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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Konstantstromquelle


Autor: Andreas Posch (andyp17)
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Hallo Leute!

Ich habe eine Frage: Und zwar benötige ich für den Betrieb von LEDs eine 
Konstantstromquelle. Diese sollte einen weiten Eingangsspannungsbereich 
haben (ca. 20V - 60V). Außerdem (ganz wichtig) sollten die Toleranzen 
sehr gering sein. Was noch dazu kommt: Es dürfen keine Stromunterschiede 
in Abhängigkeit der angeschlossenen notwendigen Flussspannungen 
vorhanden sein. D.h. wenn ich 350mA einstelle, müssen diese da sein, 
egal, ob ich 2 rote oder 10 blaue LEDs anschließe. Ich weiß, dass ein 
paar Toleranzen vorhanden sein werden, aber diese sollten sich in 
Grenzen halten.

Gibt es dazu vielleicht einen fertigen Baustein, der das packt, oder bin 
ich besser dran, wenn ich das ganze diskret aufbaue. Ich hab mal den 
ZETEX ZXLD1356 untersucht - der hat zu große Abweichungen in 
Abhängigkeit der Anzahl der angeschlossenen LEDs.

Ach ja: dimmbar muss die Lösung auch sein. Ideal wäre auch, wenn man den 
Strom einstellen könnte (per uC - muss aber nicht sein).

So, das wars... mehr will ich nicht... :)

Hat vielleicht einer eine Idee??

Vielen Dank - bin echt gespannt auf eure Antworten!

mfg
Andy

: Verschoben durch Admin
Autor: Hans (Gast)
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>Was noch dazu kommt: Es dürfen keine Stromunterschiede
>in Abhängigkeit der angeschlossenen notwendigen Flussspannungen
>vorhanden sein. D.h. wenn ich 350mA einstelle, müssen diese da sein,
>egal, ob ich 2 rote oder 10 blaue LEDs anschließe. Ich weiß, dass ein
>paar Toleranzen vorhanden sein werden, aber diese sollten sich in
>Grenzen halten.

Das ist ja gerade die Eigenschaft einer KSQ, über einen großen 
Spannungs-
bereich einen konstanten Strom liefern.

>Gibt es dazu vielleicht einen fertigen Baustein

EINEN? Wahrscheinlich Hunderte.

Nur ein Beispiel:

http://www.national.com/pf/LM/LM3404.html#Overview

Ein wenig Eigeninitiative könnte nicht schaden.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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So mit Toleranz 0,001 für 92 euro fertig erhältlich.

Autor: Andreas Posch (Gast)
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Ich weiß, dass es da hunderte fertige Lösungen gibt, aber die, die ich 
mir angesehen habe, schwankten ziemlich stark. Z.B. beim Zetex: wenn ich 
nur 2 blaue LEDs angeschlossen habe, hatte ich statt der 350mA ca. 380mA 
und wenn ich 8 LEDs angeschlossen habe, bekam ich 355mA anstatt der 
350mA. D.h. ich bräuchte eine gute Stabilität, egal wieviele LEDs 
dranhängen.

Vielleicht kennt jemand eine Lösung...


lg
Andy

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Hallo Andreas POSCH,

guck doch mal weiter  OBEN was Du bei mir erhalten kannst. Oder kurz: 
Reichen Dir 0,001 an Stabilität??

Autor: Wayne Monga (vibra)
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moin

@Andrew  0,001 ? will ich sehen :-)

versuch es doch mal mit nem Linear Regler zBsp. von Infinion den TLE 
4242G
Ansonsten hilft nur Thermal Management um das Problem der sich ändernden
Flussspannung (Nur echt mit den drei s )in den Griff zu bekommen.

mfg

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Wayne Monga schrieb:
> moin
>
> @Andrew  0,001 ? will ich sehen :-)

Kannst Du gerne vorbeikommen, guckst Du .-)

>
> versuch es doch mal mit nem Linear Regler zBsp. von Infinion den TLE
> 4242G
> Ansonsten hilft nur Thermal Management um das Problem der sich ändernden
> Flussspannung (Nur echt mit den drei s )in den Griff zu bekommen.

Nö, nix thermal managen. Eine gute Konstantstromquelle reicht vollkommen 
aus, die macht das. 1exp-3 ist realistisch.

Autor: Thilo M. (Gast)
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Andrew Taylor schrieb:
> Reichen Dir 0,001 an Stabilität??

0,001 was? Kühe? Ungefähr soviel von einer Kuh hatte ich heute zu 
Mittag. :-P

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Thilo, ist dir 0,1% lieber?

Autor: Wayne Monga (vibra)
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Es bleibt halt immer die Frage ; was will man, was bekommt man, was 
kostet es .

Ich habe jetzt im letzten halben Jahr mehrere Evalutions Boards für 
dimmbare 230V~ Buck/fluss usw. Wandler' Nahmhafter Hersteller ' auf dem 
Tisch gehabt und hatte bei allen die selben Probleme.
1. Optimiert für wenigstens 6 LED :-(
2. Regler wird zu heiss > 70°C (Spule , MosFet ,Diode,IC )
3. Strom durch die Leds steigt mit zunehmender Erwärmung der Leds.


Probleme sind jetzt gelöst und nun gehts ab ins EMV Labor

Autor: Michael (Gast)
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Andreas Posch schrieb:
> Ich weiß, dass es da hunderte fertige Lösungen gibt, aber die, die ich
> mir angesehen habe, schwankten ziemlich stark. Z.B. beim Zetex: wenn ich
> nur 2 blaue LEDs angeschlossen habe, hatte ich statt der 350mA ca. 380mA
> und wenn ich 8 LEDs angeschlossen habe, bekam ich 355mA anstatt der
> 350mA. D.h. ich bräuchte eine gute Stabilität, egal wieviele LEDs
> dranhängen.

Also eine KSQ, die bei 350mA soll zwischen 355mA und 380mA macht ist 
mehr als nur schlecht (das sind ja fast 10% Schwankung). Sowas krieg ich 
ja nicht mal hin wenn ich sie diskret aufbaue mit 08/15 OPs und 
Widerständen aufbaue in einfachstform aufbaue.

Autor: Thilo M. (Gast)
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Simon K. schrieb:
> Thilo, ist dir 0,1% lieber?

Das ist doch das Gleiche.
0,1% von was?

Autor: Michael (Gast)
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Andreas Posch schrieb:
> Ich weiß, dass es da hunderte fertige Lösungen gibt, aber die, die ich
> mir angesehen habe, schwankten ziemlich stark. Z.B. beim Zetex: wenn ich
> nur 2 blaue LEDs angeschlossen habe, hatte ich statt der 350mA ca. 380mA
> und wenn ich 8 LEDs angeschlossen habe, bekam ich 355mA anstatt der
> 350mA. D.h. ich bräuchte eine gute Stabilität, egal wieviele LEDs
> dranhängen.

Also eine KSQ, die 350mA Strom liefern soll und zwischen 355mA und 380mA 
macht (je nach Last) ist mehr als nur schlecht (das sind ja fast 10% 
Schwankung). Sowas krieg ich ja nicht mal hin wenn ich sie diskret 
aufbaue mit 08/15 OPs, Transistor und Widerständen in Einfachstform.

Autor: Michael (Gast)
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Wahrscheinlich vom Zielwert, hier den 350 mA

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Thilo M. schrieb:
> Simon K. schrieb:
>> Thilo, ist dir 0,1% lieber?
>
> Das ist doch das Gleiche.
> 0,1% von was?

Na vom Sollwert des Stromes? ;) Beim 7805 Datenblatt beziehst du die 
Genauigkeit ja auch auf den Sollwert der Spannung.

Autor: Thilo M. (Gast)
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Simon K. schrieb:
> Na vom Sollwert des Stromes? ;) Beim 7805 Datenblatt beziehst du die
> Genauigkeit ja auch auf den Sollwert der Spannung.

Na, das ist ein Wort.
Ich schreibe oft Prüfprogramme für Elektronikbaugruppen, da habe ich 
immer mit den Toleranzen zu kämpfen. Der Eine bezieht sich auf den 
Endwert des Bereiches, der Andere auf den Messwert, wieder Andere 
schlüsseln nach Temperatur- Versorgungsspannungs- und andere Einflüsse 
auf.

Darum mein Misstrauen. ;)
Eine Prozentangabe sagt eben nicht besonders viel aus.

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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Der ZXLD1356 und der LM3404 sind Zweipunktregler, bei denen der Strom
zyklisch zwischen zwei vorgebenen Stromwerten hin und her pendelt. Da
der Schalttransistor im IC nur endlich schnell ist, verschieben sich
diese Grenzen mit dem Tastverhältnis etwas, was zur Folge hat, dass mit
steigender Versorgungsspannung oder geringerer Anzahl von LEDs der
mittlere Strom größer wird.

Diese Ungenauigkeit ist aber für die meisten Anwender dieser ICs aus den
folgenden Gründen von untergeordneter Bedeutung:

- Die Anzahl der LEDs ändert sich normalerweise nicht.
- Die Versorgungsspannung schwankt nur wenig.
- Selbst Stromschwankungen von 10% in den LEDS werden vom Auge praktisch
  nicht als Helligkeitsänderungen wahrgenommen.

Da somit kein großer Bedarf an Präzisionsreglern für LEDs besteht, wird
so etwas auch kaum ein Hersteller anbieten. Wenn doch, wird er sich das
entsprechend bezahlen lassen.

Man kann die Regelgenauigkeit verbessern, wenn man die Induktivität
erhöht. Dadurch wird die Anstiegs- und Abfallgeschwindigkeit des Stroms
reduziert, und die Schaltzeiten fallen weniger ins Gewicht. In den
Diagrammen von Zetex kann man das schön sehen. Eine größere Induktivität
braucht natürlich auch mehr Platz und/oder hat einen größeren Innen-
widerstand, der den Wirkungsgrad verschlechtert.

Alternativ kann man einen Schaltreglerbaustein für Spannungsversorgungen
als Stromregler betreiben. Die meisten ICs dieser Art (aber nicht der
MC34063) sind im Wesentlichen PI-Regler und weisen somit praktisch
keinen länger andauernden Regelfehler auf.

Der Nachteil dieser Regler: Sie sind nicht besonders schnell, so dass
Sprünge in der Versorgungsspannung zu deutlichen Überströmen und damit
auf Dauer zur Schädigung der LEDs führen können. Diese ICs haben zwar
für den eigenen Schutz auch einen schnellen Strombegrenzer eingebaut,
der den eigentlichen Regler übergeht. Meist ist dieser Begrenzer aber
auf einen festen Maximalstrom eingestellt, so dass er nicht zum Schutz
der LEDs genutzt werden kann.

Bei den obigen LED-Stromreglern hängt die Strombegrenzung nur von der
Geschwindigkeit des Schalttransistors ab, so dass praktisch keine
schädlichen Überströme entstehen können.

Wie so oft hat jede Lösung nicht nur Vor- sondern auch Nachteile. Such
dir einfach den für deine Anwendung besten Kompromiss aus :)

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