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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Transistor für hohe Ströme


Autor: Michael \0 (pixelmonster) Benutzerseite
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Guten morgen!

Ich würde gerne mehrere LED-Matrizen (8x8) mit Duo-LEDs multiplexen.
Zwei übereinander und vier nebeneinander, für eine Art Laufschrift.
Im Datenblatt steht, dass die Grüne und die Rote LED jeweils 20mA 
benötigen; in einer Spalte wären das also 640mA.

Für die Spannungversorgung habe ich 4x8Bit Schieberegister eingeplant 
und für die Masse 5x8Bit Schieberegister, jeweils kaskadiert.

Der BC547 müsste doch für die Versorgung genügen, da dieser nur 20mA 
schaltet?!

Nachdem ich auch im Forum gestöbert habe und dem Artikel übers 
multiplexen entnommen habe, dass der Pulsstrom noch höher wird war ich 
nicht mehr sicher, welchen Transistor ich verwenden soll, um auf Masse 
durchzuschalten.

Treffe ich mit dem BD131 die richtige Wahl und ist das mit den 
Schieberegistern auch bei solchen Dimensionen sinnvoll, oder sollte ich 
nochmals alles überdenken?

Mit freundlichen Grüßen,
Michael B.

: Verschoben durch Admin
Autor: anonµm (Gast)
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Michael B. schrieb:
> in einer Spalte wären das also 640mA.
>
> Der BC547 müsste doch für die Versorgung genügen, da dieser nur 20mA
> schaltet?!

Nein, wie du oben schon gerechnet hast sind das je Spalte *im Mittel*:
 2(Module)*8*20mA*2(Farben) = 640mA
In der Spitze sind das durch das Multiplexen natürlich mehr, und zwar:
4*8*640mA = 20480mA = 20,5A
Daran siehst du schon das der Ansatz mit einer großen Matrix hier falsch 
ist.

> Für die Spannungversorgung habe ich 4x8Bit Schieberegister eingeplant

Passt, aber nenne es besser "Plus-Seite"


> und für die Masse 5x8Bit Schieberegister, jeweils kaskadiert.

Hier reichen 4x8Bit


> oder sollte ich nochmals alles überdenken?

Ja auf jeden Fall.

Autor: Edi R. (edi_r)
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Michael B. schrieb:
> Im Datenblatt steht, dass die Grüne und die Rote LED jeweils 20mA
> benötigen;

Das glaube ich nicht. Vermutlich steht im Datenblatt, dass der 
Dauerstrom maximal 20 mA sein darf. Gepulst dürfte man dann höhere 
Ströme nehmen, muss man aber nicht, wenn man nicht das letzte Quentchen 
an Helligkeit herausquetschen muss. Gehen wir also ruhig mal von 20 mA 
pro LED und Farbe aus.

> Für die Spannungversorgung habe ich 4x8Bit Schieberegister eingeplant
> und für die Masse 5x8Bit Schieberegister, jeweils kaskadiert.

Mir ist die Anordnung noch nicht ganz klar. Haben die Duo-LEDs 
gemeinsame Anoden oder Kathoden? Und wie wird gemultiplext?

Michael B. schrieb:
> Für die Spannungversorgung habe ich 4x8Bit Schieberegister eingeplant
> und für die Masse 5x8Bit Schieberegister, jeweils kaskadiert.

Dann hast Du 32 bit x 40 bit = 1280 Pixel. 8 Digits x 64 Punkte x 2 
Farben sind aber nur 1024 Pixel. anonµm hat also recht:

> Hier reichen 4x8Bit

anonµm schrieb:
> Nein, wie du oben schon gerechnet hast sind das je Spalte *im Mittel*:
>  2(Module)*8*20mA*2(Farben) = 640mA

Nicht "im Mittel", sondern im Maximum, d. h. wenn alle LEDs einer 
Multiplex-Gruppe (falls das 32 LED-Chips sind) gleichzeitig leuchten. Du 
musst zwar mit diesem Fall rechnen, damit Dir nicht gleich der Treiber 
durchbrennt, wenn was schief läuft, aber im normalen Betrieb wird der 
Strom deutlich geringer sein. Erstens werden nicht alle LEDs einer 
Matrix immer gleichzeitig angesteuert, zweitens werden wohl nicht immer 
beide Farben gleichzeitig leuchten.

anonµm schrieb:
> In der Spitze sind das durch das Multiplexen natürlich mehr, und zwar:
> 4*8*640mA = 20480mA = 20,5A

Auch das ist der maximale Strom, der auftreten würde, wenn alle (!) LEDs 
gleichzeitig leuchten. Durch das Multiplexen wird das aber hoffentlich 
nicht passieren, maximal sollte immer nur eine Multiplexgruppe 
gleichzeitig leuchten. Wenn normale Texte oder Ziffern angezeigt werden, 
sind außerdem nur etwa 40% der Punkte einer Matrix eingeschaltet 
(durchschnittlich). Das ist natürlich vom Font und vom Text abhängig.

Autor: Michael \0 (pixelmonster) Benutzerseite
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Also die LEDs haben gemeinsame Kathoden. Folgende Matrizen sind geplant: 
http://www.sparkfun.com/products/682
Wenn man also 2 davon übereinander und 4 davon nebeneinander schaltet 
dann hat man 4x8 = 32 Spalten und 2x8x2 = 32 Zeilen, insgesamt also 1024 
Pixel, gut, jetzt hab ichs gecheckt :)
Also jeweils 4 Register.
Sollten nun in einer Spalte alle LEDs leuchten (Grün & Rot), dann sind 
das
2 Farben x 16 Zeilen x 20mA = 640mA,
wenn man mit dem periodischen Spitzenstrom rechnet dann
2 Farben x 16 Zeilen x 30mA = 960mA pro Spalte.
Da jede Spalte einzeln gemultiplext wird bleibt das doch das Maximum, 
oder?

>> In der Spitze sind das durch das Multiplexen natürlich mehr, und zwar:
>> 4*8*640mA = 20480mA = 20,5A

??? warum x4 und x8? es leuchtet doch immer nur eine Spalte?!

>> Passt, aber nenne es besser "Plus-Seite"
ok ;)

>> Hier reichen 4x8Bit
Überdacht und einverstanden :)

Habe ich noch irgendwas vergessen?

Danke schonmal,
Michael

Autor: Michael \0 (pixelmonster) Benutzerseite
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So, der Schaltplan ist von der Schaltlogik her fertig, ich bitte um ein 
kurzes Statement, ob ich jetzt alles richtig durchdacht habe.
Die Vorwiderstände und die Basiswiderstände wurden noch nicht berechnet 
und deswegen noch nicht eingetragen. Auch die kleinen Extras habe ich 
noch nicht eingefügt.

Befinden sich in allen Registern auf der Plus-Seite nur 1en, dann 
fließen doch durch jeden Transistor an der Plus-Seite 20...30mA?!

Und schiebt man durch die Minus-Seite eine 0 (die ständig weiterwandert) 
dann liegen pro Spalte 640...960mA an?!

Ich verstehe noch immer nicht, wie ihr auf 20,5A Spitze kommt, da durch 
das multiplexen doch nur immer eine einzige Spalte leuchtet und nicht 
alle LEDs auf einmal?!

Und welche Transistoren soll ich jetzt nehmen?

Irgendwie bin ich jetzt total verunsichert.

Gute Nacht,
Michael

Autor: MaWin (Gast)
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>  genügen, da dieser nur 20mA schaltet?!

1. Damit eine LED, die z.B nur 1/16 der Zeit Strom bekommt, genau so 
hell ist als ob sie dauernd mit Nennstrom betrieben wird, braucht sie 
den 16-fachen Nennstrom, also 320mA.

2. Ist es wirklich zu viel verlangt, mal in ein Datenblatt zu gucken, 
was denn so eine LED als maximalen Pulsstrom verträgt ? Die wenigsten 
LEDs vertragen nämlich den 16-fachen Strom, bei 1:10 ist meist Schluss.

Wenn man dann wenigstens so weit ist daß eine LED nur mit 1:8 
gemultiplext wird, kommt man von alleine auf eine Matrix von 8 Zeilen 
und 128 Spalten (64 Spalten jeweils rot und grün).

Die Spalten haben einen Strom von 8*20mA = 160mA, das schaltet ein 
BC338/338, die Zeilen 20.5A schaltet am besten wohl ein 
((Dual-)LogicLevel-)MOSFET wie IRF7910 (Pulsstrom 79A).

Autor: Peter S. (psavr)
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Zetex hat dazu sehr schöne Transistoren, (einige Beispiele, siehe 
beigefütes Datasheet)

- Klein SOT23
- Hohe Ströme
- Hohe Stromverstärkung
- tiefe Sättigungspannung
- Hohe Spannungen

Autor: Michael \0 (pixelmonster) Benutzerseite
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> 2. Ist es wirklich zu viel verlangt, mal in ein Datenblatt zu gucken,
> was denn so eine LED als maximalen Pulsstrom verträgt ?

Ich hab doch schon oben geschrieben: 30mA, mehr kann ich im Datenblatt 
nicht rauslesen.

> kommt man von alleine auf eine Matrix von 8 Zeilen
> und 128 Spalten (64 Spalten jeweils rot und grün).

Dann brauche ich ja nur ein Register für die Minus-Seite, aber der 
Aufwand für die Plus-Seite steigt doch extrem?! Dann wären ja 16 
Register für die Plus-Seite nötig, oder?

Na gut, werde das ganze mal umbauen.

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