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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik einfache Konstantstromquelle mit MOSFET und Opamp


Autor: Kai Franke (kai-) Benutzerseite
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Hallo allerseits,

ich versuche eine Konstantstromquelle für eine übertrieben starke LED 
Taschenlampe zu bauen. Ich brauche einen Strom von maximal 10A um die 
35W LED zu versorgen. Die Idee war ein Schmitt-Trigger und einen MOSFET 
zu verwenden, der den Strom zwischen ca 7-10A pendeln lässt (siehe 
Anhang).
Versorgt wird die Schaltung über einen Li-Ion Akku, der Spannungsabfall 
über der Konstantstromquelle darf also nicht zu groß werden um noch 
genug Spannung (ca 3.4V) über der LED zu erreichen. Wichtig sind 
ebenfalls die Abmessungen der Schaltung, da die Taschenlampe sehr klein 
werden soll. Ich habe daher nur so wenige Bauteile wie nötig verwendet.
Was meint ihr? Kann das so funktionieren oder habe ich irgendwo grob 
etwas falsch gemacht? Hat jemand vielleicht einen Vorschlag für einen 
günstigeren Opamp? Es muss ein Rail-to-Rail Single Supply sein, der bei 
der kapazitiven Last des Gates nicht gleich zusammenbricht.
Gruß
Kai

: Verschoben durch Admin
Autor: karadur (Gast)
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Hallo

das geht so nicht. Du hast nicht genug Spannung um das Gate zu steuern.

Autor: ingo (Gast)
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Mit einer Freilaufdiode (Anode an Drain, Kathode an Betriebsspannung) 
könnte es sogar klappen, ohne das der FET die, in der Spule 
gespeicherte, Energie sinnlos verheizt.
mfG ingo

Autor: Kai Franke (kai-) Benutzerseite
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@karadur: Laut Datenblatt ist eine Spannung UGS von 3V schon ausreichend 
um 10A zu schalten, mit einem Rail-to-Rail Opamp sollte es also kein 
Problem geben
@ingo: Der Unterschied ob der FET die Leistung verheizt oder ob diese in 
der Freilaufdiode verheizt wird, ist für mich nur ein Unterschied von 
einem Bauteil und wie gesagt... ich habe alles rausgelassen, was nicht 
unbedingt nötig ist. Der FET sollte von einer 100µH Spule denke ich 
nicht kaputt gehen

Autor: U.R. Schmitt (Gast)
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Wie hoch ist denn die Entladeschlußspannung deines LiIon Akkus? Ich 
meine der wäre unter 3V. 3,6 ist doch die Nennspannung.
Und deine 35W!!! Led, welche Nennspannung soll die haben? 3,4V und die 
Toleranzen, bzw bei höherer Temperatur?
Ich halte schon das ganze Konzept für mehr als fragwürdig.
Soll das so eine Supergepimpte Taschenlampe geben, die eh nur 5 Sekunden 
leuchtet ehe sie den Heldentod stirbt?
Alleine 35W LED und "sehr klein" schliesst sich aus Kühlungsgründen 
vollkommen aus.
Und für die Spule plus Stromshunt plus Mosfet 0,4V als maximale Spannung 
einzuplanen ist auch sehr sportlich, zumal du diese 0,4V gar nicht hast.
Ich würde sagen: "zurück ans Reißbrett".

Autor: U.R. Schmitt (Gast)
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U.R. Schmitt schrieb:
> plus Mosfet 0,4V

Sorry Nennspannung war 3,7 und 3,4 für die LED bleiben 0,3V
bei 10A sind das 0,03Ohm maximales Gesamtwiderstand für das komplette 
system Shunt FET und Spule.
Wird interessant, welche Spule nimst du da gleich nochmal?

Autor: Kai Franke (kai-) Benutzerseite
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der verwendete LiIon Akku ist bei einem Entladestrom von 10A komplett 
vermessen und hat nach der Hälfte der Kapazität noch 3,4V. Über dem 
Shunt fallen maximal 0,1V ab, über der Spule weiß ich es nicht, es 
sollte bei 100µH aber nicht viel sein.
Die Nennspannung ist glaube ich 3,7V oder 3,8V
Bei einer höheren Temperatur verringert sich meines Wissens nach die 
Nennspannung einer LED, was sich also auch positiv auswirkt.
Ich strebe eine Akkulaufzeit von einer knappen Stunde an. Es soll 
übrigens eine Taucherlampe werden und keine "supergepimpte 
Taschenlampe", weshalb die Kühlung auch bei kleineren Abmessungen 
möglich ist.
Nachdem ich jetzt dargelegt habe, dass mein Konzept durchdacht ist, 
würde ich mich über Kommentare zur Schaltung freuen

Autor: U.R. Schmitt (Gast)
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Kai Franke schrieb:
> Nachdem ich jetzt dargelegt habe, dass mein Konzept durchdacht ist,
> würde ich mich über Kommentare zur Schaltung freuen

Sorry aber das Konzept ist nicht überdacht. Ich habe dir vorgerechnet 
daß Du selbst idealerweise 0,3V max. Spannungsdifferenz hast. Der 
Durchlasswiderstand deines Fets ist bei nur 3,4V Gatespannung evt. 
deutlich höher als der von dir aus dem Datenblatt ausgelesene minimale 
Durchgangswiderstand, das kannst Du aber selbst nachlesen.
Deine Spule hat auch einen ohmschen Widerstand. Deshalb habe ich dich 
gefragt welche Induktivität du einsetzen willst. Die Leiterbahn und auch 
die Lötpunkte habe nochmal einen geringen Widerstand, ebenso der Akku 
selbst und die Anschlußdrähte.
Da komplett und zuverlässig auf insgesamt 0,03 Ohm zu kommen halte ich 
für ziemlich utopisch.
Nimm 2 Zellen und bau einen einfachen stromgeregelten Abwärtswandler wie 
sie hier in den Artikeln zu finden sind. Dann funktioniert das Ganze 
auch.
Mich würde noch die 35W LED interessieren, die Du einsetzen willst.

Autor: ArnoR (Gast)
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Bei einer so kleinen Differenz zwischen Versogungs- und 
LED-Flussspannung nimmt man eine lineare KStQ. Der Wirkungsgrad ist dann 
auch >90% und die Schaltung funktioniert bis zu geringeren Spannungen, 
weil die Verluste am Drahtwiderstand der Drossel entfallen. Deine 
Schaltung kannst du zu einer linearen KStQ umbauen.

Autor: Kai Franke (kai-) Benutzerseite
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@Schmitt: Du hast Recht… der Widerstand der Spule ist bei 100µH zu groß, 
daher werde ich diese wohl kleiner dimensionieren müssen.
Als LED werde ich wohl diese verwenden:
http://www.led-tech.de/de/High-Power-LEDs-Luminus/...
Mein Bruder hat sie bei 9A vermessen und misst nach ca 2-3 Sekunden eine 
Spannung von 3,25V
Laut Datenblatt sind bei 9A zwar knapp 3,9V nötig, ich gehe aber davon 
aus, dass der oben erwähnte negative Temperaturkoeffizient die 
Vorwärtsspannung bei Betriebstemperatur so weit senkt, dass sich eben 
3,25V einstellen.

@ArnoR: hast du einen Link zu einer linearen KStQ, die 9A schafft und 
klein ist?

Autor: ArnoR (Gast)
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Lass doch einfach R2 und L1 weg, und schon hast du eine.

Autor: Kai Franke (kai-) Benutzerseite
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sollte ich L1 weglassen fließt für kurze Zeit (bis der Opamp 
einschreitet) ein theoretisch unbegrenzt hoher Strom durch die LED, der 
sie mir kaputt macht. Außerdem würde ich in diesem Fall den MOSFET sehr 
oft schalten, was die Schaltverluste in die Höhe treibt

Autor: MaWin (Gast)
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> Kann das so funktionieren

Nein.

Schon die 3V3 Z-Diode ist unklug (nimm eine Bandgap-Referenz oder einen 
1.8V Spannungsregler),
such dir keinen MOSFET der bei 10V UGs und 4.5V Ugs spezifiziert ist,
sondern einnn der bei 2.5V oder 2.7V spezifiziert ist (gerade 
International Rectifier hat dafür schöne Tabellen),
denn das DIAGRAMM kann um 1:2 schwanken und du hast nichts davon, wenn 
dein MOSFET die 2.5V Durchlasskurve erst bei 5V erreicht,

und JEDE Schaltung bei der ein OpAmp einen MOSFET steuert, enthält eine 
zusätzliche Kompensation der zusätzlichen Verstärkung durch den MOSFET.

                  |
  URef--|+\       |
    |   |  >-+-R-|I
    | +-|-/  Cx   |
    | +------+-Rx-+
    |           Shunt
    +-------------+--o

Aber im Prinzip (Refesrenzspannung, OpAmp, Leistungshalbleiter, Shunt) 
kann so eine Schaltung schon funktionieren, achte auf den guten Aufbau 
bei dem kleinen Shunt gibt es nur kleine Spannungen und bei hohem Strom 
entstehen schnell grössere Fehlspannungen.

Autor: ArnoR (Gast)
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Irgendwie verstehst du deine eigene Schaltung nicht.

Autor: ArnoR (Gast)
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Mein letzter Post war natürlich an Kai Franke gerichtet.

Autor: Jens G. (jensig)
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>sollte ich L1 weglassen fließt für kurze Zeit (bis der Opamp
>einschreitet) ein theoretisch unbegrenzt hoher Strom durch die LED, der

Warum?

>sie mir kaputt macht. Außerdem würde ich in diesem Fall den MOSFET sehr
>oft schalten, was die Schaltverluste in die Höhe treibt

Warum? Eine lineare KSQ schaltet nicht während des Betriebs.

Autor: Kai Franke (kai-) Benutzerseite
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>>sollte ich L1 weglassen fließt für kurze Zeit (bis der Opamp
>>einschreitet) ein theoretisch unbegrenzt hoher Strom durch die LED, der
>
> Warum?
>
Ich stelle mir das so vor: lege ich eine Spannung an die Schaltung an, 
liegt ohne Spule die komplette Spannung von bis zu 4V direkt an der LED, 
woraufhin ein höherer Strom als 9A fließt. Dieser wird erst wieder 
abgeschaltet sobald der Opamp die Spannung über dem Shunt mit der 
Referenz verglichen hat und den MOSFET sperrt. Je nach Geschwindigkeit 
des Opamps können bis dahin einige µs vergangen sein.
Liege ich damit so falsch?

>>sie mir kaputt macht. Außerdem würde ich in diesem Fall den MOSFET sehr
>>oft schalten, was die Schaltverluste in die Höhe treibt
>
> Warum? Eine lineare KSQ schaltet nicht während des Betriebs.
Bei einer linearen KSQ wird die nicht benötigte Leistung soweit ich weiß 
im MOSFET selbst verbrannt, was bei den Strömen gleich mehrere Watt 
sind. Ich benötige also einen größeren MOSFET oder eine bessere Kühlung. 
Ich sehe daher beim besten Willen nicht den Vorteil R2 wegzulassen

@MaWin: danke für die Idee mit dem Spannungsregler, ich glaube den werde 
ich verwenden, weil eine Z-Diode ja nicht temperaturstabil ist

Autor: Jens G. (jensig)
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>Liege ich damit so falsch?

Ja. Denn beim einschalten ist der Mosfet ja noch hochohmig. Also fallen 
die 4V am Mosfet ab, nicht über die LED.
Der Strom wird anfangs (sobald der OPV sinnvoll arbeiten kann) relativ 
linear mit der Betriebsspannung ansteigen, weil ja die Referenz (in dem 
Moment nur durch den Spannungsteiler gebildet) auch erstmal nur 
mitsteigt. Wenn die Spannungsteilerspannung dann die 3,3V erreicht hat, 
begrenzt dann die Referenz.

>Bei einer linearen KSQ wird die nicht benötigte Leistung soweit ich weiß
>im MOSFET selbst verbrannt, was bei den Strömen gleich mehrere Watt
>sind. Ich benötige also einen größeren MOSFET oder eine bessere Kühlung.
>Ich sehe daher beim besten Willen nicht den Vorteil R2 wegzulassen

Der Spannungsabfall über dem Mosfet wird bei wenigen 100mV liegen. also 
nur wenige Watt. Die haste im Schaltbetrieb auch in Mosfet+L zusammen 
(eben nur verteilt in Mosfet und L)

>Mein Bruder hat sie bei 9A vermessen und misst nach ca 2-3 Sekunden eine
>Spannung von 3,25V
Da hast Du ein günstiges Exemplar erwischt.
Typ. 3,9V angesetzt (oder 3,7V lt. Diagramm), müsste die LED eine 
Die-Temperatur von rund 200-300°C erreicht haben.

Autor: Kai Franke (kai-) Benutzerseite
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> Der Spannungsabfall über dem Mosfet wird bei wenigen 100mV liegen. also
> nur wenige Watt. Die haste im Schaltbetrieb auch in Mosfet+L zusammen
> (eben nur verteilt in Mosfet und L)

Das ist doch Quark! Ist der MOSFET gesperrt, fällt über keinem Bauteil 
Leistung ab. Ist er am Umschalten, fällt kurzzeitig Leistung ab. Ist er 
durchgeschaltet, fällt fast nichts mehr über dem MOSFET ab (ein paar 
Milliwatt) und über der Spule idealerweise auch nur wenige Milliwatt. 
Schaltet der MOSFET zu oft, kann es im absolut schlimmsten Fall dazu 
kommen, dass über Spule und MOSFET zusammen genau so viel Leistung 
verbraten wird wie bei dem Linearregler. Die Aussage von dir würde ja 
auch bedeuten, dass eine PWM genauso hohe Verluste hat wie eine 
Konstantstromregelung

Autor: Kai Franke (kai-) Benutzerseite
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Ich habe den Schaltplan jetzt noch ein wenig verändert. Habe einen 
temperaturkompensierten Shunt eingebaut, einen entsprechenden 
Operationsverstärker mit Single-Supply und Rail-to-Rail.

Autor: ArnoR (Gast)
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Du schnallst es einfach nicht, oder?

Autor: Jens G. (jensig)
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Guck Dir mal das DB des IRLU3717 an. Bei Ugs=3,5V und 10A rund 150mW 
(1,5W), und bei Ugs=4V rund 100mV (1W).
Also nix mit paar mW. Zumal das nur typ. Werte sind. Kann auch viel 
schlimmer kommen.
Dann der MAX4238: GBWP=1MHz, Anstiegszeiten von vermutlich zweistelligen 
µs (wegen der kapazitiven Last, die der Mosfet darstellt).
Selbst bei 50kHz wird er nicht mehr wirklich schalten, sondern eher 
einen Sinus von sich geben. Ich glaube, der Mosfet wird mehr heizen als 
im Linearbetrieb.
Wenn ich mich nicht verrechnet habe, erreicht die Spule nach 25µs 
bereits 1A.
Allerdings dürfte deine via R2 eingestellte Hysterese bei 10A rund 3A 
betragen (also der Ripple). Scheint also so rund 150µs Rippleperiode 
erreichen. Kommt dem langsamen MAX entgegen, bzw. der Verlustleistung.

Autor: Kai Franke (kai-) Benutzerseite
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neuer Plan:
Ich lasse R2 weg und verzichte auf den Schmitt-Trigger.
Für den Mosfet habe ich auch nochmal einen neuen rausgesucht, der auch 
bei niedrigen Gate-Source Spannungen mehr als 10A liefert.
Kann ich bei dieser Schaltung den TS931 als OPA behalten? Ich habe 
eigentlich absichtlich einen mit hoher Slew Rate gewählt um den MOSFET 
schnell schalten zu können

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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Die ursprüngliche Schaltung taugte in dieser Form wirklich nicht viel:

> Der Unterschied ob der FET die Leistung verheizt oder ob diese in der
> Freilaufdiode verheizt wird, ist für mich nur ein Unterschied von
> einem Bauteil und wie gesagt...

Nein, normalerweise ist das sogar ein großer Unterschied in der Verlust-
leistung. Ohne Diode wird im Mosfet ziemlich genau die gleiche Leistung
verheizt wie im Linearregler. Beim Linearregler ist die Verlustleistung
über die Zeit konstant, während sie bei deinem "Schaltregler" stoßweise
anfällt (immer dann, wenn der Mosfet sperrt und auf Grund der Selbstin-
duktion der Spule durchbricht), im Mittel ist sie aber in beiden Fällen
gleich.

"Normalerweise" schrieb ich deswegen, weil in deinem Fall wegen der
geringen Spannungsdifferenz zwischen Verbraucher (LED) und Versorgung
(Akku) der Unterschied sehr moderat ausfällt. Genau deswegen kam aber
auch der Vorschlag von Arno, gleich einen Linearregler zu nehmen, weil
in diesem speziellen Fall auch ein korrekt aufgebauter Schaltregler
keine nennenswerte Vorteile bringt.

Die andere Alternative ist die von U.R. Schmitt:

> Nimm 2 Zellen und bau einen einfachen stromgeregelten Abwärtswandler
> wie sie hier in den Artikeln zu finden sind. Dann funktioniert das
> Ganze auch.

Diese Lösung hat den Vorteil, dass du nicht um jede 100mV Versorgungs-
spannung bangen musst. Du brauchst auch die LED nicht absichtlich heiß
werden lassen, um ihre Flussspannung zu senken. So funktioniert die
Schaltung zuverlässiger, und du kannst die gesamte in den Akkus gespei-
cherte Energie nutzen und nicht nur die Hälfte.

> neuer Plan:

Der sieht schon ganz gut aus. Ich würde aber noch die von MaWin
vorgschlagene zusätzliche Frequenzkompensation (zwei R und ein C)
einbauen. Das vermeidet häßliche Überschwinger im Regler. Da in deinem
Fall weder die Versorgungs- noch die Lastspannung Sprünge macht, könnte
man vielleicht auch darauf verzichten, aber besser ist besser.

Autor: Kai Franke (kai-) Benutzerseite
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ich werde wohl erstmal darauf verzichten und sie nur zur Not nachrüsten.
Taugt der Opamp denn für den Zweck oder sollte ich lieber einen mit 
einer geringeren Slew-Rate nehmen um ein Schwingen zu vermeiden wenn ich 
schon die zusätzlichen Rs und den C weglasse?
Zwei Zellen zu verwenden kommen nicht in Frage, da der zu verwendende 
Akku bereits feststeht und eben vermessen ist. Zwei Stück davon wären zu 
groß.

Autor: Jens G. (jensig)
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>Zwei Zellen zu verwenden kommen nicht in Frage, da der zu verwendende
>Akku bereits feststeht und eben vermessen ist. Zwei Stück davon wären zu
>groß.

Dann nehme 2 Stück mit halber Kapazität/Größe. Gesamtenergie bleibt 
gleich, und ein Schaltregler-KSQ würde das dann entsprechen umsetzen für 
die LED.
Auch werden die Verluste wohl geringer ausfallen, weil die 
Spannungsverluste gegenüber Betriebsspannung kleiner ausfallen.

Autor: U.R. Schmitt (Gast)
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Jens G. schrieb:
> Dann nehme 2 Stück mit halber Kapazität/Größe. Gesamtenergie bleibt
> gleich, und ein Schaltregler-KSQ würde das dann entsprechen umsetzen für
> die LED.
Das habe ich schon gestern gesagt, selbst wenn 2 halb so große Akkus nur 
je 40% Kapazität haben wird die nutzbare Kapazität deutlich höher 
ausfallen, weil man den Akku bis zur Entladeschlussspannung nutzen kann.
Ausserdem würde ein einfacher Abwärtswandler sicher funktionieren und 
die Funktion würde nicht von einmal ausgemessenen Werten abhängen, die 
sich durch Alterung wohl ändern können.
Der TO zeigt sich hier aber durchaus beratungsresistent.
ich dachte eigentlich daß beim Tauchen das Equipment ein Maximum an 
Sicherheit bieten sollte, was ich aber bei dem Konzept hier so nicht 
sehe.
Egal, der TO muss wissen was er tut, bei seinem Konzept wird er 
zumindest durch das dunkler werden seiner Lampe gewarnt, daß der Akku 
schon halb leer ist (oder auch nur ein drittel oder zwei drittel :-)).

Autor: Kai Franke (kai-) Benutzerseite
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wie gesagt... der Akku steht fest, ich habe eben keine unbegrenztes 
Auswahl an Akkus, die einen so hohen Strom liefern können in beliebigen 
Kapazitäten hier rumliegen.
Ich habe die Vorteile durchaus verstanden, ich muss mich aber an die 
gegebenen Randbedingungen halten.
Jetzt nochmal die Frage: Ist die hohe Slew Rate des Opamps ok oder soll 
ich lieber einen langsameren verwenden?

Autor: Otto J. (Gast)
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Bei deiner jetztigen Lösung kannst du ruhig einen langsameren nehmen!

Autor: *kopfkratz* (Gast)
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Hallo,

ist der Shunt (R1=0.01 Ohm) nicht ein wenig klein gewählt?

BR

Autor: MaWin (Gast)
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> Jetzt nochmal die Frage: Ist die hohe Slew Rate des Opamps ok
> oder soll ich lieber einen langsameren verwenden?

Wenn der OpAmp mit Spule im Schaltbetrieb arbeiten soll,
muß er nicht nur eine hohe Slew-Rate sondern auch
eine hohe Slew-Rate bei deutlicher kapazitiver Belastung
(von cva. 1nF) haben, also viel Strom liefern können
(mehr als 20mA wäre wünschenswert, im Endeffekt wirkt sich
die Schaltgeschwindigkeit direkt auf die benötigte Grösse
der Spule aus, je schneller, je kleiner kann die Spule sein).

Wenn du jedoch den MOSFET im Analogbetrieb verwendest wie in
deriner letzten Schaltung, darf die Slew-Rate niedrig sein,
aber die Regelung muss mit den von mir gezeigten Rx und Cx
extern kompensiert werden, sonst schwingt's und regelt nicht.

Wie schon von allen bemängelt, taugt dein MOSFET nicht für unter
3V Ansteuerspannung. Wie kann man nur dermassen zuverlässig ins Klo
greifen, selbst wenn dir erklärt wurde, wie du taugliche MOSFETs
findest ? Auch der IRLR7821 ist spezifiziert @10V Ugs und nicht
etwa 2.5V oder 2.7V. Genau so untauglich wie der IRLU3717 also.

Obwohl der LM4041 nun in Ordnung ist, regelst du auf 0.075V, also
75 Millivolt. Der TS931 hat ungünstigenfalls einen Offset von 15mV,
also 1.5A Regelungenauigkeit, ist also ziemlich ungenau, hinzu
kommen Störungen durch die grossen Ströme die zu Spannungsabfall
auch im Millivoltbereich führen.

Bleibt es bei der ersten Schaltung mit 100uH Spule, muss die
Schaltung so schnell sein, daß der Strom in den 100uH nach
Überschreiten der Schaltschwelle in der Reaktionszeit der
Schaltung nicht zu weit ansteigt. 10% mehr sind wohl erlaubt,
100% sicher nicht. Und dazu muss der OpAmp schnell genug schalten,
schnell genug den MOSFET umladen also genug Strom liefern.

Da bei 3.7V Akkuspannung, 3.6V LED-Spannung quasi keine Spannung
für die Spule übrig bleibt, steigt allerdings der Strom auch bei
100uH nicht so superschnell an. Genaueres wird man ausprobieren
müssen, weil Störeffekte grösser sind als berechenbare Einflüsse.

Hier ist auch die Hysterese ein Problem, bei 75mV dann noch 20mV
Hysterese sind 2A, eine Reduzierung des LED-Stroms auf unter 2A
ist damit nicht möglich. Eine kleinere Hysterese bewirkt geringere
Eingangsspannungsdifferenz beim OpAmp, und dadurch schneltet der
langsamer um als bei grosser Eingangsspannungsdifferenz. Bessere
OpAmps habe ein Diagramm Slew-Rate vs. Eingangsspannungsdifferenz
im Datenblatt. Ist deine Hystere nur 2mV (0.2A, mit weiteren 0.2A
Overshoot weil der OpAmp als Komparator so langsam reagiert), dann
muss die ganze Shcaltung auf eine Genauigkeit von 2mA ausgelegt
werden, also musst du dich drum kümmern, über welche Leiterbahnen
die 7.5A fliessen, damit deren störender Spannungsabfall nicht zu
einer Fehlfunktion der Schaltung führt.

Im Prinzipo funktionieren beide Schaltungen, die im Schaltbetrieb
mit Hysterese und die linear geregelte. Bei der linear geregelten
entstehen am MOSFET zwar Verluste, aber nicht mehr als in der
LED auch, und deren Wärme musst du ja auch abführen. Aber beide
Schaltungen müssen besser designt sein, also bessere Spannungs-
und Bauelementeauswahl.

Autor: Wolfgang D. (Gast)
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Ich habe schon mehrere Lampen in dieser Art gebaut, also mit 1s Li-Akku, 
high power LEDs und mit linearer KSQ mit Mosfet.
Meine Erfahrungen und Tips:
Ausschlaggebend für die Wahl der linearen KSQ war, das diese bei 
maximaler akkuspannung von 4 V (frisch geladen unter Last von 2 A bei 
4,4 Ah Kapazität) einen Wirkungsgrad nicht unter 78 % hat, da die Vf der 
LEDs bei hohen Strömen 3,1 Volt war. Der Gesamtdrop der KSQ war unter 
diesen Umständen 160 mV als Minimum mit eine U-sense von 60 mV. Die 
restlichen 100 mV gehen auf Kosten des Mosfet und der Verkabelung. Eine 
geschaltete KSQ hat kaum einen besseren Wirkungsgrad als ca. 80 %, 
insbesondere wenn sie "mal so eben" aufgebaut wurde, dort mehr 
rauszuholen erfordert viel Erfahrung und harte arbeit, insbesondere muss 
man dann einen ganzen Eimer voll Spulen durchtesten, um das letzte 
rauszuholen.

Zur linearen KSQ: Es wurde ein IRLZ34 eingesetzt, Kühlung durch 
verkleben mit den Gehäuse. Regelopamp ist ein TLC272. Eine geschaltete 
KSQ wurde von mir nicht weiter berücksichtigt, da der Bau- und 
Testaufwand größer ist und vermutet wurde, dass die ausfallsicherheit 
geringer ist. Zudem erfordert si mehr Teile, und eine geeignete größe 
Induktivität mit in hoher strombelastbarkeit ist nicht so einfach zu 
finden und mag als Einzelstück einiges kosten.

Da hier 3 Cree XP-G parallel betrieben werden, erhielten diese (nach 
selektieren auf gleiche Vf als Ausgleichswiderstand eine hinreichend 
dünne Zuleitung aus Schaltlitze.

 Es wurde eine auch Unterspannungsabschlatung eingebaut, die bei 3 V 
aktiv wurde, wegen Hysterese blinkt die Leuchte bei Erreichen der
 Abschaltschwelle.

Gruß,
Wolfgang
4 Stück Cree XP-G in Kaltweiß oder Neutralweiß geben bei halber Leistung 
gleich viel licht wie die von dir gewählte Luminus SST90. Mit Optik wird 
es dann richtig hell.

Autor: Andreas (Gast)
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Hallo Kai,

ich wollte mal nachfragen, ob es inzwischen eine funktionierende Lösung 
gibt. Wenn ja, wäre es möglich, den Schaltplan zu bekommen?

Ich habe ähnliche Bedingungen: Akku: 4,0V, LED: 3,2V, LED-Strom: 350mA.

Viele Grüße:
Andreas

Autor: Falk Brunner (falk)
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