Led- Schaltung BC640 PWM

[Steven S. (virus)]

Hallo,

ich Plane gerade den Bau einer Par16 LED Downlight Lampe für RGBW per 
pwm.

Das Grundprinzip meiner Schaltung steht schon, nur bin ich mir nicht 
sicher ob der BC 640 überhaupt genug Leistung bekommt um vernünftig 
durchzuschalten.

im Anhang mal der gedachte Schaltplan..

Ich hoffe mir kann wer weiter helfen.

Die LED wird über die PWM gedimmt, jedoch nicht mit einem analogen wert, 
sondern mittels einer Rechteckspannung am digitalen Ausgang des ATMega 
16.

[MaWin (Gast)]

Ein BC640 wäre ein PNP und damit nicht das von
dir eingezeichnete Bauelement.

Mit 1.8mA kann man keine 700mA schalten.
Der Basisstrom eines Transistores sollte so
1/10 (oder zumindest 1/20) des geschalteten Stroms
betragen, also 70mA (nicht unter 35mA).

Du kannst nun entweder dafür sorgen, daß du 35mA
zum Schalten bekommst (falls es ein AVR uC-Ausgang
ist, kannst du 2 parallel schalten)

oder du verwendest Transistoren höherer Stromverstärkung
sogenannte Darlingtons, die leider auch höheren
Spannungsabfall haben, mehr als 1V, was in deiner
Scahltung wiederum störend ist.

           LED
        +--|<|--R-- +5V
        |
--2k2--|< BC517
        |E
       GND

Also muß man entweder 2 Transistoren verwenden, damit
der zweite voll durchgeschaltet wird

       +5V
        |
       2k2       +5V
        |        |E
        +--56R--|< BC640
        |        |
--2k2--|< BC547  +--|>|--R-- GND
        |E          LED
       GND

oder man verwendet eine MOSFET. Letzterer kann die
0.7A problemlos schalten, muß aber ein LogocLevel Typ
sein, wenn er mit den 5V aus einem uC-Ausgang
klarkommen soll. (RDSon@Ugs zählt).

    +--|<|--R-- +5V
    |
---|I GS2304
    |S
   GND

[Steven S. (virus)]

MaWin schrieb:
> oder man verwendet eine MOSFET. Letzterer kann die
> 0.7A problemlos schalten, muß aber ein LogocLevel Typ
> sein, wenn er mit den 5V aus einem uC-Ausgang
> klarkommen soll. (RDSon@Ugs zählt).
>
>     +--|<|--R-- +5V
>     |
> ---|I GS2304
>     |S
>    GND

Ja, nur mit Mosfet hatte ich bis jetzt noch nicht viel am Hut. Deswegen 
wollte ich die klassische Variante per Transistor vor nehmen. Simit 
betreibe ich die LED ja auch mit einem "konstaten Strom" und habe die 
helligkeit über das Integral der Periode.

Welchen nehme ich denn da am besten und bis zu welcher Frequenz darf er 
höchstens angesteuert werden?

[schuschu (Gast)]

Mit einer Induktivität könntest Du den erforderlchen Strom ~ halbieren.

[Stefan F. (sfrings)]

Du köntest einen IRL530N nehmen. Den steuerst du direkt durch den 
Mikrocontroller an, ohne Vorwiderstand.

[Steven S. (virus)]

Stefan Frings schrieb:
> Du köntest einen IRL530N nehmen. Den steuerst du direkt durch den
> Mikrocontroller an, ohne Vorwiderstand.

Also so dann? Muss ich den IRL530N dann noch kühlen?

[Bastler (Gast)]

Von dem Poti P1 empfiehlt es sich, ganz schnell Abstand zu nehmen. 
Einmal falsch gedreht - und das war's mit der LED.

[MaWin (Gast)]

> Welchen nehme ich denn da am besten

Ich wollte GF2304 dranschrieben, habe aber GS2304 getippt.

Im 10er Pack bei Pollin schön billig,
mehr als ausreichend Leistung, und trotzdem klein.

> und bis zu welcher Frequenz darf er höchstens angesteuert werden?

So viel dein ATmega schafft.

[Steven S. (virus)]

Bastler schrieb:
> Von dem Poti P1 empfiehlt es sich, ganz schnell Abstand zu nehmen.
> Einmal falsch gedreht - und das war's mit der LED.

1. Die LED muss ein Strombegrenzung haben..
2. Poti auf 100% drehen (15 Ohm)
3. µC Ausgang voll ansteuern
4. Poti so lange runter drehen bis 700mA fließen ;-)
5. Daran wird nachträglich auch nicht mehr dran rum gespielt, das dient 
nur um die kompletten 700mA zu erhalten ;-)

Aber jetzt nochmal der Schaltplan mit richtigem MOSFET.

[Steven S. (virus)]

MaWin schrieb:
>> Welchen nehme ich denn da am besten
>
> Ich wollte GF2304 dranschrieben, habe aber GS2304 getippt.
>
> Im 10er Pack bei Pollin schön billig,
> mehr als ausreichend Leistung, und trotzdem klein.
>
>> und bis zu welcher Frequenz darf er höchstens angesteuert werden?
>
> So viel dein ATmega schafft.

Aber da stellt sich mir noch eine Frage, Muss das magnetische feld nicht 
noch abgebaut werden bei Pin low? also 100kOhm widerstand vom Gate gegen 
masse?

Ich dachte Mosfet haben eine hfe begrenzung? Habe im Datenblatt 
irgendwie nichts gefunden...

[MaWin (Gast)]

> Muss das magnetische feld

Welches magnetische Feld ?
Da ist keine Spule.

> Ich dachte Mosfet haben eine hfe begrenzung?
> Habe im Datenblatt irgendwie nichts gefunden...

Dann dachtest du wohl falsch.

[Harald W. (wilhelms)]

Steven S. schrieb:

> 2. Poti (15 Ohm)

Und das Poti ist ein 7,5W Typ?
Gruss
Harald

[Steven S. (virus)]

MaWin schrieb:
>> Muss das magnetische feld
>
> Welches magnetische Feld ?
> Da ist keine Spule.
>
>> Ich dachte Mosfet haben eine hfe begrenzung?
>> Habe im Datenblatt irgendwie nichts gefunden...
>
> Dann dachtest du wohl falsch.

Also, wenn ich die Mosfet (Feldeffekttransistor) mal bei Wiki eingebe 
steht da, das eine Spannung am Gate angelegt wird und der Mosfet ein 
magnetisches Feld aufbaut. Sucht man weiter, heißt es auch, ohne 
Widerstand gegen Masse vom gate, baut sich das Feld nicht ab und der 
Mosfet bleibt durchgeschaltet...

Und heißt es net auch, dass Mosfet nur für niedrige Frequenzen sind? 
also als NFV?

Bin ja manchmal auf den Kopf gefallen, aber so dumm bin ich glaube ich 
noch nicht?!?! Ja ich weiß, da kommen jetzt kommentare zu ;-)

[Harald W. (wilhelms)]

Steven S. schrieb:

> Also, wenn ich die Mosfet (Feldeffekttransistor) mal bei Wiki eingebe
> steht da, das eine Spannung am Gate angelegt wird und der Mosfet ein
> magnetisches Feld aufbaut.

Was für ein Wiki verwendest Du? In meinem steht nichts von magnetischem
Feld. Wiki ist zwar kein Garant für Richtigkeit, aber so grobe Fehler
gibts da selten.
Gruss
Harald

[Steven S. (virus)]

Harald Wilhelms schrieb:
> Und das Poti ist ein 7,5W Typ?
> Gruss
> Harald

Dann eben mit 5V per Spannungsregler, dann sieht das ganze schon anders 
aus... Die Betribsspannung war für mich erstmal 2. rangig...

[Steven S. (virus)]

Harald Wilhelms schrieb:
> Steven S. schrieb:
>
>> Also, wenn ich die Mosfet (Feldeffekttransistor) mal bei Wiki eingebe
>> steht da, das eine Spannung am Gate angelegt wird und der Mosfet ein
>> magnetisches Feld aufbaut.
>
> Was für ein Wiki verwendest Du? In meinem steht nichts von magnetischem
> Feld. Wiki ist zwar kein Garant für Richtigkeit, aber so grobe Fehler
> gibts da selten.
> Gruss
> Harald

Stimmt, aber irgendwo hatte ich das heute schonmal gelesen 
kopfzerbrech Aber gut, wenn keiner gebraucht wird, umso besser, wieder 
ein Bauteil gespart :-)

Dann kann ich ja jetzt die Bauteile bestellen und mir schonmal überlegen 
wie ich diese winzigen SMD led's anlöte und zudem auch noch auf den 
Kühlkörper bleibe... hat noch jemand ne Pinzette oder Lupe rum liegen? 
:-P

[Dietrich L. (dietrichl)]

Steven S. schrieb:
> ohne Widerstand gegen Masse vom gate

Der einzige Sinn dieses Widerstand kann sein, dass beim Einschalten des 
µC und solange die Ports noch nicht initialisiert und damit 
normalerweise hochohmige Eingänge sind, der Transistor gesperrt ist.
Läuft das Programm, schaltet der Ausgang ja niederohmig zwischen +5V und 
0V um und läd und entläd das Gate. Ggf. kann noch ein Widerstand zur 
Strombegrenzung vor dem Gate sinnvoll sein.

Gruß Dietrich

[Harald W. (wilhelms)]

Steven S. schrieb:
> Harald Wilhelms schrieb:
>> Und das Poti ist ein 7,5W Typ?
>> Gruss
>> Harald
>
> Dann eben mit 5V per Spannungsregler, dann sieht das ganze schon anders
> aus... Die Betribsspannung war für mich erstmal 2. rangig...

Irgendeinen Vorwiderstand, ersatzweise eine KSQ brauchst Du schon.
Es muss ja nicht unbedingt ein einstellbarer sein.
Gruss
Harald

[Steven S. (virus)]

Harald Wilhelms schrieb:
> Steven S. schrieb:
>> Harald Wilhelms schrieb:
>>> Und das Poti ist ein 7,5W Typ?
>>> Gruss
>>> Harald
>>
>> Dann eben mit 5V per Spannungsregler, dann sieht das ganze schon anders
>> aus... Die Betribsspannung war für mich erstmal 2. rangig...
>
> Irgendeinen Vorwiderstand, ersatzweise eine KSQ brauchst Du schon.
> Es muss ja nicht unbedingt ein einstellbarer sein.
> Gruss
> Harald

Das ist mir auch schon klar ;-) weiß nur noch nicht wie... zumal ich 
auch 7 leds einzeln ansteuern muss... 2x rot, 2x blau, 1x grün, 1x ww

[Stefan F. (sfrings)]

Schau Dir mal das Datenblatt des IRL530N an, das beantwortet Deine Frage 
nach dem Kühlkörper.

Im Datenblatt steht, dass der Innenwiderstand RDS bei 5V maximal 0,12 
Ohm beträgt. 700mA * 0,12Ohm = 0,084Watt Verlustleistung.

Der berechnete Wert gilt für den eingeschalteten Zustand. Im 
Einschaltmoment und Ausschaltmoment wird die Verlustleistung höher sein, 
denn MOSFET Transistoren haben verglichen mit bipolaren Transistoren 
eine sehr hohe Eingangs-Kapazität, sie schalten also mit reltiv flachen 
Flanken ein und aus. Wenn Du nicht allzu häufig ein/aus schaltest, 
kannst Du diesen Effekt vernachlässigen. Schaltfrequenzen bis 10khz 
sollten überhaupt kein Problem sein, erst bei höheren Frequenzen wird es 
spannend und kompliziert zu rechnen.

Bauteile mit TO220 Gehäuse können in gewöhnlicher Umgebung locker 1 Watt 
verheizen, ohne dabei zu heiß zu werden. Du brauchst also mit Sicherheit 
keinen Kühlkörper.

Was anderes:
Es empfiehlt sich, einen 47k Ohm Pull-Down Widerstand zum Eingang (Gate) 
hinzuzufügen. Denn es wird Zeiten geben, wo der Pin des Mikrocontrollers 
nicht als Ausgang konfiguriert ist und für Radiowellen empfänglich sein 
wird. Da der Transistor wie auch der Mikrocontroller einen annähernd 
unendlich hohen Eingangswiderstand hat, liegt dan ungewollt Spannung an.

[Steven S. (virus)]

Stefan Frings schrieb:
>
> Im Datenblatt steht, dass der Innenwiderstand RDS bei 5V maximal 0,12
> Ohm beträgt. 700mA * 0,12Ohm = 0,084Watt Verlustleistung.
>

Ähm, grundlegend Verbraucht der nicht so viel Leistung aber nur um das 
mal zu korrigieren:

P = U * I
U = R * I

mathematisches Hexenwerk und Formeln ineinander einsetzen:

P = R * I²
P = 0,12 Ohm * 0,7² A²
P = 0,0588W ~ 5,88mW

Aber ok, werde es die Tage mal versuchen und gucken obs klappt...

[Steven S. (virus)]

Steven S. schrieb:

> P = R * I²
> P = 0,12 Ohm * 0,7² A²
> P = 0,0588W ~ 5,88mW

58,8 mW meinte ich ;-)