Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Konstantsromquelle für 3W LED


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von Martin S. (drunkenmunky)


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Hallo,

plane eine Konstantstromquelle in Form eines Abwärtswandlers zu bauen. 
Ich weiß es gibt fertige Bausteine dafür, ich will es aber diskret 
aufbauen.

Ich hab dafür mal die Schaltung im Anhang entworfen. Geregelt wird der 
Abwärtswandler mit einem 2-Punkt-Reglers. Dieser ist mit einem OPV als 
Schmitt-Trigger ausgeführt. Die Strommmessung habe ich mit einem 
niederohmigen Widerstand gemacht, dessen Spannung ich noch mit einem OPV 
verstärke.

Jetzt zu den Fragen:
- Der Schmitt-Trigger OP schaltet in der Simulation bei weitem nicht so 
schnell um wie im Datenblatt angegeben. Ich habe extra geschaut, dass 
ich nicht grad den Langsamsten nehme. Woran könnte das liegen?

- Habt ihr Kritik oder Verbesserungsvorschläge?

Vielen Dank im Voraus

von MaWin (Gast)


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Du baust also einen Hystereseregler.
Kann man machen, weil beim Stromregeln ja nicht die Spule übersättigt 
wird wie es passiert wenn man die Spannung regelt.
Aber warum 2 OpAmps, beide dasselbe Modell ?
Dadurch, daß der erste das Signal um 10 verstärkt, wird es für den 
zweiten auch nicht genauer, das Signal zu vergleichen, denn der Offset 
wurde schon vom ersten mitverstärkt, und der linke hätte bei 
unverstärkter Spannung denselben Offset.
Da kannst dir den rechten OpAmp problemlos sparen und die 
Vergleichsspannung um weitere 10 teilen.

Dann kannst du vielleicht auch zu einem OpAmp greifen, der gleich genug 
Strom liefert. Ich meine, der OPA2340 ist eher ein Audio-OpAmp als ein 
KOmparatir und hält nur 5.5V aus ist also in der Schaltung sowieso 
unbrauchbar. Der MC33071 z.B. hält nicht nur die Spannung aus, er treibt 
auch problemlos den MOSFET, wodurch sich dein Aufwand auf 11 Teile 
reduziert, und billiger ist er auch noch.

Bleibt noch die Referenzspannung. Eine Z-Diode. Das ist heute eigentlich 
out. Ok, es mag bei einer LED nicht so drauf an kommen, so 10% 
Abweichung wären ja kein Problem, aber wenn die Eingangsspannung aus 
einem 7812 stammt, dann wäre die genauer als das was du mit der Z-Diode 
aus ihr machst. Wenn es jetzt EIN Bauteil gäbe, welches die 63mV macht, 
dann würde ich das nehmen, leider gibt es wohl keines, es bleibt also 
bei deinen 4 Bauteilen, egal ob Z-Diode oder LM385-1.2.

von Falk B. (falk)


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@  Martin S. (drunkenmunky)

>Ich hab dafür mal die Schaltung im Anhang entworfen. Geregelt wird der

Kann man so machen, besser und kompakter ist aber das hier

Konstantstromquelle fuer Power LED

MFG
Falk

von Martin S. (drunkenmunky)


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Danke für die Antworten.

@MaWin:
Ich denke das mit dem OPA2340 würde schon gehen. Ich versorge den ja mit 
5,1V. Aber ich nehm auch gern den von dir vorgeschlagenen. Wo bekommt 
man den denn her? Hab gerade nichts gefunden.

Die 12V sind nicht stabilisiert. Ich würde da gerne einen 
Eingangsspannungbereich von 7-20V zulassen.

Das mit dem direkt ansteuern funktioniert auch nicht, wenn der OP nicht 
mit der Eingangsspannung versorgt wird, oder?

Das mit dem Verstärkungs-OP hab ich mir auch schon überlegt. Hab 
gedacht, wenns da grad 2 in einem Gehäuse gibt, dann nutz ich den 
anderen auch.

Ich bin noch auf der Suche nach einem geeigneten SMD-P-Kanal MOSFET, der 
eine Ugs von bis zu -20V aushält aber auch scon bei -7V ausreichend 
leitet. Hat jemand Vorschläge?

@Falk:
Wie ich schon geschrieben habe, wollte ich es gern diskret aufbauen. 
Aber danke trotzdem!

von MaWin (Gast)


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Wenn du's unbedingt so machen willst, wie du gemacht hast,
warum fragst du dann ?

Der OpAmp ist als Komparator viel langsamer, weil er beim
Umschalten des Schmitt-Triggers erst aus der Sättigung kommen
muß, und 2 nacheinander sind natürlich nicht schneller,
obwohl bei einem Hystereseregler ja problemlos die Induktivität
der Spule an die Schaltgeschwindgkeit des Reglers angepasst
werden kann, damit der Überschwinger nicht zu gross wird.

Das ist übliches Verhalten bei OpAmps, daher gibt es extra
Komparatoren die dafür gebaut sind.

von Klaus D. (kolisson)


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von Martin S. (drunkenmunky)


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Ich bin schon bereit es anders zu machen. Ich denke nur, dass es nicht 
funktioniert den OPV direkt mit der Eingangsspannung zu versorgen, wenn 
diese nicht konstant ist. Durch die Rückkopplung wird ja sonst die 
Hysterebreite verändert.

Komperatoren hab ich auch schon mal geschaut. Ich denk der MCP6561 von 
Microchip wäre nicht schlecht. Der hat ne Typical Propagation Delay von 
45ns. Nur hab ich da Probleme das Spice model in Multisim einzufügen. 
Kennt sich da jemand aus? Als Fehler, sagt er dass die folgenden Zeile 
unbalanced brackets haben:

G35 33 0 TABLE {V(35,3)} ((-1,-1n)(0,0)(2.00,1n))(2.2,1))
G36 33 0 TABLE {V(35,4)} ((-2.2,-1)((-2.00,-1n)(0,0)(1,1n))

Klar, das sehe ich auch. Aber wie müsste es sein? Hab das Model direkt 
von Microchip. Die müssen des doch auch getestet haben. Funktionieren 
die Simulationsprogramme nicht alle mit den gleichen Models?

Komperatoren haben von sich aus doch schon eine Hysteresebreite (bei dem 
sind es glaub 3mV). Wenn ich die Spannung am Shunt nicht verstärke habe 
ich ja dann Schaltpunkte von z.B. 65mV und75mV. Wäre es dann nicht 
genauer, wenn man als Schaltpunkte 650mV und 750mV hätte? Oder wie wirkt 
sich die Hysteresebreite des Komperators darauf aus?

von Bernd K. (bmk)


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Das sieht man bei schnellen Komparatoren öfter, dass eine kleine
Hysterese mit eingebaut ist. Sonst würde das Teil um den Schaltpunkt
allzu schnell im MHz Bereich oszillieren, begünstigt durch die
Induktivitäten und Kapazitäten der Leiterbahnen.

Die für den Anwendungszweck gewünschte Hysterese stellt man dann
per Widerstände durch die Mitkopplung her:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Schmitt-Trigger

Im unteren Bild kann man das leicht berechnen. Da der MCP6561
einen Push-Pull Ausgang hat und R2R ist, führen die Rechenergebnisse
zu einer guten Übereinstimmung in der Praxis.

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