Welcher Strom fließt wirklich?

Jana schrieb:
> Bsp:       10 LEDs, Multiplexstrom 100mA     -> 1000mA

Multiplexstrom ist ja der, der pro LED fliesst. Da Multiplex, fliesst 
der nur für ´ne kurze Zeit immer nur durch "eine" LED, in deinem 
Beispiel 100mA,was dein Messgerät auch anzeigen würde wenn es denn auch 
dafür geignet wäre, was es nicht zu sein scheint.

Soweit meine unmaßgebliche Meinung

Andreas M.

Wo misst du denn den Strom? Direkt aus deiner Spannungsversorgung?
Wenn du den Strom pro LED messen möchtest muss dein Messgerät "True RMS" 
können und die entsprechende Multiplexfrequenz verkraften. Dann zeigt es 
dir einen errechneten Mittelwert an.

Andreas schrieb:
> was dein Messgerät auch anzeigen würde wenn es denn auch
> dafür geignet wäre, was es nicht zu sein scheint.
Nö.Schonmal was von einem Effektivwert gehört? Das Multimeter zeigt den 
Effektivwert an, nicht den Maximalstrom.

Also ich messe am "Eingang" der gesamten Schaltung, direkt in Reihe zum 
Netzgerät quasi. Es sind zwischen 0 ud maximal 10 LEDs gleichzeitig an, 
dannach erst sind die nächsten an. Also müsste der Strom zwischen 0mA 
und 1000mA (plus vernachlässigbarer µC) sein, er ist aber wenn alle LEDs 
an sind maximal bei ca. 300mA (bedingt durch das Multiplexen denke ich). 
Doch wie hoch muss ich jetzt das Netzteil auslegen, für meine 
errechneten Stromspitzen oder für den Effektivwert?

LG Jana

Hallo Jana,

das Netzteil muss dir den zeitlich gemittelten Strom liefern können. Den 
hast du schon gemessen (300 mA), sofern bei deiner Messung der 
Messbreich auf DC eingestellt war. (Oder auf "-" oder "=" oder wie auch 
immer es auf deinem Messgerät angegeben wird). Wenn du in einer anderen 
Einstellung gemessen hast (z.B. in "AC" oder "AC+DC" oder "~" oder 
.....) dann wiederhole die Messung einfach noch mal im "DC" Bereich 
(nennt sich auch "Gleichstrombereich" und ist genau dafür gemacht, den 
zeitlichen Mittelwert zu ermitteln). Achte dabei darauf, dass deine LEDs 
maximal leuchten. Der Strom, den du dann misst, entspricht dem Wert den 
dein Netzteil liefern muss.

Der Spitzenstrom ist durch das Schalten der LEDs zwar höher, aber zur 
Abpufferung dieser Stromspitzen nutzt man Kondensatoren: wenn gerade 
eine Stromspitze verlangt wird, liefern diese den Extrastrom, in der 
restlichen Zeit werden sie vom Netzteil aufgeladen. Wahrscheinlich hat 
dein Netzteil schon ausreichend große Kondensatoren verbaut, aber es ist 
keine schlechte Idee, auch ein paar davon auf den Eingang deiner 
Schaltung zu setzen.

viele Grüße

Achim

Achim S. schrieb:
> auch ein paar davon auf den Eingang deiner Schaltung zu setzen.

Stützkondensatoren am rechten Ort sind immer nützlich.

Jana schrieb:
> Für welche Leistung sollte das Netzgerät nun ausgelegt sein?

Frage dabei wäre was konkret passiert, wenn das Multiplexen nicht 
funktioniert und alle LEDs VOLLEN Strom bekommen! Entweder ist 
konstruktiv vorgesorgt oder ein schwächliches Netzteil meldet weißen 
Rauch.

Danke für die (wirklich) nachvollziehbaren Antworten !!

Wie groß sollten die Kondensatoren denn sein, reichen da kleine Folien- 
oder Keramikkondensatoren oder sollten es schon größere Elkos sein, 
wobei diese eventuell zu langsam sind, oder?

LG Jana

Hallo Jana,

im wesentlichen brauchst du Elkos mit ausreichend Kapazität. Die sind 
zwar wirklich nicht allzu schnell, aber dein Multiplex läuft ja auch 
nicht bei sehr hohen Frequenzen. Und um die steilen Schaltflanken 
abzupuffern schaltest du den Elkos noch ein paar kleinere Tantal-Elkos 
parallel.

Bei der Auswahl der Elkos solltest du aber darauf achten, dass im 
Datenblatt so etwas wie "pulsbelastbar" oder "low-ESR" oder ähnlich 
angegeben ist, sonst reduziert sich bei deiner Anwendung die Lebensdauer 
der Teile.

Die Kapazität der Elkos berechnest du über deine Mux-Frequenz und über 
den Spitzenstrom. Mal angenommen, du multiplext mit 1 kHz und die ersten 
5 LEDs leuchten, die anderen 5 LEDs sollen nicht leuchten. Dann muss der 
Elko 5 ms lang den Spitzenstrom liefern (eigentlich nur die Differenz 
zwischen Spitzenstrom und mittlerem Strom) und während der nächsten 5 ms 
den selben Strom wieder aufnehmen.

Angenommen die Differenz zwischen Spitzenstrom und mittlerem Strom 
beträgt 0,5 A, dann werden 0,5 A * 5 ms = 2,5 mC an Ladung abgegeben und 
wieder aufgenommen. Wenn du also einen Elko mit 2,5 mF wählst, würde die 
Spannung rechnerisch um 1 V hin und her wackeln, was eigentlich ein 
bisschen viel ist. Andererseits liegen wahrscheinlich im Netzteil noch 
Elkos am Ausgang parallel, und der MUX-Strom variiert nicht immer so 
stark wie im hier berechneten worst case, so dass die 2,5 mF vielleicht 
doch ausreichen.

Mit den konkreten Zahlen deiner Schaltung kannst du also einen 
Anhaltswert für die benötigte Kapazität ausrechnen, und es wird 
irgendwas im mF Bereich herauskommen. Je nachdem, wie viel Platz du auf 
der Schaltung hast und ob dich 2 € mehr für zusätzliche Elkos stören 
oder nicht, kannst du dann die berechnete Kapazität verbauen, oder ein 
Vielfaches davon als "Sicherheitspolster".

Wenn du alles zusammengebaut hast, kannst du ja die LEDs mal mit dem 
worst case Muster ansteuern und ausmessen, wie start die 
Versorgungsspannung tatsächlich schwankt. Dazu musst du das Multimeter 
aber auf "AC" (nicht auf "AC+DC") schalten. Dann wird dir der 
Effektivwert der Spannungsschwankungen angezeigt (wenn dein Messgerät 
den echten Effektivwert bestimmen kann) oder ein Wert, der dem 
Effektivwert zumindest nahe kommt (wenn du ein etwas einfacheres, 
"sinuskalibriertes" Messgerät verwendest). Wenn die Schwankungen nicht 
zu hoch sind, und deine Schaltung zuverlässig damit klar kommt, dann 
passt alles...

viele Grüße

Achim

Achim S. schrieb:
> Anhaltswert für die benötigte Kapazität ausrechnen

Das ist die eine Seite. Die andere Seite ist, daß Deine Gleichrichter 
oder ein schwächliches Netzteil die verursachten Spitzenströme durch 
Deine weiteren Elkos verkraften müssen.

Weiterhin sollte man bei Multiplexbertrieb mögliche Störungen durch 
Rechteckimpulse und deren Oberwellen genauer betrachten! Jeder Draht ist 
auch eine wunderschöne Antenne.

>Das Multimeter zeigt den Effektivwert an, nicht den Maximalstrom.

Wenn es KEIN TrueRMS Multimeter ist, dann zeigt es den 1,11fachen 
Gleichrichtwert als Effektivwert an.