Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Welches Netzteil bei meinen Projekt das richtige?


von Max (Gast)


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Hallo,

Ich habe ein größeres LED Projekt vor.

Die Technischen Daten:

100 * RGB LEDS (20mA) = 100  3  0,02   = 6A (PWM-Steuerung nur im 
schlimmsten fall sind alle LEDs auf MAX)
100 * IR LEDS (50mA)  = 100 * 0,05     = 5A (LEDs sind nur 8µs aller 
130µs an)
Alle ICs ca.                           = 2A (Max Wert laut 
Datenblättern)
Reserve                                = 1A

Spannung                               = 5V (Nur 5V möglich auch bei den 
LEDs)
                                       == 14 A
Ergebnis:
Das sind rund 14A im schlimmsten fall.
Darum würd ich mich für SNT MW100-05 (Schaltnetzteil, geschlossen, 5V / 
20,0A / 100W) entscheiden.

ABER

Ist dies wirklich nötig? Denn, die IR LEDs sind nur 8µs aller für 130µs 
an, 6A der RGB LEDs wird auch nur erreicht wenn alle Farben auf maximale 
Stufe laufen und 2A für alle ICs wird sicher nie erreicht.
Darum überleg ich vielleicht den SNT MW60-05 (Schaltnetzteil, 
geschlossen, 5V / 12,0A / 60W) zu verwenden.

warum?
Preislich gesehen ist es eigentlich egal aber 20A sind mir ein wenig 
"unheimlich" (Wenn Ihr versteht was ich meine).

Was meinst ihr?
Ich tendiere ja zum 100W Netzteil.

Freue mich auf eure Beiträge

mfg Max

von (prx) A. K. (prx)


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Max schrieb:

> Denn, die IR LEDs sind nur 8µs aller für 130µs an

Also kannst du den Faktor 8/130 einrechnen. Den Rest erledigt ein 
ausreichend grosser Elko.

von max (Gast)


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Ok
Also meinst du das so: 8/130 * 5A = 0.3A?
Die Led/der ic wird dann mit 330nF gebuffert

von Jonathan S. (joni-st) Benutzerseite


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330nF?!?! Das ist etwas wenig für solche Ströme. 100nF gehören so nah 
wie möglich an jedes IC (Abblockkondensatoren). Für deinen riesigen 
Stromverbrauch würde ich außerdem einen 22000µF (in nF: 22000000nF, nur 
mal zum vergleichen) Kondensator als Stützkondensator hinter das 
Schaltnetzteil machen. Mindestens!


Gruß
Jonathan

von Jonathan S. (joni-st) Benutzerseite


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Deine 0.3A sind übrigens richtig. Nur der Stützkondensator so um Faktor 
100.000 unterdimensioniert...


Gruß
Jonathan

von Hubert G. (hubertg)


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Die 0,3A sind schon richtig, aber man sollte auch in diese Richtung 
nicht übertreiben.
Bei Pollin gibt es das hier: 350 883  ,da hält sich dann auch der 
Stützelko in vernünftiger Größe.

von Max (Gast)


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Danke für eure Antworten

Ich hab mich vielleicht etwas schlecht ausgedrückt (und nicht nur in der 
Überschrift).

Jede IR LED wird durch einen IC (IS471F) gesteuert.

Laut Datenblatt genügt es einen 0,33µF Kondensator, um den Stromspitzen 
entgegen zu würden, einzusetzen.

D.h.

Ich meinte damit

100 IR LEDs 50mA
100 0,33µF Kondensator vor jeder LED

Das müsste doch dann ausreichen?

von Jonathan S. (joni-st) Benutzerseite


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Hmmm, na ja, ein Mal zentral 22000µF wäre ganz gut. Bei 6,3V 
Spannungsfestigkeit ist das auch noch recht klein.


Gruß
Jonathan

von Kally K. (Gast)


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Leute wie kommt ihr auf 22000µF?

Hab ich was falsch gerechnet?:

Q= I*t = 5A*130µs = 650µC
C= Q/U = 650µC/5V = 130µF

Stimmt da was nicht?

Das einzige was ich befürchte ist, dass der Widerstand, über den sich 
der Kondensator in den 8µs aufladen muss, zu klein ist:

R= tau/C = 8µs/130µF = 0,06 Ohm

Man nimmt dann eben etwas ein wenig größeres, aber gleich 22000µF?

von Max (Gast)


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Mh ok

Wie rechnet ihr dies eigentlich aus? mit

Aber gehen 100 * 0,33µF auch?

Denn die 100 LEDs sind in einzelne Module unterteilt die Ausgeschaltet 
werden können (richtig). Wenn jetzt aber immer noch ein 22000µF 
Kondensator an der Hauptversorgung hängt sorgt das doch für mehr 
Stromentnahmespitzen?

von (prx) A. K. (prx)


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Kally K. schrieb:

> Stimmt da was nicht?

Wenn dir ein Spannungsverlust von 5V am Elko während dieser 8µs nicht 
ausmacht...

> Das einzige was ich befürchte ist, dass der Widerstand, über den sich
> der Kondensator in den 8µs aufladen muss, zu klein ist:

Gedacht war hier eher, vor die jeweiligen R-LED Strecken insgesamt einen 
einzigen C zu setzen, an Stelle der von dir gedachten einzelnen Cs pro 
LED. Der fällt dann entsprechend grösser aus. Nur sollte der in 8µs 
keine 5V verlieren, daher passt deine Rechnung auch hier nicht.

Was man bei solchen dicken Kunden hinter einem Schaltnetzteil beachten 
sollte: ob das dann überhaupt anfährt, oder ob es auf Kurzschluss 
entscheidet und gleich wieder abschaltet.

von Jonathan S. (joni-st) Benutzerseite


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Die 22000µF waren jetzt einfach mal so gesagt. Lieber zu viel als zu 
wenig!

Max schrieb:
> Wenn jetzt aber immer noch ein 22000µF
> Kondensator an der Hauptversorgung hängt sorgt das doch für mehr
> Stromentnahmespitzen?

Nein. Er glättet diese sogar. Nennt sich Pufferkondensator und soll für 
Stromspitzen puffern, damit die Spannung nicht zu weit einbricht. Bei 
einer 6A PWM würde ich evtl. noch mehr nehmen - je nach Frequenz... 
Damit dein Netzteil noch schnell genug nachregeln kann.


Gruß
Jonathan

von Max (Gast)


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Mh

Wenn ich erlich bin hatte ich an Pufferkondensator für die PWM LEDs 
überhaupt nicht gedacht.

PWM = 4,882 kHz (12Bit)


So ok dann werde ich aufjedenfall 22.000µF an der Stromquelle einsetzten 
und 0,33µF werde ich aber trotzdem an die IR LEDs mit anschließen.
Und ich werde das 20A Netzteil von Reichelt (SNT MW100-05 
(Schaltnetzteil, geschlossen, 5V / 20,0A / 100W)) verwenden. Nicht das, 
dass Netzteil dann zu heiß wieder oder sich beim Einschalten direkt 
wieder Ausschaltet, denn die Kondensatoren müssen immerhin geladen 
werden.

Jetzt ist nur noch die Frage wie groß der Kondensator für die PWM 
Steuerung sein muss. Ich weis aber nicht wie ich das Berechnen soll denn 
die PWM Steuerung ist nich fest. d.h. bei 4,8 kHz und 12Bit können alle 
LEDs mal 50ns oder auch 204,8µs lang an sein.

>> Wenn jetzt aber immer noch ein 22000µF
>> Kondensator an der Hauptversorgung hängt sorgt das doch für mehr
>> Stromentnahmespitzen?
>Nein.

Wenn das so ist dann kann ich doch auch einfach 5x10.000µF Kondensatoren 
Parallel schalten? Und bin damit auf der sicheren Seite?

von Henk (Gast)


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Mach da nicht so ein theater, grob sagt man 1000 microfarad pro ampere 
laststrom. Die kondensatoren sollten möglichst nahe an den lesistung 
schaltenden bauelementen sitzen und du musst im datenblatt des netzteils 
nachlesen was die maximale kapazitive belastung angeht, vermutlich 5 bis 
10.000 microfarad

von Jonathan S. (joni-st) Benutzerseite


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Man soll es aber auch nicht übertreiben. Nimm einfach mal 22.000µF, das 
sollte reichen.

von Kally K. (Gast)


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Henk schrieb:
> Mach da nicht so ein theater, grob sagt man 1000 microfarad pro ampere
> laststrom. Die kondensatoren sollten möglichst nahe an den lesistung
> schaltenden bauelementen sitzen und du musst im datenblatt des netzteils
> nachlesen was die maximale kapazitive belastung angeht, vermutlich 5 bis
> 10.000 microfarad

Jonathan Strobl schrieb:
> Man soll es aber auch nicht übertreiben. Nimm einfach mal 22.000µF, das
> sollte reichen.

Kann man das auch berechnen?

von Jonathan S. (joni-st) Benutzerseite


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Ja, mit deiner Formel oben. Mehr als 0,5V Spannungseinbruch sollten aber 
nicht entstehen. Aber meistens rechnet man nicht, sondern schätzt 
einfach und dimensioniert das nochmal um den Faktor 1,5 - 5 größer.


Gruß
Jonathan

von Kally K. (Gast)


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Jonathan Strobl schrieb:
> Ja, mit deiner Formel oben. Mehr als 0,5V Spannungseinbruch sollten aber
> nicht entstehen. Aber meistens rechnet man nicht, sondern schätzt
> einfach und dimensioniert das nochmal um den Faktor 1,5 - 5 größer.
>
>
> Gruß
> Jonathan

Danke!
Das wären dann bei 0,5V Spannungseinbruch:
C= Q/U = 650µC/0,5V = 1,3mF = 1300µF

Selbst beim Faktor 5 wären das noch 6500µF.
Könnte man diesen Wert nun auch nehmen?

von Ralph B. (rberres)


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Max schrieb:
> die IR LEDs sind nur 8µs aller für 130µs
>
> an

Hast du eigentlich daran gedacht, das die LEDs auch genau um dieses 
Verhältnis dunkler leuchtet?

Kally K. schrieb:
> Das einzige was ich befürchte ist, dass der Widerstand, über den sich
>
> der Kondensator in den 8µs aufladen muss, zu klein ist:

In solchen Fällen kann man mit Hilfe einer Induktivität den Kondensator 
vom Netzteil entkoppeln.

Netzteile mögen in der Regel sowieso keine so großen kapazitiven Lasten.
Sie werden dann potentiell instabil.


Ralph Berres

von Michael (Gast)


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Jonathan Strobl schrieb:
> Für deinen riesigen
> Stromverbrauch würde ich außerdem einen 22000µF (in nF: 22000000nF, nur
> mal zum vergleichen) Kondensator als Stützkondensator hinter das
> Schaltnetzteil machen. Mindestens!

Die Rechnung, die hinter dem Wert steht, möchte ich mal sehen.

Für die IR LEDs mit 5A über 8µs ist das eine Ladung von 40µC pro Puls. 
Angenommen die Spannung darf um 0.5V zzgl. Spannungsabfall am 
Innenwiderstand einbrechen, wäre dafür ein Kondensator von 80µF 
erforderlich. Wichtig ist, dass der den hohen Ströme verträgt und einen 
niedriegen Innenwiderstand hat, da dadurch zusätzliche Verlust 
entstehen. Ggf. könnte daher die Parallelschaltung mehrerer low ESR 
Kondensatoren sinnvoll sein.

von Michael (Gast)


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Kally K. schrieb:
> Q= I*t = 5A*130µs = 650µC
> C= Q/U = 650µC/5V = 130µF
>
> Stimmt da was nicht?

Allerdings. Die 5A fließen über 8µ und dann sind 122µs Pause, d.h. 40µC 
muß der Kondensator liefern und man wird sich kaum erlauben dürfen, den 
Kondensator vollständig zu entladen, falls daher die 5V in der Gleichung 
stammen. Der Spannungshub aus dem die Ladung geschöpft wird, ist die 
"Rest"-welligkeit, die man sich auf Basis der (unbekannten) 
Schaltungsauslegung genehmigen kann.

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