat mich schon
vorgestern gewundert. Da aber auch der Masseanschluss fehlt, habe ich
gedacht, die Schaltung ist sowieso nicht zum direkten Nachbau gedacht,
und mir eine entsprechende Senfabgabe verkniffen.

Autor: Michael H* (Gast)
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yalu wrote:
> Habe ich gerade Bier gelesen? In welcher Gegend der Welt wohnst du? ;-)
bier... der heimliche trigger, der immer zieht ^^
ich wohn in der gegend, aus der das beste bier kommt =)

> Dass der FB an etwas seltsamer Stelle angeschlossen ist, hat mich schon
> vorgestern gewundert. Da aber auch der Masseanschluss fehlt, habe ich
genau das ist es. der FB-widerstand hat zwischen masse und leds zu 
hängen, der FB-eingang kommt dann an zwischen leds und widerstand.

gleich noch ein kleiner hinweis: manche schaltregler können mit der 
aufgabe nicht klarkommen, den strom durch so einen nicht-linearen 
"widerstand" (leds) zu regeln. es kann zu schwingungen kommen, die 
natürlich die ganze regelung kaputtmachen.

nachtrag: heute bin ich mal wieder gaaanz nett: MAX1698. mit 
zweiseitiger bestückung kommt man auch auf eine kleine fläche dafür.

Autor: Roy ........ (royw)
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MAX1698 geht ja nicht, da Step up ich suche Step down (5V-40V)

Bin schon in Verhandlungen mit Supertex , die haben ein neues Teil in 
Planung.

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