Konstantstromquelle LED 3A

@  Chris (Gast)

>Z-Diode hat 0,5W bei 13V

Und brennt dir schneller weg als du denkst.

>Versorgungsspannung 7-20V möchte ich in etwa haben
>Ausgangsspannung 3-4V

Nöö, du willst den Ausgangsstrom regeln, bei ca. 3-4V

>geht das so?

Nö.

>muss da unbedingt geglättete Gleichspannung als Eingangspannung dran

Einigermassen. Ein passender Elko sollte schon hinter dem Gleichrichter 
sitzen.

>oder
>reicht eine gleichgerichtete Wechselspannung?

Nein.

Richtig macht man es so, bis zu 700mA/3W.

Konstantstromquelle fuer Power LED

Für 3A braucht man einen kleinen Treiber, bestehend aus einer Diode und 
PNP-Transistor.

Beitrag "MC34063 step-up 42V out mit externem Mosfet"

Aber 20V wird knapp für den MOSFET, die meisten vertragen nur 20V am 
Gate. Bleib mal besser unter 15V.

MfG
Falk

@  Chris (Gast)

>aber der strom kann doch nur von vcc über den 10kohm widerstand zur z
>diode? da dürfte doch fast kein strom fließen?

Uuups, stimmt. Aber damit ist noch ein viel größerer Fehler drin, 
nämlich eine Invertierung des Leistungsschalters. Und 10K sind alles 
andere als brauchbar, um einem MOSFET schnell einzuschalten. -> geht 
erst recht nicht.

MfG
Falk

Wenn es denn der gute, alte MC34063 sein soll, siehe Anhang.

Dann nimm einen MOSFET, der 20, besser 30V am Gate aushält.

Wird sehr eng, eher nicht, vor allem wenn die Batteriespannung (3x 
LiPo?) sinkt.

JD schrieb:

> Ich habe eine Spannungsdifferenz von bis zu 4,8V.
> Das müsste doch ausreichen sein um die 3 LED´s in Reihe zu betreiben.

Für rote LEDs müsste das reichen; für weisse nicht.
Gruss
Harald

Falk Brunner schrieb:
> Wenn es denn der gute, alte MC34063 sein soll, siehe Anhang.

Gibt es eine Doku zu dieser Schaltung oder ist das eine Eigenkreation?

Ich hätte ein paar Fragen dazu:
Lässt sich die Induktivität irgendwie verkleinern, z.B. durch Anpassen 
der Frequenz? 330µH sind bei >3A Sättigungsstrom kaum zu bekommen und 
falls doch... etwas sperrig.
Kann man die Schaltung auch mit zwei LiIon-Zellen in Reihe betreiben, 
evtl. mit LogicLevel Mosfet?
Ich habe die Schaltung mal auf einem Steckbrett aufgebaut, komme 
allerdings nur auf 1.5A LED-Strom. Ich könnte mir vorstellen, dass das 
an R1 und den Leitungen liegt, mein Multimeter zeigt 0.3 Ohm an. Der 
Elko C2 wird im Testaufbau relativ warm, sollte man da einen speziellen 
Typ nehmen?
Auf was muss man bei der Wahl des Mosfets achten, abgesehen davon, dass 
R_DSon möglichst klein sein sollte? Könnte man beispielsweise einen TSM 
2312 einsetzen?

Wäre nett, wenn mir jemand die Schaltung etwas näher bringen könnte. In 
den Datasheets findet man leider nur Standarbeschaltungen und wenig 
genauere Erklärungen dazu.

Gruß,
Stefan

@  Stefan S. (br4in)

>Gibt es eine Doku zu dieser Schaltung oder ist das eine Eigenkreation?

Eigenkreation.

>Lässt sich die Induktivität irgendwie verkleinern, z.B. durch Anpassen
>der Frequenz?

naja, der IC ist mit 100kHz schon recht hoch ausgelastet, vielleich kann 
man ihn mit 200kHz quälen.

>Kann man die Schaltung auch mit zwei LiIon-Zellen in Reihe betreiben,
>evtl. mit LogicLevel Mosfet?

Könnte klappen.

>an R1 und den Leitungen liegt, mein Multimeter zeigt 0.3 Ohm an. Der
>Elko C2 wird im Testaufbau relativ warm, sollte man da einen speziellen
>Typ nehmen?

LOW ESR.

Danke Falk, das hat schon mal weiter geholfen.
Was ich mich generell frage (denn der "Leistungsteil" all dieser 
Schaltungen ist ja immer ziemlich gleich): Wie dimensioniert man die 
Induktivität und den MOSFET?

Beim L geht man ja wahrscheinlich über die Zeitkonstante, oder? Welche 
Zeitkonstante strebt man so an? Für einen möglichst geringen Ripple 
wahrscheinlich kleiner als 1/f, aber wie viel etwa? Woher bekommt man R 
in dem Fall, es wäre ja eigentlich R_L1+R_LED1+R1+R_DSon, wobei R_L1 je 
nach verwendeter Induktivität ja variiert und R_LED1 ja auch relativ 
variabel ist, je nach LED? Oder bin ich da komplett auf dem Holzweg?

Beim MOSFET habe ich mal einen TSM2312 getestet. Datasheet: 
http://www.taiwansemi.com/DSfile/TSM2312_C07.pdf
Ich Spannung, Maximalstrom und niedriger R_DSon schienen mir passend, 
allerdings wird der ziemlich heiss. Mein einziger Einfall, woher die 
Verluste kommen könnten, ist die hohe Frequenz und die dadurch 
entstehenden Anstiegs- und Abfallzeiten, in denen der Widerstand des 
FETs zwischen sehr niedrig und sehr hoch schwankt und Verluste nach 
P=RI^2 erzeugt?!
Auf was achtet man bei solch einer Schaltung, wenn man den FET auswählt, 
bzw. woran orientiert man sich?

Danke und Gruß,
Stefan

@  Stefan S. (br4in)

>Schaltungen ist ja immer ziemlich gleich): Wie dimensioniert man die
>Induktivität und den MOSFET?

MOSFET. Muss halt die maximale Versorgungsspannung + Reserve aushalten, 
hier reicht ein 20V Typ.

>Beim L geht man ja wahrscheinlich über die Zeitkonstante, oder?

Ja.

>Welche
>Zeitkonstante strebt man so an? Für einen möglichst geringen Ripple
>wahrscheinlich kleiner als 1/f, aber wie viel etwa?

Naja, der Ripple sollte halt rigendwo bei 1/2 oder weniger als der 
mittlere Strom sein. Allerdings rechnet man das nicht über die L/R 
Zeitkonstante, sondern eher über L = U * t / I, wobei U = Uf_LED + 
Uf_Diode ist und t die Periodendauer*Tastverhältnis vom Schaltregler.

>Beim MOSFET habe ich mal einen TSM2312 getestet. Datasheet:
>http://www.taiwansemi.com/DSfile/TSM2312_C07.pdf

Sieht OK aus für 3A. Aber warum so ein Exot? Der nur 8V UGS verträgt? 
Das wird dann nichts mit 12V Betrieb.

>Ich Spannung, Maximalstrom und niedriger R_DSon schienen mir passend,
>allerdings wird der ziemlich heiss.

Was heißt das konkret? 33mOhm * 3A^2 = 297mW. Geht so, aber die müssen 
auch gekühlt werden, also ein paar kleine Kupferflächen an die Pins.

Okay, die 8V U_GS habe ich zugegebenermaßen nicht beachtet. Das würde 
auch erklären, warum der FET so warm wird (konkret: man kann ihn nach 
ca. 1min Betrieb nicht mehr anfassen). Ich habe diesen Typ verwendet, 
weil ich ihn gerade da hatte. Der würde sich aber wohl für ~7V 
Betriebsspannung ganz gut eignen, oder?

Wenn ich L nach deiner Erklärung berechne, komme ich auf eine deutlich 
kleinere Induktivität:

U_fLED = 3.35V
U_fD = 0.57V
t bei 100kHz = 10µs (mal von 100% duty cycle ausgegangen)
I = 3A

L = t*U/I = 13.1µH?
(Verwendet habe ich eine Cree XM-L T6 LED und eine SR504 Schottky Diode)

Gruß,
Stefan

@  Stefan S. (br4in)

>Okay, die 8V U_GS habe ich zugegebenermaßen nicht beachtet. Das würde
>auch erklären, warum der FET so warm wird

Nein, das ist nicht der Grund.

>weil ich ihn gerade da hatte. Der würde sich aber wohl für ~7V
>Betriebsspannung ganz gut eignen, oder?

Nö, der ist schon für 20V am DRAIN geeignet, aber am GATE bitte nur 5V.

>U_fLED = 3.35V
>U_fD = 0.57V
>t bei 100kHz = 10µs (mal von 100% duty cycle ausgegangen)

zuviel. DC ist ~ (Uf_LED + Uf_Diode) / VCC macht bei 12V ~0,3

>I = 3A

>Wenn ich L nach deiner Erklärung berechne, komme ich auf eine deutlich
>kleinere Induktivität:

Soviel Ripple will man ja nicht, eher die Häfte oder weniger.

>L = t*U/I = 13.1µH?

Die Rechnung ist soweit richtig. Wo jetzt der Haken ist, weiß ich auf 
die Schnelle auch nicht. Wahrscheinlich ist der Rippler zu hoch 
angesetzt.