Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Höhere Spannung für LED Hintergrundbeleuchtung erzeugen


von Freaky (Gast)


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Guten morgen zusammen :)

Ich brauche für die Hintergrundbeleuchtung eines Displays eine Spannung 
von ~19.8V, welche ich aus der schon vorhandenen Spannung von 12V 
erzeugen will. Der Strom soll von 60-300mA regelbar sein. Eine per Poti 
regelbare Konstantstromquelle, welche die Spannung hochsetzt wäre ideal. 
Die daraus resultierende nicht lineare Helligkeitskurve ist mir bewusst.

Ich habe natürlich selbst schon gesucht und bin auf den MC34063 
gestoßen, welcher für den Zweck eigentlich sehr gut aussieht. Mich stört 
allerdings die durch die 300mA recht hohe Verlustleistung am Poti ein 
wenig - Standardtypen können ja nur 1/4W ab.

Gibt es da noch eine elegantere Lösung oder habe ich schon die beste 
Lösung gefunden?

von Peter R. (pnu)


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Wie wärs mit einem Schaltbild, um zu sehen, wo in der Schaltung das Poti 
sitzt?

Eventuell kann  man dann auch die Schaltung variieren: einen 
Festwiderstand als Stromsensor und verstellbare Vergleichsspannung in 
der Stromquelle.

von Electronics'nStuff (Gast)


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Du verfolgst ein wenig den falschen Ansatz, wie mir scheint.

Was du brauchst ist eine Konstantstromquelle, die dir zwischen 60-300mA 
liefert und eine max. Leistung von 6W abkann (300mA * 19.8V).

Ich empfehle dir dazu, mal den Artikel auf dieser Seite durchzulesen:

http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle

Viel Erfolg!

Gruss

von Harald W. (wilhelms)


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Electronics'nStuff schrieb:

> Was du brauchst ist eine Konstantstromquelle, die dir zwischen 60-300mA
> liefert und eine max. Leistung von 6W abkann (300mA * 19.8V).

Die Konstantstromquelle muss ja nicht die volle Betriebsspannung
abkönnen, sondern nur die Differenzspannung. Wenn man die KSQ
als Schaltregler ausführt, bleibt noch deutlich weniger
Verlustleistung übrig. Es ist allerdings nicht üblich und sinnvoll,
den Strommmesswiderstand direkt als Poti auszuführen.
Gruss
Harald

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Freaky schrieb:

> Ich brauche für die Hintergrundbeleuchtung eines Displays eine Spannung
> von ~19.8V, welche ich aus der schon vorhandenen Spannung von 12V
> erzeugen will. Der Strom soll von 60-300mA regelbar sein.

Nicht regelbar. Steuerbar.

> Ich habe natürlich selbst schon gesucht und bin auf den MC34063
> gestoßen, welcher für den Zweck eigentlich sehr gut aussieht. Mich stört
> allerdings die durch die 300mA recht hohe Verlustleistung am Poti ein
> wenig - Standardtypen können ja nur 1/4W ab.
>
> Gibt es da noch eine elegantere Lösung oder habe ich schon die beste
> Lösung gefunden?

Du liegst in mehrfacher Hinsicht daneben. Zum einen führt man nicht den 
LED-Strom durch das Poti. Zum zweiten verwendet man für sowas nicht den 
uralten MC34063.

Was du suchst ist ein Stromschaltregler mit vorgebbarer Referenzspannung 
in Stepup-Topologie. Das ist eine Standardschaltung (schließlich bist du 
nicht der erste, der ein LCD mit LED-Backlight betreibt). 
Dementsprechend haben alle nennenswerten Hersteller sowas im Programm. 
Z.B. auch Maxim:

http://www.maximintegrated.com/datasheet/index.mvp/id/2166

Wenn du da ein bisschen runterscrollst, kannst du das Prinzipschaltbild 
sehen. Als Zielgröße dient direkt der LED-Strom, der von R_fb in eine 
Spannung umgewandelt wird und an den Feedback-Einang des 
Regelverstärkers kommt. Der gewünschte Strom wird dann durch die 
Spannung am Referenzeingang des Regelverstärkers (oben mit "ADJ" 
beschritet) vorgegeben. Der MC34063 eignet sich hierfür schon deshalb 
nicht, weil er den zweiten Eingang des Regelverstärkers intern fest mit 
der Referenzspannung vertüdelt hat.


PS: der MAX1698 ist nicht als Bauteilempfehlung gemeint (er schafft die 
12V nicht), sondern soll das Schaltungsprinzip verdeutlichen.


XL

von Falk B. (falk)


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@  Freaky (Gast)

>Ich brauche für die Hintergrundbeleuchtung eines Displays eine Spannung
>von ~19.8V, welche ich aus der schon vorhandenen Spannung von 12V
>erzeugen will. Der Strom soll von 60-300mA regelbar sein.

Linear oder per PWM. Letzteres ist der üblichere Weg.

>Eine per Poti
>regelbare Konstantstromquelle, welche die Spannung hochsetzt wäre ideal.

Gibt es Dutzende ICs.

>Ich habe natürlich selbst schon gesucht und bin auf den MC34063
>gestoßen, welcher für den Zweck eigentlich sehr gut aussieht.

Naja, es ist das Universalschlachtroß aus dem letzen Jahrtausend. 
Funktioniert, wenn gleich nicht optimal.

>allerdings die durch die 300mA recht hohe Verlustleistung am Poti ein
>wenig - Standardtypen können ja nur 1/4W ab.

Mach den Strommesswiderstadn konstant für 300mA und nutze PWM.

>Gibt es da noch eine elegantere Lösung

Aktueller IC, der direkt dafür gebaut wurde.

>oder habe ich schon die beste
>Lösung gefunden?

Nein.

von Electronics'nStuff (Gast)


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Hier z.B. ein halbwegs aktuelles Beispiel:

http://www.farnell.com/datasheets/37256.pdf

von Freaky (Gast)


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Vielen Dank für eure ganzen Antworten, ihr habt mir sehr geholfen!

Mir war schon klar, dass ich beim MC34063 nicht direkt den LED-Strom per 
Poti begrenze. Ich hätte das Schaltbild aus dem Wiki genommen 
(http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Schaltregler). 
Da an Rx aber 1,25V abfallen und der LED-Strom von max. 300mA fließt, 
wären das trotzdem noch über 1/4W gewesen.

Eine Konstantstromquelle alleine hätte es auch nicht getan, denn mit 
meinen 12V leuchtet da noch nix ;)

Ich denke ich habe nun etwas passendes gefunden: Den TS 19371. Gibts bei 
Reichelt, macht genau das was ich brauche, hat eine minimale 
Außenbeschaltung und ist günstig. Was will man mehr :)

von Electronics'nStuff (Gast)


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Freaky schrieb:
> Eine Konstantstromquelle alleine hätte es auch nicht getan, denn mit
> meinen 12V leuchtet da noch nix ;)

Ich glaube nicht, dass du die Funktionsweise einer Konstantstromquelle 
verstanden hast!

von Harald W. (wilhelms)


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Electronics'nStuff schrieb:

> Ich glaube nicht, dass du die Funktionsweise einer Konstantstromquelle
> verstanden hast!

Das ist auch irgendwie ein Problem, da es KSQs in der Urform so gut
wie nie gibt. Alle KSQs sind eigentlich Spannungsquellen, die über
eine spezielle Schaltung in eine KSQ umgeformt werden.
Gruss
Harald
PS Eine typische Ausnahme sind z.B. Fahrraddynamos, die eher einer
(nichtidealen) Stromquelle als einer Spannungsquelle ähneln.

von Freaky (Gast)


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Das Problem ist ja, dass ich mit den bereits vorhandenen 12V auskommen 
will, da eine zusätzliche Stromversorgung nur für die 
Hintergrundbeleuchtung ein wenig Overkill wäre.

Ich könnte also nur meine 12V Spannung in eine "KSQ" umwandeln - und das 
ist eben nicht ausreichend. Wenn ich falsch liege, dann kläre mich bitte 
auf :)

von Harald W. (wilhelms)


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Freaky schrieb:

> Das Problem ist ja, dass ich mit den bereits vorhandenen 12V auskommen
> will, da eine zusätzliche Stromversorgung nur für die
> Hintergrundbeleuchtung ein wenig Overkill wäre.

Dann müsstest Du die in Deiner Beleuchtung eingebaute LED-Kette
auf zwei bis drei kürzere Ketten aufteilen.
Gruss
Harald

von Freaky (Gast)


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Wenn das ginge, wäre das ja von Anfang an kein Problem gewesen. 
Allerdings bestehen die 12 herausgeführten LED Stränge jeweils aus 7 
LEDs ;)

von Schnurpsel (Gast)


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Das Zauberwort heißt Boost-KSQ. Da hängst du 12V ran und am anderen Ende 
kannst du dann deine 19,8V-LED-Anzeige mit 300mA versorgen. Gedimmt wird 
per PWM.

Für die Anforderung gibt es etliche ICs, z.B. den LM3429.

von Schnurpsel (Gast)


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Wobei der LM3429 wohl auch analog per Poti gedimmt werden kann.

von Freaky (Gast)


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Schnurpsel schrieb:
> Das Zauberwort heißt Boost-KSQ. Da hängst du 12V ran und am anderen Ende
> kannst du dann deine 19,8V-LED-Anzeige mit 300mA versorgen. Gedimmt wird
> per PWM.
>
> Für die Anforderung gibt es etliche ICs, z.B. den LM3429.

Genau sowas hab ich ja nun gefunden. Nochmal Danke für alle Antworten!

Freaky schrieb:
> Ich denke ich habe nun etwas passendes gefunden: Den TS 19371. Gibts bei
> Reichelt, macht genau das was ich brauche, hat eine minimale
> Außenbeschaltung und ist günstig. Was will man mehr :)

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