Mikrocontroller-gesteuerte Konstantstromquelle

LEDfan Gast #2654224
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Hallo,

Ich möchte eine µC-gesteuerte Konstantstromquelle für Leistungs-LEDs 
aufbauen, bis 4A an 12V.
Der µC (ein ATtiny) bekommt 5V über einen Festspannungsregler und gibt 
ein PWM-Signal (mit etwa 10kHz) aus, das ich mittels RC-Filter glätten 
und mit Spannungsteiler runtersetzen will. Das soll dann als 
Steuerspannung für die spannungsgesteuerte Konstantstromquelle dienen 
(OPV+MOSFET)
Etwa so:


                          +12V
PWM>--+                     |
      |                     |
      R2                   LAST
      |                     |
      +----+---- |+\        |
      |    |     |  >-----|-+
      |    |   +-|-/      |    N-MOSFET
      |    |   |          |-+
      R1   C1  |            |
      |    |   +------------+
      |    |                |
      |    |                Rs
      |    |                |
GND---+----+----------------+

Dazu hab' ich ein paar Fragen:

1) Ist die Kombi aus R1/R2 und C1 zum PWM-Glätten bereits genug, oder 
sollte da noch ein R3 zwischen Spannungsteiler und C1? Ein bisschen 
Ripple (auch 10%) würden mich nicht stören. Ich dachte an Rs=0R1, 
R2=20k, R1=2k

2) Zur vermeidung von Oszillationen sollte in den Feedback-Kreis wohl 
noch ein Kondensator (zwischen OPV-Ausgang und invertierendem Eingang) 
sowie noch 1 oder 2 Widerstände (Je einen bei OPV-Ausgang und inv. 
Eingang): Wo genau (und warum gerade dort) und wie dimensioniert (und 
warum gerade so)?

Vielen Dank schon mal im Voraus!
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Dietrich L. #2654265
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LEDfan schrieb:
> 1) Ist die Kombi aus R1/R2 und C1 zum PWM-Glätten bereits genug, oder
> sollte da noch ein R3 zwischen Spannungsteiler und C1?

R3 ist völlig unnötig; die identische Wirkung erzielst Du mit Erhöhen 
der Widerstände R1 und R2.

> 2) Zur vermeidung von Oszillationen sollte in den Feedback-Kreis wohl
> noch ein Kondensator (zwischen OPV-Ausgang und invertierendem Eingang)

Ja.

> sowie noch 1 oder 2 Widerstände (Je einen bei OPV-Ausgang und inv.
> Eingang): Wo genau (und warum gerade dort) und wie dimensioniert (und
> warum gerade so)?

Ein R zwischen Rs und inv. Eingang. Sonst wirkt der Kondensator ja 
nicht, da Rs sehr niederohmig.

Gruß Dietrich
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LEDfan Gast #2654375
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@Falk: Ich schalte 3 LEDs in Reihe, die brauchen je etwa 3.2V, da ist 
der Wirkungsgrad auch ohne Schaltregler ganz ok. Außerdem möchte ich die 
LEDs selbst nicht mit PWM betreiben (sofern ich den Beitrag richtig 
verstehe, passiert das dort)

@Dietrich: So?
R3=10k, C2=100nF (RC=1ms) ?  Oder kleineres RC?


                            +12V
PWM>--+                       |
      |                       |
      R2                     LAST
      |                       |
      +----+---- |+\          |
      |    |     |  >---+---|-+
      |    |   +-|-/    |   |    N-MOSFET
      |    |   |        C2  |-+
      R1   C1  |        |     |
      |    |   +--------+--R3-+
      |    |                  |
      |    |                  Rs
      |    |                  |
GND---+----+------------------+
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Dietrich L. #2657627
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LEDfan schrieb:
> Irgendwo hab ich auch noch mal einen Widerstand zwischen OPV-Ausgang und
> gate (vor C2) gesehen, glaube ich - unnötig?

Hängt vom OPV ab; einige mögen die niederohmige kapazitive Last nicht, 
wie es die Gate-Source-Kapazität (+Rs) sein kann.

Aber wenn, dann hinter C2! C2 also direkt am OPV-Ausgang, sonst wirkt 
C2 als schnelle Gegenkopplung ja nicht: Tiefpass aus diesem R + C_gs.

Gruß Dietrich
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LEDfan Gast #2661229
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Dann bau ich den auch mal ein:

                             +12V
PWM>--+                        |
      |                        |
      R2                      LAST
      |                        |
      +----+-----|+\           |
      |    |     |  >--+-R4--|-+
      |    |   +-|-/   |     |    N-MOSFET
      |    |   |       C2    |-+
      R1   C1  |       |       |
      |    |   +-------+--R3---+
      |    |                   |
      |    |                   Rs
      |    |                   |
GND---+----+-------------------+


Wie sicher geht da der Strom eigentlich "aus", wenn vom PWM-Ausgang Low 
kommt? Das bedeutet ja nicht, dass Gate-Spannung und FET auch "ganz aus" 
sind...



Dann hat sich da noch eine andere Anwenungsmöglichkeit ergeben: Ich 
möchte das Ding auch gerne als Stroboskop (mit 4A-Pulsen) benutzen, d.h 
der zweite PWM-Ausgang des uC soll an der Glättung vorbei die LED 
ansteuern. Dazu hab ich zwei Fragen:

Wie klein kann ich R3*C2 machen? Geht C2=1nF, R3=1k --> RC=1us ? Das 
wäre schnell genug für's Strobo...

Und wie schließe ich das an? Kann man das so machen:

PWM2>-----------+                 +12V
PWM1>-+         |                  |
      |         |                  |
      R2        R6                LAST
      |         |                  |
      +----+-D1-+----|+\           |
      |    |    |    |  >--+-R4--|-+
      |    |    |  +-|-/   |     |    N-MOSFET
      |    |    |  |       C2    |-+
      R1   C1   R5 |       |       |
      |    |    |  +-------+--R3---+
      |    |    |                  |
      |    |    |                  Rs
      |    |    |                  |
GND---+----+----+------------------+

D1 soll die Glättung im Stroboskop-Betrieb (PWM2) abkoppeln, so dass nur 
R5/R6 als Spannungsteiler wirkt.
Im geglätteten Betrieb (PWM1) wirken dann R2/R1/R5 als Spannungsteiler 
zusammen (mit noch den 0.3V and D1 (Schottky)).
Der jeweils ungenutzte PWM-Ausgang wird dann hochohmig gesetzt (als 
Eingang).
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