Hallo, gibt es für die im Titel erwähnte Frage einen vernünftigen Ansatz? Die häufigen Schaltvorgänge sind sicherlich problematisch sowie überhaupt das Verhalten während des Umschaltens und möglicher Tot-Zeiten. Hierfür müsste der Baustein widerum träge genug sein um die Spannung nicht ins Unermessliche zu heben. Ich habe einen Aufbau mit 11 npn- und 10 pnp-Transistoren geplant, die über drei kaskadierte Schieberegister angesteuert werden. Die verwendeten LEDs vertragen gepulst 100mA. Das wird bei etwa 4,3V sein. Da ich geplant hatte mit 5V Betriebsspannung zu arbeiten, wird das wohl eng mit einem Vorwiderstand.. Die erste Idee war, mit 12V für die LEDs zu arbeiten. Die Transistoren werden allerdings mit max. 5V angesteuert. Also dachte ich an einen Baustein mit einer Konstantstromquelle, die die 100mA halbwegs konstant (bedingt durch das ständige Schalten) liefert. Ist das realistisch? Gibt es eine vernünftige Lösung ohne alles Bestehende über den Haufen werfen zu müssen? Gruß Wolfgang
Wolfgang H. schrieb: > Das wird bei etwa 4,3V sein. > Da ich geplant hatte mit 5V Betriebsspannung zu arbeiten, wird das wohl > eng mit einem Vorwiderstand.. Eng wird das vor allen Dingen, da sich die Transitoren auch noch ein wenig Spannung gönnen. Die 4,3V wirst du sowieso nicht erreichen. Da hilft dir dann eine KSQ auch nicht weiter. Ich würde einen Vorwiderstand von 1 Ohm reinsetzen und mir das Ergebnis anschauen. Von der Helligkeit sollte das wohl reichen. Der Unterschied zwischen 80 und 100% ist gar nicht so groß. mfg.
Wolfgang H. schrieb: > gibt es für die im Titel erwähnte Frage einen vernünftigen Ansatz? Details! > Ich habe einen Aufbau mit 11 npn- und 10 pnp-Transistoren geplant, die > über drei kaskadierte Schieberegister angesteuert werden. Bahnhof. Sag doch mal an, wieviele LED in welcher Anordnung. > Die > verwendeten LEDs vertragen gepulst 100mA. Das wird bei etwa 4,3V sein. Welche LED braucht denn 4.3V? > Die erste Idee war, mit 12V für die LEDs zu arbeiten. Die Transistoren > werden allerdings mit max. 5V angesteuert. Also dachte ich an einen > Baustein mit einer Konstantstromquelle, die die 100mA halbwegs konstant > (bedingt durch das ständige Schalten) liefert. Ist das realistisch? Gibt > es eine vernünftige Lösung ohne alles Bestehende über den Haufen werfen > zu müssen? Wie es aussieht, willst du Konstantstromquelle und Multiplex-Schalter trennen. Allerdings kannst du mit einer Stromquelle auch immer nur eine LED angeschaltet haben. Wenn man eine Matrix mit Zeilen und Spalten hat (und erst dann ergibt Multiplexen einen Sinn) dann braucht man für die eine Dimension der Matrix (geschaltete) Stromquellen und für die andere Dimension simple Schalter. Mit nur einer Stromquelle kommt man nicht hin. Stromquellen kann man problemlos schaltbar machen. z.B. die Schaltung hier: http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_bipolaren_Transistoren Wenn man R2 nicht nach Vcc legt, sondern an den Ausgang eines µC (oder Schieberegisters), dann kann man den Strom ein- und ausschalten. So eine simpel-Stromquelle braucht mindestens ca. 1V; wenn weniger Spannung da ist, geht aber nix kaputt, sondern nur der Strom zurück. Wenn wir mal mit den üblichen 3.5V pro LED rechnen, 0.2V für den high-Side Schalter und o.g. Schaltung als low-Side Schalter, dann bleiben bei 5V Versorgung noch 1.3V für die Stromquellen, also alles im grünen Bereich. XL
Thomas Eckmann schrieb: > Eng wird das vor allen Dingen, da sich die Transitoren auch noch ein > wenig Spannung gönnen. 0,3 .. 0,5V fallen da schon ab. Besser ists mit MOSFETs, die können <0,1V Abfall. Peter
Hallo zusammen! >Eng wird das vor allen Dingen, da sich die Transitoren auch noch ein wenig Spannung gönnen. Ja, das stimmt. Meine Aussage hat scheinbar nicht ironisch genug geklungen :-) >Der Unterschied zwischen 80 und 100% ist gar nicht so groß. Das ist richtig. Aber der Unterschied zwischen 100% und 120% kann auf Dauer groß sein, wenn irgendwelche Toleranzen gerade mal schlecht liegen. Oder ist damit eher nicht zu rechnen? Das Problem ist, dass ich weiß: Ich kann 100mA durchschicken. Aber ich weiß nicht genau bei welcher Spannung. Und die kann bei jeder LED ja auch leicht unterschiedlich sein. >Bahnhof. Sag doch mal an, wieviele LED in welcher Anordnung. 11 Spalten, 10 Zeilen und jeweils eine LED. Also 110 Stk. insgesamt. Die hier verwende ich: http://www.led1.de/shop/standard-leds/led-48mm-ultrahell-strawhat/strawhat-led-48mm-warmweiss-wedww03-cm.html >http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_bipolaren_Transistoren Das klingt interessant. Danke. Wie schnell pendelt sich der Wert denn ein? Mit welcher Frequenz kann man das Teil takten? Gibt's dazu Erfahrungswerte? Mein Grundgedanke war folgender: Es leuchtet jeweils nur eine LED. Also dachte ich, reicht prinzipiell auch eine Stromquelle am Kollektor der pnp-Transistoren für alle LEDs zusammen. Diese müsste allerdings damit klarkommen, dass es während des Schaltens dazu kommen kann, dass für einen sehr kleinen Augenblick alle Transistoren sperren. >Besser ists mit MOSFETs, die können <0,1V Abfall. Stimmt wahrscheinlich. Aber dafür könnte evtl. wieder ein Treiber notwendig sein, was ich mir sparen möchte. Vor allem habe ich die pnps und npns schon hier rumliegen ;-) Schöne Grüße Wolfgang
Wolfgang H. schrieb: > Die hier verwende ich: > http://www.led1.de/shop/standard-leds/led-48mm-ultrahell-strawhat/strawhat-led-48mm-warmweiss-wedww03-cm.html > Das Problem ist, dass ich weiß: Ich kann 100mA durchschicken. Bin ich blind oder ist da tatsächlich kein Datenblatt verlinkt? Die Kurzdaten sagen jedenfalls 3.2V @ 20mA. Und I_max=30mA. Damit ist weder klar, ob die LED 100mA bei Tastung 1:10 aushält (vermutlich ja). Welche Flußspannung sie bei 100mA hat, können wir nur raten. Aber 4.3V erscheint mir zu viel. > Aber ich weiß nicht genau bei > welcher Spannung. Und die kann bei jeder LED ja auch leicht > unterschiedlich sein. Deswegen ja Konstantstromquellen (bzw. -Senken) >>Bahnhof. Sag doch mal an, wieviele LED in welcher Anordnung. > 11 Spalten, 10 Zeilen und jeweils eine LED. Also 110 Stk. insgesamt. > Mein Grundgedanke war folgender: Es leuchtet jeweils nur eine LED. Wie kommst du darauf? Es leuchten maximal alle LED einer Zeile, minimal keine. Siehe LED-Matrix. Achtung: das dort geschriebene bezieht sich auf das Multiplexen der Spalten. Ich gehe hier davon aus, daß die Zeilen gemultiplext werden. >>http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_bipolaren_Transistoren > Das klingt interessant. Danke. Wie schnell pendelt sich der Wert denn > ein? Mit welcher Frequenz kann man das Teil takten? So schnell, wie die Transistoren sind. Einige Hundert kHz sicherlich. Aber wegen der Störungen und Schaltverluste geht man mit der Frequenz nicht höher als nötig. Mit 1kHz Multiplexfrequenz und 10 Zeilen kämst du auf 100Hz Wiederholrate. Reicht gerade aus. Notfalls geh auf 2kHz. >>Besser ists mit MOSFETs, die können <0,1V Abfall. > Stimmt wahrscheinlich. Aber dafür könnte evtl. wieder ein Treiber > notwendig sein, was ich mir sparen möchte. Mit 100mA pro LED und 11 Spalten muß dein Zeilentreiber maximal 1.1A stemmen. Das schafft ein IRF7416 mit 5V Ansteuerung problemlos. Und bei den in Frage stehenden Frequenzen reicht ein CMOS-Ausgang als Treiber. > Vor allem habe ich die pnps und npns schon hier rumliegen ;-) Wenn du davon ausgegangen bist, daß immer nur eine LED pro Zeile leuchtet, dann sind die vermutlich zu schwach dimensioniert. XL
Axel Schwenke schrieb: > Bin ich blind oder ist da tatsächlich kein Datenblatt verlinkt? Die > Kurzdaten sagen jedenfalls 3.2V @ 20mA. Und I_max=30mA. Damit ist weder > klar, ob die LED 100mA bei Tastung 1:10 aushält (vermutlich ja). Wenn man sich die Datenblätter aktueller Standard-LEDs ansieht, ist ein 10-facher Strom eher nicht zulässig. Zumindest wird er die Lebensdauer der LEDs stark verkürzen. Gruss Harald
Harald Wilhelms schrieb: > Axel Schwenke schrieb: > >> Bin ich blind oder ist da tatsächlich kein Datenblatt verlinkt? Die >> Kurzdaten sagen jedenfalls 3.2V @ 20mA. Und I_max=30mA. Damit ist weder >> klar, ob die LED 100mA bei Tastung 1:10 aushält (vermutlich ja). > > Wenn man sich die Datenblätter aktueller Standard-LEDs ansieht, > ist ein 10-facher Strom eher nicht zulässig. Es ist ja auch nur das 5-fache des empfohlenen (und das 3.3-fache des maximalen) Dauerstroms. Bei 1:10 gemittelt 10mA. Rein thermisch geht das sicher. Aber es gibt halt auch nichtthermische Limitationen. XL
> Also dachte ich an einen Baustein mit einer Konstantstromquelle, > die die 100mA halbwegs konstant liefert. Ist das realistisch? Sicher, Konstantstromtreiber sind handelsüblich, CAT4016 (Darisus.de), STP16CP05 (Segor.de), PCA9626B (Reichelt.de) > Mein Grundgedanke war folgender: Es leuchtet jeweils nur eine LED. Bei 110-fachem Strom ? You must be kidding. http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.8.1 > und 10 pnp-Transistoren Die müssen 1.1A schalten und benötigen dazu mindestenns 55mA Basisstrom, als müsstest du einen weiteren Transistor vorschlaten um den liefern zu können. Nimm lieber LogicLevel P-Kanal MOSFETs wie IRF7316, die schalten die 1.1A problemlos. > Stimmt wahrscheinlich. Aber dafür könnte evtl. wieder ein Treiber > notwendig sein, was ich mir sparen möchte. Bau dein Leben lieber auf Wissen als auf falschen Vermutungen auf. Es ist genau andersrum: (LogicLevel-)MOSFETs gehen direkt an den 5V uC-Ausgang, Bipolartransistoren nicht.
>Bin ich blind oder ist da tatsächlich kein Datenblatt verlinkt? Ich hatte bei dem Shop angefragt und das ausführlichere Datenblatt zugeschickt bekommen. Ich hoffe, es spricht nichts dagegen, das hier in den Anhang zu packen(?). Die 4,3V scheinen halbwegs realistisch zu sein, wie ich finde. Aber das interessiert bei einer Stromquelle dann natürlich nicht mehr. >Ich gehe hier davon aus, daß die Zeilen gemultiplext werden. Ehrlichgesagt war ich bisher davon ausgegangen, sowohl Zeilen als auch Spalten zu multiplexen. Aber wenn man darüber nachdenkt, wird mir klar, dass das wenig Sinn ergibt. Dementsprechend braucht man dann auch pro Spalte/Zeile (je nach Art des Multiplexen) jeweils eine Stromquelle, verstehe :-) >Sicher, Konstantstromtreiber sind handelsüblich Das ist mir schon klar. Es ging mir dabei hauptsächlich um das Verhalten während des Schaltens und darum, wie schnell die sind. >Bei 110-fachem Strom Wie kommst Du darauf? >Nimm lieber LogicLevel P-Kanal MOSFETs Wahrscheinlich ist das einfacher, okay. Sehe ich ein. Vielen Dank an Euch!
Wolfgang H. schrieb: >>Bin ich blind oder ist da tatsächlich kein Datenblatt verlinkt? > Ich hatte bei dem Shop angefragt und das ausführlichere Datenblatt > zugeschickt bekommen. Ich hoffe, es spricht nichts dagegen, das hier in > den Anhang zu packen(?). Das ist ja mal ein schlechtes Datenblatt. Peak-Durchlaßstrom ist nur für einen einmaligen Impuls angegeben, für kontinuierlich gepulsten Betrieb gibts gar keine Angeben. Zu den 30mA If max von der Shopseite paßt keine der Angaben aus dem Datenblatt. Bei der Durchlaßspannung steht nicht dabei, für welchen Strom. Beim Diagram If/Uf steht nicht dabei ob das die typische Kennlinie sein soll oder was. Überdies sind die Werte inkonsistent. Wenn wir annehmen, daß die Uf-Zahlen (min 2.8V, typ 3.2V, max 3.6V) für 20mA gelten, dann stimmt das in keiner Weise mit der Kurve überein, die 3.7V @ 20mA sagt. > Die 4,3V scheinen halbwegs realistisch zu sein, wie ich finde. Dem Datenblatt kann man diese Angabe jedenfalls nicht entnehmen. > Aber das interessiert bei einer Stromquelle dann natürlich nicht mehr. Es interessiert schon. Zum einen muß die Betriebsspannung mindestens U_b >= U_sat_zeile + U_f_max + U_min_spalte sein. Anderseits wird in jeder Stromsenke (bei integrierten Treibern: je Kanal) eine Leistung von bis zu (U_b - U_f_min - U_sat_zeile) * I_f verheizt. Mal am Beispiel des STP16CP05: der kann bis 80mA liefern und braucht dann 1V am Ausgang (typisch 750mV). Mit Uf=4.3V und U_sat_zeile=0.1V reichen 5V dann nicht mehr, es müßten mindestens 5.4V sein. Nehmen wir mal an, du wölltest deine LED lieber mit 12V versorgen. Dann würde der Spaltentreiber 11 80mA (12V-0.1V-4.3V) = 6.7W verheizen müssen. Schafft der STP nicht. XL
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Hallo, ich habe mich zu Folgendem entschieden: Ich verwende an der high-side (falls man das so sagen kann :-) ) jeweils eine Stromquelle. An der low-side verwende ich Mosfets, da an denen weniger Spannung abfällt und sie entsprechend verlustärmer die summierten Ströme der ganzen Zeile schalten können. Dazu nun zwei Fragen: 1) Ich möchte wie gesagt diese Stromquellenschaltung verwenden: http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_bipolaren_Transistoren Allerdings an der high-side. Dafür wäre die Schaltung dann nicht geeignet. Kann man die auch "umdrehen", sodass der konst. Strom zwischen V_out und Masse fließt? Geht das so, wie ich das im Anhang probiert habe? Auch mit dem ENABLE-Eingang? 2) Als low-side-Mosfet würde ich den IRF7413 verwenden. Gibt's daran was auszusetzen? Schöne Grüße!
@ Wolfgang H. (Gast) >geeignet. Kann man die auch "umdrehen", sodass der konst. Strom zwischen >V_out und Masse fließt? Geht das so, wie ich das im Anhang probiert Ja. >habe? Auch mit dem ENABLE-Eingang? nein, und viel zu kompliziert. Dein Enable geht einfach an R2! >2) Als low-side-Mosfet würde ich den IRF7413 verwenden. Gibt's daran was >auszusetzen? Nö.
>nein, und viel zu kompliziert. Dein Enable geht einfach an R2!
Na wenn das geht, mache ich das natürlich. Ich hatte die Befürchtung,
damit vielleicht den Ausgang vom Schieberegister zu überlasten. Aber im
Prinzip geht ja nur der Strom durch den 4k7 und minimal was durch die
Basis vom rechten pnp.
Schönen Dank und beste Grüße
Ähh, ich hoffe du hast mich richtig verstanden. Die Masse von R2 wird aufgetrennt und DORT dran geht dein low aktives Enable. Dann fließt nur der Strom durch R2 auch durch deinen Enable-IO, und zwar gegen Masse.
Wolfgang H. schrieb: >>nein, und viel zu kompliziert. Dein Enable geht einfach an R2! > Na wenn das geht, mache ich das natürlich. Ich hatte die Befürchtung, > damit vielleicht den Ausgang vom Schieberegister zu überlasten. Aber im > Prinzip geht ja nur der Strom durch den 4k7 und minimal was durch die > Basis vom rechten pnp. Das Schieberegister muß den Basisstrom für den rechten Transistor liefern, der durch R2 fließt und von R2 auf (U_b - 2*0.7V) / R2 begrenzt wird. Mit Basisstrom sollte man hier nicht geizen, sondern die gleiche Auslegung wie für eine gesättigte Schaltstufe verwenden. Mal ein Beispiel: Vorgabe I_konst = 100mA, U_b = 5V. Transistor hat B=100. Macht rein rechnerisch I_B = 1mA. Wir wollen den Transistor sättigen, übersteuern ihn also 5-fach: I_B = 5mA. Nach obiger Formel ergibt sich R2 zu 740 Ohm. Da der Logik-Ausgang selber auch noch einen kleinen Spannungsabfall produziert, wählen wir R2 = 680R. 4.7K sind auf jeden Fall zu viel. PS: und wie Falk schon schrieb: Der Steueranschluß geht an das untere Ende von R2, das dafür natürlich von GND getrennt werden muß. XL
Achso, dann hatte ich das falsch verstanden. So ergibt es aber auch viel mehr Sinn. Danke für die Erklärung!
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