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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LM317 KSQ PWM BC337


Autor: Peter (Gast)
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Hallo,

ich hatte sowas ähnliches schonmal vor ein paar Jahren funktionierend 
aufgebaut und habe leider die genaue Schaltung vergessen und in meinem 
Platinenlayout jetzt wohl einen Fehler gemacht, den ich selber nicht 
finde.

Ich möchte mit der Schaltung High Power LEDS mit ca. 320 mA treiben. Der 
LM317 gibt die auch raus, allerdings kommen aus dem BC337 geschätzt(mein 
Multimeter ist defekt) nur noch wenige mA raus, also die LEDs gehen 
schon an, haben aber eher die Leuchtkraft einer normalen LED und nicht 
einer High Power LED.

Wäre für Hilfe sehr dankbar
Mfg Peter

: Verschoben durch Admin
Autor: MaWin (Gast)
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Du solltest es mal mit PNP Transistoren probieren, also BC327, Emitter 
nach plus.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Peter schrieb:
> Hallo,
>
> ich hatte sowas ähnliches schonmal vor ein paar Jahren funktionierend
> aufgebaut und habe leider die genaue Schaltung vergessen und in meinem
> Platinenlayout jetzt wohl einen Fehler gemacht, den ich selber nicht
> finde.
>
> Ich möchte mit der Schaltung High Power LEDS mit ca. 320 mA treiben. Der
> LM317 gibt die auch raus, allerdings kommen aus dem BC337 geschätzt(mein
> Multimeter ist defekt) nur noch wenige mA raus,

Tja, mehr war bei 10 Kiloohm Basiswiderständen auch nicht zu erwarten.
diese mußt du deutlich verkleinern.

Ob Du es dannach mit BC327 oder BC337 löst ist schlicht eine Frage WAS 
Dir letztlich als Steuerung zur Verfügung steht (und welcher Logik das 
folgen soll).

Autor: Peter (Gast)
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Hallo,

ja mit einem PNP hatte ich es auch schon probiert, hatte nichts 
geändert. Werde es nacher mal mit einem kleineren Vorwiderstand 
versuchen.

Sonst sollte die Schaltung aber funktionieren ?!?

Mfg Peter

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Peter schrieb:
> ja mit einem PNP hatte ich es auch schon probiert,
Kannst du die einfach so auswechseln? Bei mir funktionieren Schaltungen, 
die einen PNP brauchen, mit einem NPN nur sehr schlecht. Manchmal gar 
nicht...

> Sonst sollte die Schaltung aber funktionieren ?!?
Mit was steuerst du die Transistoren an?
Welche Spannung kommt aus dem IC14 (Regler oben) raus?
Welche Spannung brauchen deine LEDs?
Wozu die vielen Punkte im Plan?

> in meinem Platinenlayout jetzt wohl einen Fehler gemacht
Wenn in deinem Layout jetzt wohl ein Fehler ist, warum postest du dann 
den Schaltplan?

Autor: MaWin (Gast)
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> Sonst sollte die Schaltung aber funktionieren ?!?

Bah, nein, du lieferst nur 4V.

Das kann überhaupt nicht funktiuonieren.

Die LEDs brauchen typisch 3.6V.
Der LM317 als Stromregler braucht typisch 1.2 + 2.5V = 3.7V.
Der Transistor braucht 0.2V bei 350mA.

Der erste LM317 müsste also mindestens 7.5V liefern und dafür 10V 
bekommen damit das funktionieren kann.

Deine LEDs verhungern wegen zu wenig Spannung und zu vielen sinnlosen 
Kram davor.

Autor: Peter (Gast)
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Hallo,

die Punkte im Layout, weil Eagle beim kopieren die Verbindungen nicht 
immer übernommen hat, daher um sicher zugehen überall nochmal Punkte.

Die LEDs brauchen 2.2 V
Hab die KSQ auch schon mit ca. 8V gespeist -> es zeigte sich das gleiche 
Verhalten.

Wenn ich die KSQ mit 4 V speise und die LED direkt ranhänge(also ohne 
dem Transistor für's PWM) hat alles einwandfrei funktioniert, PWM ist 
halt nicht mehr möglich ;)

Die Transistoren steuere ich mit 5V an.

Vielen Dank für eure Hilfe!!!

Mfg Peter

Autor: Thomas Klima (rlyeh_drifter) Benutzerseite
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in Kürze: Die Spannung an der Basis deiner Transistoren muss größer als 
die Spannung an den Emittern werden damit die Schalten.

und 5V < 8V, nicht größer, kleiner!

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Peter schrieb:
> Die Transistoren steuere ich mit 5V an.
Wenn an der Basis der Transistoren 5V sind, sind am Emitter nur noch 
5V-Ube=4,4V. Und nach der KSQ bleibt nur sehr wenig über...

Die 10k Basiswiderstände sind zudem wie schon gesagt viel zu hochohmig, 
das hast du schon gelesen?

Autor: Joachim B. (jojo84)
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Ich hatte mal genau das gleiche gebaut, da sind mir dann irgendwann die 
BC337 abgeraucht. Das lag daran, daß ich meinen Basiswiderstand zu groß 
gewählt hatte. Da floß zwar genug Strom, daß die LEDs tüchtig hell 
waren, aber der BC337 kam nicht ganz bis in die Sättigung... Hab jetzt 
1k Ohm drin,
Also, gucken, ob du Low- oder Highside-Switch hast und dann vielleicht 
nochmal den Basiswiderstand überdenken...

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Peter schrieb:
> Die Transistoren steuere ich mit 5V an.

1. wuerde ich an der Stelle PNP Transistoren nehmen (BC327)
2. Sind die Basisvorwiderstaende vielll zu hochohmig.

Rechne einfach mal nach.  Der Kollektorstrom ist bei dir 315mA. Bei 
einem angenommenen B von rund 100 beim BC337 ergibt das ein Basistrom 
von 3.15mA.
Um den ueber einen 10K fliessen zu lassen ,muessen ueber dem Widerstand 
satte 31.5V abfallen. Die Spannung die dazu noetig ist am Ausgang des 
Treiber ICs ist dann 31.5V +0.7V + 4V = 36.2V.  Also keine gute Idee.
Wenn du an dieser Stelle PNP Transistoren einsetzt muesste der 
Basisvorwiderstand (4V-0.7) / IB = 1K betragen. Dann kaemen am Kollektor 
rund 4V raus. Deine KQ am Ausgang braucht aber auch ein bisschen zum 
regeln.
Also klappt das so auch nicht richtig.

Besser ist es diese Schalttransistoren direkt als KQs zu beschalten.

---------------+------+------------UB
               |      |
              ---     RE
               V      |
              ---     |
               |      |
              ---     |
               V      |
              ---     |
               |      E
               +-----B   BD138-16
               |      C
               R1     |
               |      ------- Out
               |
               C
 Ein---R2----B    BC547B
               E
               |
              GND

Der Ausgangsstrom ergibt sich dann zu  IC = 0.7V / RE
Die beiden Dioden = 1N4148

Bei maximal 2.2V an der LED sollte als UB = 5V genuegen.

Autor: MaWin (Gast)
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> Hab die KSQ auch schon mit ca. 8V gespeist
> Die Transistoren steuere ich mit 5V an.

Das geht dann ja schon mal gar nicht.

Wenn du 8V hast, und dine LEDs keine 3V brauchen, tut's auch:

            LED
      +8V --|>|--+
                 |
Steuer 0V/5V ---|< BC338 (ab 9V reicht der aber schon nicht mehr)
                 |E
                 |
               12 Ohm
                 |
                GND

stromgeregelt auf 330mA.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> ab 9V reicht der aber schon nicht mehr
Und auch bei 8V verbrät er schon fast drei Viertel eines Watts.
Das reicht wegen des Rthja von 200K/W locker zum Finger verbrennen...

Autor: Low-Current (Gast)
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Die 320mA mit dem LM317 zu regeln, und dann noch mit einem zusätzlichen 
Transistor zu schalten, halte ich für kaum zu überbietenden Unsinn.

Was spricht dagegen, den LM317 als Stromregler und gleichzeitig als 
(Hochstrom-)Schalter zu verwenden?

Glücklicherweise muss die Spannung an den LEDs ja nicht auf Null Volt 
gesenkt werden, bevor sie verlöschen, sondern es genügt dazu, die 
Spannung unter die minimale Flußpannung abzusenken.

Alle drei Schaltungen schaffen das problemlos. Unschlagbar einfach die 
unterste Schaltung, die den Prozessor-Port und den ADJ-Anschluß des 
Reglers lediglich mit einer Diode entkoppelt. Das Steuer-Port muß als 
Stromsenke dabei weniger als 0,5mA aufnehmen.

Die beiden oberen "aufwändigeren" Transistor-Schaltungen sind 
eingentlich nur erforderlich, wenn der Prozessor mit sehr geringer 
Spannung versorgt wird, und nicht genügend Spannungshub an seinen Ports 
liefert.


Keep it simple!

Jedes fehlende Bauteil hält ewig! ;-)


MfG

Autor: Low-Current (Gast)
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Nachtrag:

Die vier Dioden am Ausgang (1N4007) dienten bei der Simulation als 
bezüglich ihrer Flußspannung bei 320mA einigermaßen passender Ersatz für 
die LED, die leider in MC9 fehlt.

MfG

Autor: Joachim B. (jojo84)
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@Low-current:
Hm, also was den Bauteilaufwand angeht hast du ja mit den oberen beiden 
Schaltungen nicht viel gewonnen. Und das mit dem "kaum zu überbietenden 
Unsinn" ist wirklich etwas übertrieben...
Die unterste Schaltung allerdings sieht interessat aus. Ich habs grad 
nicht mehr im Kopf... was macht dein Widerstand R2 da? Strombegrenzung? 
"Normalerweise" würde der ADJ-Pin ja direkt hinter R1 geklemmt werden. 
Jetzt hättest du am ADJ-Pin ja entweder High- oder Low-Pegel des 
Taktgebers. Auf was für eine Spannung regelt der LM317 denn dann?

Gruß

EDIT:
ach nee, jetzt seh ichs :)... entweder Low oder das, was hinten raus 
kommt... ok, Klarheit beseitigt

Autor: Peter (Gast)
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Schonmal vieeeeelen Dank für eure Hilfe, werd mich jetzt mal dran machen 
die Ratschläge durchzutesten ;)

@Low-current:
Den R2 habe ich im Gegensatz zu  Joachim A. noch nicht verstanden. 
Könntest du mir dessen Funktion erklären? Warum beeinflusst er nicht den 
eingestellten Strom der KSQ?
Ein Simulationstool zum nachvollziehen besitze ich leider nicht.

Mfg Peter

Autor: Low-Current (Gast)
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Peter schrieb:
> Den R2 habe ich im Gegensatz zu  Joachim A. noch nicht verstanden.
> Könntest du mir dessen Funktion erklären? Warum beeinflusst er nicht den
> eingestellten Strom der KSQ?

"Ein wenig" beeinflusst er den Strom schon:

Der LM317 regelt den Strom ganz einfach, indem er bestrebt ist, die 
Spannung über dem Shunt (3,9 Ohm) konstant zu halten - bei ca. 1,2 Volt. 
Der ADJ-Eingang des LM317 ist einigermaßen hochomig - andersherum 
ausgedrückt fließt über ihn nur wenig Strom.

Laut Datenblatt typ. 0,2 uA, max. 5 uA. Bei 5 uA und 4,7 kOhm 
"verfälscht" das die 1,2 Volt Referenzspannung um ca. 23 mV - was dann 
letztendlich den Strom über den 3,9 Ohm-Widerstand um knapp 6 mA steigen 
läßt.

Alles rein rechnerrich aus den technischen Daten und simuliert - ich 
kann nur raten, daß in der Praxis auszuprobieren!

Letztendlich bleibt der Wert von R2 ein Kompromiss zwischen folgen 
Eckpunkten:

1) RS sollte die Höhe des konstanten Stroms nicht allzusehr beinflussen

2) Im ausgeschalteten Zustand sollte über R2 möglichst wenig Strom 
fließen (auch bei "AUS" liegt die Spannung zwischen Shunt und LEDs ja 
bei mindestens 1,2 Volt)

MfG

Autor: Peter (Gast)
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Hab jetzt den BC337 einfach mal zwischen LED und GND geschaltet. 
Funktioniert auf jeden Fall. Hab leider kein Multimeter um das 
nachzumessen. Ich habe die Helligkeit der LED aber mit einer anderen KSQ 
verglichen, die auf jeden Fall funktioniert, und sie scheinen gleich 
hell zu sein.

Vielen Dank nochmal für die Hilfe, die anderen vorgeschlagenen Schaltung 
werde ich mir für die nächste Platine auf jeden Fall zu Herzen nehmen.

mfg Peter

Autor: Low-Current (Gast)
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Joachim A. schrieb:
> also was den Bauteilaufwand angeht


Wenn für Dich der Bauteileaufwand alles ist - könnte es da sein, daß Du 
Dich noch nicht mit der Energiebilanz der Schaltung befasst hast?

Und dabei festgestellt hast, das die Transistoren in meiner Schaltung 
deutlich kleinere Ströme schalten, und entsprechend viel geringere 
Leistungen nutzlos verbraten - nur weil der Entwickler vergessen hat 
nachzudenken.

Und unter welchen Bedingungen die Transitoren erforderlich sein könnten, 
habe ich doch auch bereits verraten (bspw. bei der Ansteuerung durch 
Low-Voltage-Controller). Und falls bei einem anderen Verwendungszweck 
die "EIN"-Spannung zwischen Shunt und LEDs größer ist, als das 
Controller-Port ohne "Rauchzeichen" verträgt, machen sich die 
Transistoren durchaus bezahlt).

Zu guter letzt wollte ich demonstrieren, wie man Schritt für Schritt 
eine Schaltung von unützem Firlefanz entschlacken kann.

Ganz oben hätte man noch die Originalschaltung stellen müssen - dann 
könnte man die Schritte etwa so beschreibem:

Org --> 1:
Den Transistor dorthin verlegen, wo geringerer Strom zu schalten ist

1 --> 2:
Die Basis-Widerstände durch Wahl eines anderen Transistor-Typs einsparen

2 --> 3:
Ohnehin vorhandene Resourcen besser nutzen. In diesem Fall ein 
Controller-Port, daß genau wie der Transistor durchaus knapp ein 
Milliampere "ziehen" kann, und auch von der "EIN"-Spannung zwischen 
Shunt und LEDs (im vorliegenden Fall) nicht überfordet ist.

Ingesamt nichts weiter als simpelste Ingenieursarbeit auf überschauberem 
Erstklässler-Niveau... ;-)

MfG

Autor: Low-Current (Gast)
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Peter schrieb:
> Hab jetzt den BC337 einfach mal zwischen LED und GND geschaltet.

Das ist "ansteuerungstechnisch" bereits viel günstiger.

Der Hauptvorteil meiner Vorschläge war aber zusätzlich noch, den 
Schalt-Transistor ganz aus dem "Hochstrom"-Kreis herauszunehmen, da er 
dort nur unötig Leistung "verbrät"...

Und - ACHTUNG -  Ein Fehler ist in meinen Schaltungen leider auch noch 
enthalten:

Die Spannungsquelle ganz links muß mindestens 7 bis 8 Volt liefern, 
damit dem LM317 ordentlich regeln kann. Mit 8 Volt habe ich simuliert, 
aber versehentlich vor dem Erstellen der Bilder von Hand dort schnell 
den falschen Wert eingetragen. SORRY!

Das ergibt sich auch aus den Datenblättern zum LM317:

Zwischen Eingang und Ausgang benötigt der Regler mindestens 3 bis 4 Volt 
- das darf man nicht mit der Referenzspannung von ca. 1,2 Volt 
verwechseln.

MfG

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