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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Konstantsromquelle regelbar bis 9A für SST-90 LED


Autor: Hans Anaut (hansanaut)
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Hallo,

ich bin auf der Suche nach einer Konstantstromquelle für eine 
High-Power-LED:
SST-50 (5 Ampere) oder bevorzugt die SST-90 (9 Ampere) 
http://www.luminus.com/content1504

Da es hierfür keine fertige Lösung gibt frag ich hier mal nach.

Jemand eine Idee, wie sich sowas realisieren liese? Schaltung sollte 
möglichst verlustfrei arbeiten, mit einer Eingansspannung von ca. 8.4V 
bis 14.4V DC. Das Ganze sollte deshalb relativ verlustfrei sein, da die 
Anwendung in einer Taucherlampe sein soll...

Ideal wäre, wenn es umschaltbar wäre zw. Maximalstrom und einem 
Low-Power-Strom (~1 Ampere).

Greetz Hansanaut

: Verschoben durch Admin
Autor: Εrnst B✶ (ernst)
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Ein Step-Down-Drosselwandler wäre die naheliegenste Lösung, ist als 
Beispiel für weniger Strom auch im Konstantstromquellen-Wiki 
drinnen.

Hier kannst du dir für deine Daten in etwa die nötige Spule berechnen 
lassen:

http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/abw_smps.html

und das nötige Steuer-IC entweder von der Stange oder mit AVR 
selbstgemacht.

Autor: Christoph Z. (rayelec)
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hier werden Sie geholfen:
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/smps.html
danach kannst du eine der 1001 SMPS-IC Schaltungen darauf auslegen.

Bist Du dir sicher, eine LED in eine Taucherlampe verbauen zu wollen? 
Ein Freund von mir ist oft am Tauchen und hat LED-Lampen ausprobiert. 
Fazit: das Farbspektrum ist so schlecht, dass die (tropische) 
Unterwasserwelt sehr fade daher kommt. Er hat deshalb auf 
Hochdruck-Entladungslampen gewechselt.
Ich habe mir vor einiger Zeit einen Restposten 35W Philips CDM-TC 
Metalldampflampen gesichert. Ein Projekt Taucherlampe damit steht bei 
mir ebenfalls auf der Wunschliste... (Spektrum super, Effizienz gleich 
wie bei einer LED).

Gruss
Christoph

Autor: Hans Anaut (hansanaut)
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Hallo,

hab das "kühle" Licht eigentlich ganz gerne. Nur zum Fotografieren ist 
es wohl wirklich nix.

Kann mir auch nicht vorstellen, dass der Wirkungsgrad dieser LED gleich 
st wie mit der Metalldampflampe.

Danke für den Link, muss ich mal in Ruhe studieren.

Greetz Hansanaut

Autor: Omega G. (omega) Benutzerseite
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Für solche LEDs ist der LT3743 zu empfehlen. Damit lassen sich recht 
kompakte synchrone LED Treiber für hohe Ströme realisieren.

Ich kann man schauen wo ich ein Layout und Schaltplan dafür habe. Hast 
du schon eine SST-90 oder 50 bekommen können?

Autor: Christoph Z. (rayelec)
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Die HID-Lampe macht 95 Lumen/W (3300Lm @ 35W), die LED bei 3A etwa 
dasselbe. Bei 9A eher weniger, weil sie sich zwangsläufig stark erhitzt.
Der Aufwand zum Betrieb der LED spricht natürlich für sie. Die HIDs sind 
da eher schwierige Kandidaten...

Autor: Mike J. (emjey)
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Der LT3743 ist ein StepDowm Spannungswandler.

Am besten wäre ein StepUp Spannungswandler der dir aus den 3.6V von 
LiIon Akkus deine gewünschte Spannung erstellt.

14.4 * 9 = 129.6W
129.6/3.6=36A

Die MosFETs müssen dann zwar mehr als 36A schalten können (so mit 80A 
kann man rechnen) aber sie müssen dann keine so hohe Spannung aushalten.

Autor: Hans Anaut (hansanaut)
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Schaut mal, was mir ein Bekannter gezeigt hat, schaut doch gut aus, 
oder?

Was ist davon zu halten?

Greetz Hansanaut

Autor: Omega G. (omega) Benutzerseite
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Der LM3434 ist ähnlich wie der LT3743. Prinzipiell einfach, zumindest im 
Schaltplan. Mit dem Layout musst du bisschen aufpassen. Die Strompfade 
sollten möglichst kurz sein.

Ich schmeiße mal meinen Ansatz zur Diskussion rein.

Autor: Hans Anaut (hansanaut)
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Hallo,

danke für den Beitrag.

Wenn ich die Schaltung mit dem LM3434 aufbauen möchte, was gibt es alles 
zu beachten? Wo ist die größte Hitzeentwicklung zu erwarten?

Wie gesagt, es sollte für eine Taucherlampe sein.
Daher wäre es auch wünschenswert, zwischen 9A und 3A Ausgangsstrom 
umschalten zu können.
Üblicherweiße hat man an der Tauchlampe außen einen Kipp- oder 
Drehschalter mit drei bis vier Schaltzuständen (1x aus, 2x-3x an). Es 
wäre also wünschenswert, dass in einer Schalterstellung das Modul 9A 
liefert, in der andern 3A.
Jemand eine Idee, wie das am simpelsten zu realisiern ist?

Danke im Voraus!

Greetz Hansanaut

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Hans Anaut (hansanaut)

>Jemand eine Idee, wie das am simpelsten zu realisiern ist?

Man könnte die Schaltung aus Konstantstromquelle fuer Power LED mit 
einem externen MOSFET aufbohren, die schafft dann 9A. Noch fix einen 
NE555 mit umschaltbaren Pulsweiten dran und fertig ist die PWM-Steuerung 
für verschiedene Helligkeitsstufen. Naja, man sollte einen 
Tiefentladeschutz vorsehen, sonst ist der teure Akku fix im Eimer.

MFG
Falk

Autor: Falk Brunner (falk)
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Oder das hier

http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantst...

Einfach per Reedkontakt die Referenzspannung bzw. den Spannungsteiler da 
dran umschalten, da braucht man nicht mal PWM.

MFG
Falk

Autor: Hans Anaut (hansanaut)
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Hallo,

danke für die Anregungen.
Ich sehe folgendes Problem: Der Sense Widerstand beträgt hier nur 7mOhm 
(0.007 Ohm!). Wenn ich da mit irgendwelchen Leitungen und Schaltern 
rangehe, hab ich sofort einen "hohen" Widerstand.
Bei 1 Ohm Widerstand an dieser Stelle schießt der Strom (theoretisch) 
schon auf ca. 16A hoch - zuviel.

Jemand ne Idee, wie man eine Umschaltung machen könnte?

Greetz Hansanaut

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Hans Anaut (hansanaut)

>Ich sehe folgendes Problem: Der Sense Widerstand beträgt hier nur 7mOhm
>(0.007 Ohm!).

Ja und? Ausserdem komm ich auf 11 mOhm bei 9A und 100mV Meßspannung.

> Wenn ich da mit irgendwelchen Leitungen und Schaltern
>rangehe, hab ich sofort einen "hohen" Widerstand.

Nöö, das Zauberwort lautet Vierdrahtanschluss.

>Bei 1 Ohm Widerstand an dieser Stelle schießt der Strom (theoretisch)
>schon auf ca. 16A hoch - zuviel.

Ach I wo.

>Jemand ne Idee, wie man eine Umschaltung machen könnte?

Du sollst je nicht den Shunt umschalten, sondern die Referenzspannung! 
Also zu R7 weitere Widerstände per Reedkontakt parallel schalten.

MfG
Falk

Autor: Hans Anaut (hansanaut)
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Hallo,

Fomrel lautet laut Datenblatt ( http://www.national.com/ds/LM/LM3434.pdf 
,Seite 8 rechts oben ):

Rsense = 60mV/I_LED

Daher die 7mOhm.

Das mit dem parallel Schalten der Widerstände hab ich (glaub) 
verstanden, auch das Zuschalten mittels Reedkontakten ist klar. Aber hab 
ich da nicht "relativ" hohe Widerstandswerte durch die 
Anschlussleitungen der Reedkontakte?

Ich fass mal das Verstande zusammen:
Der Sense-Widerstand ist fix mit 20mOhm auf der Platine, was einen Strom 
von 3A ergibt. Durch Parallelschaltung eines weiteren, geeigneten 
Widerstands (z.B. durch Umschalten eines Schalters oder via Reedkontakt 
oder Relauis) wird der Gesamtwiderstand reduziert, z.B. auf 7mOhm, was 
9A entspricht. Richtig?

Was ist unter einem Vierdrahtanschluss zu verstehen?

Danke!

Greetz Hansanaut

Autor: Mike J. (emjey)
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Hans Anaut schrieb:
> Was ist unter einem Vierdrahtanschluss zu verstehen?
Es fließt ein großer Strom durch den Shunt (2 Drähte), genau an dem 
Shunt lässt du zwei weiter Drähte abgehen die direkt zu einem 
Differenzverstärker (Opamp) gehen.


Beispiel:

+12V O-----|==R==|----------------|> GND
       ^           ^         ^
       |           |         |
Messpunkt_1      MP_2       MP_3

Wenn du die Spannung zwischen MP_1 und MP_3 misst dann addiert sich der 
Spannungsabfall über das Kabel zu dem Spannungsabfall am Widerstand R.


> Aber hab
> ich da nicht "relativ" hohe Widerstandswerte durch die
> Anschlussleitungen der Reedkontakte?

Du musst dafür sorgen dass die Spannung nicht über den Schalter 
(Reedkontakt, MosFET ... der den Strom aushält) sondern über den 
jeweiligen Shunt abfällt.
                          ___|
+12V O-----|==R==|--------|  |--------|> GND
       ^           ^            ^
       |           |            |
Messpunkt_1      MP_2          MP_3

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Hans Anaut (hansanaut)

>Fomrel lautet laut Datenblatt ( http://www.national.com/ds/LM/LM3434.pdf

OK, ich war bei der Schaltung im Artikel [[Konstantstromquelle].
,Seite 8 rechts oben ):

>Das mit dem parallel Schalten der Widerstände hab ich (glaub)
>verstanden, auch das Zuschalten mittels Reedkontakten ist klar. Aber hab
>ich da nicht "relativ" hohe Widerstandswerte durch die
>Anschlussleitungen der Reedkontakte?

Nein. Die Reedkontakte haben 1 Ohm und weniger. Wenn man damit 10KILOohm 
schaltet, spielt das keine Rolle.

>oder Relauis) wird der Gesamtwiderstand reduziert, z.B. auf 7mOhm, was
>9A entspricht. Richtig?

FALSCH!!! Der zweite Widerstand wird FEST eingelötet und der Strom mit 
der umschaltbaren Referenzspannung gesteuert!!! Bei deinem LM3434 mit 
dem ADJ Pin. Oder man macht PWM mit dem DIM Pin, das hat den Vorteil, 
dass der (Puls)strom durch die LED konstant ist, und damit auch deren 
Farbe, denn LEDs, gerade bei dem Kalieber, haben eine stromabhängige 
Farbe. Mit PWM umgeht man das Problem.

>Was ist unter einem Vierdrahtanschluss zu verstehen?

http://de.wikipedia.org/wiki/Vierleiteranschluss

MfG
Falk

Autor: Hans Anaut (hansanaut)
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Danke!

Also wenn ich das richtig verstanden hab, dann bleibt der 
Sense-Widerstand am Besten unberührt und man schaltet am ADJ-Eingang die 
Referenzspannung um?

V_adj = 3.3V = V_in -> 60mV Sensespannung -> 9A bei 7mOhm 
Sense-Widerstand

V_adj = 0.35V -> V_sense = 21mV -> 3A bei 7mOhm Sense-Widerstand

Dies lässt sich ja wohl easy über einen Spannungsteiler bewerkstelligen.
Hab ich das jetzt richig nachvollzogen?

Alternativ über PWM am DIM Eingang. (würde aber verm. mehr 
Schaltungsaufwand bedeuten, will es so einfach wie möglich halten)

Ich habe noch eine weitere Frage:
Beim Umschalten (da ich nur 2xAN und 1xAUS habe und AUS dazwischen 
liegt) wird es unvermeidbar sein, dass der Strom kurz von der Schaltung 
genommen wird. Wie kann ich eine Selbsthaltung realisieren, so dass die 
Schaltung erst aus geht, wenn z.B. der AUS Schalter für >1s auf AUS 
steht?

Greetz Hansanaut

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Hans Anaut (hansanaut)

>Also wenn ich das richtig verstanden hab, dann bleibt der
>Sense-Widerstand am Besten unberührt und man schaltet am ADJ-Eingang die
>Referenzspannung um?

JA!

>V_adj = 3.3V = V_in -> 60mV Sensespannung -> 9A bei 7mOhm
>Sense-Widerstand

NEIN!

Seite 6 im Datenblatt 2. Zeile,, rechts.

1V V_ADJ = 60mV V_Sense
0.3V V_ADJ = 20mV V_Sense

>Dies lässt sich ja wohl easy über einen Spannungsteiler bewerkstelligen.

Ja.

>Hab ich das jetzt richig nachvollzogen?

Fast.

>Alternativ über PWM am DIM Eingang. (würde aber verm. mehr
>Schaltungsaufwand bedeuten, will es so einfach wie möglich halten)

Ein einfacher PWM-Generator lässt sich easy aufbauen, NE555 oder TL5001 
und wie sie alle sonst noch heißen.

>Beim Umschalten (da ich nur 2xAN und 1xAUS habe und AUS dazwischen
>liegt) wird es unvermeidbar sein, dass der Strom kurz von der Schaltung
>genommen wird. Wie kann ich eine Selbsthaltung realisieren, so dass die
>Schaltung erst aus geht, wenn z.B. der AUS Schalter für >1s auf AUS
>steht?

Muss man halt was mit einem RC-Glied basteln.

MFG
Falk

Autor: Hans Anaut (hansanaut)
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Falk Brunner schrieb:
>>V_adj = 3.3V = V_in -> 60mV Sensespannung -> 9A bei 7mOhm
>>Sense-Widerstand
>
> NEIN!
>
> Seite 6 im Datenblatt 2. Zeile,, rechts.
>
> 1V V_ADJ = 60mV V_Sense
> 0.3V V_ADJ = 20mV V_Sense

Ne, paßt schon, was ich geschrieben habe. Abschnitt "Adjustable LED 
Current" auf Seite 8:

When VADJ is less than this linear range the VSENSE is guaranteed
by design to be less than or equal to 0.3V/16.667.
When VADJ is greater than this linear range and less than
VIN - 1V, VSENSE is guaranteed by design to be less than or
equal to VADJ/16.667. If VADJ is greater than VIN - 1V,
VSENSE switches to 60mV.

-> Wenn V_adj zu groß wird, stellt sich V_sense auf 60mV ein.

RC-Glied ist klar. Nur was damit basteln. Relais zur Selbsthaltung 
zwingen macht vermutlich am Meisten Sinn, um die Verlustleistung bei den 
hohen Strömen gering zu halten, oder? Bessere Idee?

In der Position "AUS" soll gar kein Strom mehr fließen, darum der Ansatz 
mit dem Relais.

Viele Grüße
Hansanaut

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Hans Anaut (hansanaut)

>-> Wenn V_adj zu groß wird, stellt sich V_sense auf 60mV ein.

OK

>RC-Glied ist klar. Nur was damit basteln. Relais zur Selbsthaltung
>zwingen macht vermutlich am Meisten Sinn, um die Verlustleistung bei den
>hohen Strömen gering zu halten, oder? Bessere Idee?

Ne super HighTec Lampe mit LED bauen wollen, und dann Relais benutzen?
Naja.

>In der Position "AUS" soll gar kein Strom mehr fließen, darum der Ansatz
>mit dem Relais.

0mA geht nur mit Relais. Die Frage ist, ob das wirklich notwendig ist.
Mit dem EN Eingang kann man das Ding ausschalten, das zieht dann gerade 
mal noch 150µA. Damit kann es zwar auf LANGE Sicht zur Tiefentladung vom 
Akku kommen (tage bis Wochen), aber für eine Taucherlampe, die sowieso 
nach dem Tauchgang wieder geöffnet und geladen wird, ist das egal.

MFG
Falk

P S Und du kannst das LCC24 Gehäuse löten? Und der IC ist auch eher 
komplex. Da gibt es einfachere.

Autor: Hans Anaut (hansanaut)
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Hallo,

danke für die Anregung.

Ich wollte das ganze mit Altium Designer umsetzen und fertigen lassen, 
habe da jemand an der Hand, der mir das evtl. günstig machen kann.

Ob die Lampe jedes mal geöffnet wird ist fraglich. Evlt. wird das 
Ladegerät mit ins Gehäuse integriert und somit ein Öffnen überflüssig.

Ich grübel mal noch bisschen und meld mich dann für weitere Fragen :-)

Greetz Hansanaut

Autor: Kaulquappe (Gast)
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Hallo

Ich plane ebenfalls eine Lampe mit einer SST-90 zu bauen. Alles, bis auf 
den Treiber, habe ich schon oder ist auf dem Weg zu mir.
Mir bekannte Treiber gibt es bisher:

Funktioniert, jedoch Linear: 
http://www.candlepowerforums.com/vb/showthread.php?t=264687
Funktioniert, jedoch nur 1ne Stufe (Modis geplant): 
http://www.candlepowerforums.com/vb/showthread.php?t=276105
Noch nicht fertig, am ehesten meinen Vorstellungen entsprechend: 
http://www.candlepowerforums.com/vb/showthread.php?t=253241

Bist du mit deinem Eigenentwurf schon voran gekommen? Wäre sehr an 
Infos, Schaltplänen ect. Interessiert.

Der Perfekte Treiber würde für mich so aussehen:
Über 90% Wirkungsgrad
Vin 5-15V
Stufenlose Helligkeit per Poti
Keine Last über Schalter


Gruss Luca

Autor: Omega G. (omega) Benutzerseite
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Woher habt ihr denn die LED bekommen können? Ich versuche schon länger 
so eine LED zu bekommen, leider erfolglos.

Autor: TrippleX (Gast)
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Ich glaube Reichelt hat die sogar, oder meinst du das du keine
bekommen konntest weil die immer ausverkauft waren?

Autor: Kaulquappe (Gast)
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Hallo
Du bekommst sie bei AMU-Electronics mueller@amu-electronics.com (Herr 
Patrick Müller).
Er sendet dir ein PDF zu mit allen aktuell erhältlichen Bin's

Gruss Luca

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Hallo,

du kannst auch einen OPA549 nehmen, welcher einen Eingang hat, mit 
welchem du per Spannung die Strombegrenzung von 0 bis 10 A einstellen 
kannst. So etwas eignet sich prinzipiell auch als Konstantstromquelle 
(ich habe den kleineren Typ OPA548 schonmal verwendet). Hätte den 
Vorteil, dass du den Strom stufenlos einstellen kannst (in Kombination 
mit einem DAC auch digital)

http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/opa549.pdf

Edit: Vergiss es, die Methode ist nicht sehr effizient (Der 
Spannungsabfall am Opa müsste klein gehalten werden).

lg

Jonny

Autor: Omega G. (omega) Benutzerseite
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Reichelt hat diese LED leider nicht. Ich versuche mein Glück mal bei 
AMU-Electronics. Besten Dank für den Tipp!

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