Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LED Treiber Entwurf - Eure Meinung?


von Bernd (Gast)


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Hallo liebes Forum,
ich hab mich heute einmal hingesetzt und einen kleinen LED Treiber 
gebastelt, da ich aber Biologe bin dachte ich es sollte nochmal jemand 
drüber gucken. Hier hoffe ich kommt Ihr ins Spiel!

Die Schaltung wird mit 12-24V betrieben. Die LT3083 teilen sich den 
Strom, man könnte noch mehr hinzufügen aber bis 3A solls ja nur gehen. 
Das schöne bei diesen Linearreglern ist das das Poti am SET Pin ein ganz 
normales Billig-Teil sein darf. (bei ca. 100 Ohm regeln die LT3083 auf 
ca 60 mA runter, bei 20K gibts bis zu 7A). Hinterher ein N-Kanal-MOSFET 
der vom LT1910 betrieben wird welcher durch seine Chargepump auf 
V_SUPPLY+12V kommt. Damit VGS nicht überschritten wird sitz die 15V 
Zener dort wo sie hingehört. Der T-Filter ist zugegebener Weise ein 
Experiment - da muss man sich nicht drüber streiten. Ich weis das MOSFET 
und Induktivitäten generell eher weniger gut sind. Ein Optokoppler 
trennt das ganze brav und ich traue mich den DAC Ausgang meiner 
Messkarte anzuschließen.

Bei Sicherheit neige ich zur Nachsicht. Also wenn Ihr mit Schutzdioden 
(z.B am MOSFET) hier und da absolute MUST-HAVEs in peto habt, dann raus 
damit!

Grüße,
Bernd

von Dieter G. (dieter_g)


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was hat es denn mit den Supercaps auf sich ?
Was sind das fuer welche ?

[die Schaltung habe ich nicht analysiert]

von Bernd (Gast)


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naja bei nem niedrigen Duty-Cycle (vielleicht 10-25%, bei 5ms On-Time) 
kannst du eben mind. 2A Pulse mit nem relativ schwachen Netzteil 
erzeugen. Die Supercaps sind von CAP-X (fünf 1.2F/5.5V in Serie um auf 
die nötige Spannung zu kommen, Balancing beachten)

Grüße,
Bernd

von Dieter G. (dieter_g)


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ah, ok du hast ans balancen gedacht.

Naja, ich bin noch nicht mit denken fertig und versteh noch nicht ganz 
was ueberhaupt dein Ziel genau ist, aber so kann die Schaltung auf 
jedenfall nicht funktionieren. Der LT1910 hat ne Ueberstromabschaltung, 
soweit bin ich schon. Zur korrekten Funktion, musz der V+ pin DIREKT 
(also auch im Layout : direkt von dort) am Strommeszwiderstand 
angeschloszen werden. Bei dir sind da schonmal die komischen LT3083 
dazwischen, das kann nicht gehen. Der wuerde staendig Ueberstrom 
"erkennen" und abschalten.

von Dieter G. (dieter_g)


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ah, ich verstehe. Du willst nur einen pulsbaren Treiber. Wieviel 
Fluszspannung hat den die LED ?
warum 12 bis 24V ?

von Dieter G. (dieter_g)


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Bernd schrieb:
> naja bei nem niedrigen Duty-Cycle (vielleicht 10-25%, bei 5ms On-Time)
> kannst du eben mind. 2A Pulse mit nem relativ schwachen Netzteil
> erzeugen.

Naja, bei 1V erlaubtem Spannungsverlust brauchst ja nur 10'000µF. Dann 
kannst dir den Stress mit den sch.. Supercaps sparen.

von Dieter G. (dieter_g)


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da fällt mir gerade auf :

Das ist ja praktisch ein LED-Blinklicht.
Falk Brunner hilft dir sicher dabei. Frag ihn mal :D

von Bernd (Gast)


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@dieter
danke dass Du dir Zeit nimmst ... das ist schon manchmal selten.
Im Datenblatt vom LT1910 ist angemerkt, dass man den Sense PIN auch 
einfach auf V+ klemmen kann wenn man diese Funktion nicht braucht. Er 
erkennt eben ne Spannungsdifferenz von 65mV und schaltet dann ab. Aber 
man muss ein kleines RC Netzwerk aufbauen um eben die Stromtransienten 
vom Sense fernzuhalten, dafür war ich erstmal zu faul. Die Supercaps 
haben 50mOhm Serienwiderstand und sind relativ platzsparend - aber klar 
Du hast recht. Die LED oder eben mal zwei in Serie  - dafür soll der 
Treiber ausgelegt sein - verträgt maximal 2A oder 1A auf Dauer bei 
2.75-3.5V VF. Aber ich muss sehr dünne Kupferlackdrähte als 'Kabel' 
verwenden wegen Mobilität und Gewicht die 1.8-2.2 Ohm/Meter Widerstand 
haben - dafür die Spannungsreserve.

Grüße,
Bernd

von Bernd (Gast)


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Ja eigentlich ists ein Blinklicht ;) Leider ist der LT1910 eher als 
Schalter-Treiber ausgelegt. Denn unter 1 ms wird der MOSFET nicht mehr 
angesteuert.
Ich hätte eigentlich was mit 200µs gebraucht aber da war heute auch nur 
mal ein schneller Versuch. Das Parallelisieren find ich eben sehr 
ansprechend.

Grüße,
Bernd

von Dieter G. (dieter_g)


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war was essen...

Bernd schrieb:
> Im Datenblatt vom LT1910 ist angemerkt, dass man den Sense PIN auch
> einfach auf V+ klemmen kann wenn man diese Funktion nicht braucht.

ah, ok. Darauf hatte ich ja garnicht geachtet, dasz der mit dem V+ 
zusammengeschloszen ist...

Ja, erklaer doch bitte mal die beachsichtige Funktion genauer. Im 
Datenblatt des LT3083 steht, dasz er max. 23V vertraegt, das passt dann 
nicht ganz mit deinen 24V.

updt.: Ach quatsch, du willst ihn als Stromquell misbrauchen, der sieht 
die Spannung ja garnicht. Bin grad noch am nachdenken...

von Bernd (Gast)


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Jaaaaaaaaa ... das hatte ich ganz vergessen. Ziel ist es LEDs in einer 
Umgebung zu betreiben in denen eben auch feine Messungen angestellt 
werden d.h. im Extremfall soll das Ding mit Bleiakkus eben 12 oder 24V 
laufen. Mit der ChargePump hole ich mir natürlich ordentlich Noise in 
die Schaltung aber eben bei 750KHz was bei nem 40kHz Cutoff bei den 
Messungen durchaus Ok ist.
Aber ein Wallmount PSU ist eben furchtbar rauschend - aber durch die 
Caps möglich. Die Frequenzen für die LED soll 5-120 Hz sein bei 200µs - 
30 ms Pulsbreite oder eben auch mal durchgehend.
Das mit den 23Volt ist blöde ja ... mir ist noch keine wirklich 
befriedigende Lösung eingefallen um eben das eine Volt bei 24V runter zu 
kommen aber bei 12V eben nicht mehr. Hm? Idee?

Grüße,
Bernd

von Bernd (Gast)


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Die LT3083 sehen die Spannung schon, regulieren aber dank dem zweiten 
10K Widerstand in den off Zeiten NICHT runter bleiben also somit kalt.
Alles in allem bin ich zufrieden und finde noch keine dollen Fehler bis 
eben auf die 24 vs 23 Volt Greschichte. Und evtl. werde ich einen 
schnelleren Treiber verwenden .. mal sehen. Falls jetzt keine Einwände 
kommen werde ich die Schaltung mal so aufbauen. Fallen Dir noch 
irgendwelche Schutzvorichtungen ein? Damit kenne ich mich nicht aus.
Grüße,
Bernd

von Dieter G. (dieter_g)


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Was der 10K-Widerstand soll ist mir auch nicht klar. Soll der eine Art 
Mindeststrom garantieren, damit er nicht bis zum Anschlag aufmacht, wenn 
der Trans. aus ist ? Macht dann wohl Sinn.

Aber die Fluszspannung der Dioden ? wieviel ?

von Dieter G. (dieter_g)


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Ah, BeitragsUeberschneidung :D

von MaWin (Gast)


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> ich hab mich heute einmal hingesetzt und einen kleinen LED Treiber

Was soll die Schaltung bringen?
Um 1 oder 2 LEDs die bis 2A verkraften und dafür inklusive Zuleitung bis 
11V benötigen kurz ein und ausschalten zu können muß man doch nicht 
solchen Aufwand treiben.

Apropos treiben: Wohin treibt ihr die LEDs eigentlich mit eurer 
Konstantspannung immer? In den Wahnsinn, ins Nirvana oder über'n Jordan?

Wozu auch immer der Optokoppler der die Ansteuerspannung von der LED 
Versorgung trennt nötig ist, mit 100k ist der so langsam, da braucht man 
über 200us nicht nachzudenken.

von Dieter G. (dieter_g)


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Bernd schrieb:
> Die LT3083 sehen die Spannung schon

ja nene, nur abzueglich der LED-Fluszspannung und dann sind ja unter 23V

von Dieter G. (dieter_g)


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Bernd schrieb:
> Die LT3083 sehen die Spannung schon, regulieren aber dank dem zweiten
> 10K Widerstand in den off Zeiten NICHT runter bleiben also somit kalt.

das kapier ich nicht.

Also ich musz sagen, dasz ich noch nie einen Linearregler als 
Stromquelle verwendet habe. Ich empfinde das etwas als pfuschig, da es 
schwer ist das exakte Verhalten eines Linearreglers abzuschätzen.

Ich habe mal eine pulsbare Stromquelle gebaut, fuer ca. 110VDC, bis 5A. 
Zwei analoge Signaleingange für Strom-sollwerte. Der Strom konnte bzw. 
kann die Zustaende [Aus/Wert1/Wert2] annehmen. Die Einschwingzeit ist 
ca. 1µs. Uebrigens auch fuer LEDs, fuer eine Art , naja 
Beleuchtungs-sequencer oder so koennte man sagen.
Ich habe einen (passenden) Mosfet im Linearbetrieb hergenommen, in Art 
eines Emitterfolgers, geregelt ueber einen OPamp (AD817). Das 
funktioniert sehr gut. Ueber eine Analogschalter werden die drei 
moeglichen Sollwerte [0/Wert1/Wewrt2] auf den Reglereingang geschaltet.

von Bernd (Gast)


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@Dieter
Die Diode ist nur dafür da da noch ne Entladeschaltung für den 
Kondensator implementiert wird ...

@MaWin
die LT3083 funktionieren als Konstantstromquelle; mit dem Poti stellst 
du den Strom ein - hoher Widerstand hoher Strom! Im Ggs. zu nem LM317 
Schaltkreis: hier bräuchtest Du ein qualitativ seeeeehr hochwertiges / 
und teures 4.7 Ohm Poti um den Stromfluss einzustellen - hier kannst Du 
Billigware nehmen. Ergänzend käme noch ein isolierter High-Side Current 
Sense von Avago entsprechend verstärkt mit nem 10mOhm Shunt. Mit dem 
Optokoppler kann man es einfacher an Leute geben die eine Fehlfunktion 
nicht so schnell erkennen ;) und damit kann man auch eine DAQ-Karte 
sorglos anschließen.
Aber ich gebe Dir Recht es gibt viel einfachere Lösungen aber es sollte 
High-Side sein! Und wenn du mal 20V bei 50 mA, über Bananenstecker im 
Abstand von 2cm unter Deine Kniekehle legst, mit etwas Duschgel anlegst 
weist Du was niedrige Spannung allestun kann .... dein Unterschenkel 
wird wenn du so 5Hz stimulierst schön wippen ;)
Grüße,
Bernd

von Dieter G. (dieter_g)


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... ungefaehr so.

Aber ich muszte eschon etwas tuefteln, um das Ding so schnell zu 
bekommen. machst du den Kondi groszer wird alles entspannter.

von Bernd (Gast)


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@Dieter
ja das ist ne solide Sache aber es ist immer Spannung auf der LED. Ich 
wollte  ne High-Side Geschichte und es hat keinen Präzisionsanspruch 
sondern es ist nur Konstanz gefragt, ein Strommessungsschaltkreis 
erlaubt dann das Einstellen des Stroms.
Grüße,
Bernd

von Dieter G. (dieter_g)


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achso stimmt ja, das hattest du ja geschrieben dasz du das nicht 
willst...

Bernd schrieb:
> Die LT3083 sehen die Spannung schon, regulieren aber dank dem zweiten
> 10K Widerstand in den off Zeiten NICHT runter bleiben also somit kalt.

das kapier ich aber immer noch nicht. Und die Fluszspannung bist mir 
auch noch schuldig.

Ich geh jetzt pennen. Bis morge vielleicht

von Bernd (Gast)


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die LEDs schalten ab 2.75V durch und verkraften maximal 3.5V - wenn Du 
das meinst?
Gute Nacht!
Grüße,
Bernd

von Falk B. (falk)


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@Bernd (Gast)

>Jaaaaaaaaa ... das hatte ich ganz vergessen. Ziel ist es LEDs in einer
>Umgebung zu betreiben in denen eben auch feine Messungen angestellt
>werden d.h. im Extremfall soll das Ding mit Bleiakkus eben 12 oder 24V

>Caps möglich. Die Frequenzen für die LED soll 5-120 Hz sein bei 200µs -
>30 ms Pulsbreite oder eben auch mal durchgehend.

> dafür soll der
>Treiber ausgelegt sein - verträgt maximal 2A oder 1A auf Dauer bei
>2.75-3.5V VF.

Das sind ja wenigstens schon mal ein paar brauchbare Angaben.

Hier muss man nicht krampfhaft auf Effizienz trimmen. Nimm 12V Akkus und 
gut. Vorgabe der Frequenz und Pulsbreite mittels NE555 oder 
Doppelversion NE556 (?). Einer macht die Frequenz als astabile 
Kippstufe, der zweite als Monoflop die Pulsbreite. Wer es digital 
genau haben will nimmt einen kleinen AVR mit Drehgeber und LCD. 
Als Konstantstromquelle reicht die einfache OPV + MOSFET Version. 
Die paar W Verlustleistung spielen wahrscheinlich keine Rolle. Der ganze 
Quark mit Schaltregler & Co ist totaler Overkill.

von MaWin (Gast)


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> Aber ich gebe Dir Recht es gibt viel einfachere Lösungen aber es sollte
> High-Side sein!

Dann müsstest du an der attachten bloss NPN gegen PNP tauschen und die 
Dioden und Optkoppleranschlüsse umdrehen.
Die schaltet die LEDs problemlos in 1us, und dabei darf die Spannung 
absacken, man bracht keine hochkapazitiven GoldCaos, denn auch sie 
regelt den Strom.
Auch wenn man für dessen Einstellung ein ordentliches Poti braucht.

von Falk B. (falk)


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Optional nimmt man einen 6V Akku, die sind auch Standard und man 
verschwendet kaum noch Energie.

von Bernd (Gast)


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danke an Euch!

@falk
wir haben DAQ Karten zum Schweine Füttern somit dachte ich zuerst an die 
Optokoppler-Sache aber als Stand-Alone Funktion kam mir die Idee mit den 
NE555 natürlich auch aber mit Drehgebern habe ich noch nie gearbeitet, 
aber sicherlich ne schöne Sache! Danke!

Die Linearregler zu missbrauchen fand ich nur so schön da man die Last 
eben laut Datenblatt verteilen kann und somit weniger Hitzeprobleme hat 
..dachte ich? Aber das kann man mir Darlingtons auch standardmäßig.

6V reichen ohne SEPIC o. BOOST, STEP-UP Geschichten (noisy!) nicht da 
ich so 4-8 Ohm Kabelwiderstand habe.


@Mawin
ja da gebe ich Dir recht. Es geht einfacher, aber ich wollte alles 
High-Side damit keine Spannung auf den LEDs im off-state liegt.



Aber ich bin ja schon mal froh das bisher noch keiner mordio schreit.


Grüße,
Bernd

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