Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik PWM-Dimmer mit Transistor/Mosfet


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von Peter (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo Leute.

Ich baue als Projektarbeit eine LED-Wanduhr mit 135 LED's.
Diese werden über Schieberegister angesteuert.
Es leuchten immer mindestens 35LED's und maximal 102LED's.
Bei 5Volt Spannung und 0.02mA Strom pro LED + Vorwiderstand ergibt das 
einen min. Strom von 116mA und einen max. Strom von 340mA.

Das Dimmen wollte ich mit einen Transistor oder Mosfet gegen GND machen.
Mein Problem ist folgendes:
Wenn ich den Arbeitspunkt auf einen Kollektorstrom von ca. 350mA auslege 
(was bei einem DC Current Gain von 100 ca. 3,5mA Basisstrom wären) und 
einmal 35LED's und dann 102LED's leuchten lasse, verändert sich die 
Leuchtkraft.

Hat jemand einen Vorschlag, wie ich die Leuchtkraft konstant halten 
kann??


MfG Peter

: Verschoben durch Admin
von hinz (Gast)


Lesenswert?

Peter schrieb:
> Arbeitspunkt

Und den legt man bei PWM grundsätzlich wohin?

von Jimbo (Gast)


Lesenswert?

Was rechnest denn du da zusammen?

von Peter (Gast)


Lesenswert?

Das hat mir ein Lehrer so vorgerechnet.
Ich würd den Transistor einfach voll ansteuern. Er meinte das kann ich 
nicht machen.
Bei einem Transistor mit max Ic=500mA  und einem DC Current Gain von 40 
würd ich einfach mit ca. 10mA Basisstrom ansteuern.

von hinz (Gast)


Lesenswert?

Peter schrieb:
> Das hat mir ein Lehrer so vorgerechnet.
> Ich würd den Transistor einfach voll ansteuern. Er meinte das kann ich
> nicht machen.

Schüler - Lehrer  1:0


> Bei einem Transistor mit max Ic=500mA  und einem DC Current Gain von 40
> würd ich einfach mit ca. 10mA Basisstrom ansteuern.

Hier allerdings haperts noch. Die Datenblattangaben für die Verstärkung 
beziehen sich idR auf eine CE-Spannung, die für Schaltbetrieb zu hoch 
ist. Beim BC337 wird z.B. für U_CE=1V angegeben. Um den Transistor in 
Sättigung zu bekommen muss aber mehr Basisstrom fließen. Wenn das nicht 
sinnvoll möglich ist, dann nimmt man einen spannungsgesteuerten 
Transistor, einen MOSFET.

von Michael H. (mueckerich)


Lesenswert?

Peter schrieb:
> 5Volt Spannung und 0.02mA

Peter schrieb:
> Es leuchten immer mindestens 35LED's und maximal 102LED's.

Ich nehm mal an du hast Dich da verschrieben und meinst 0,02A was den 
20mA entspricht die eine LED so im allgemeinen braucht. Es gibt aber 
auch Low-Current LED die mit weniger Strom auskommen. Bei 20mA LED 
kommst Du nämlich auf 2,4A wenn alle 102 LED einschaltest. Wie kommst du 
auf 340mA? Wenn Du Low Current LED mit 2mA einsetzt, dann komme ich auf 
240mA.

Zum Schaltplan hab ich da eine Frage. Willst du für jede LED einen 
Transistor spendieren oder alle LED zusammen mit einem Tranistor 
schalten? Wenn ja, dann sollte jede LED einen eigenen Vorwiderstand 
haben.

: Bearbeitet durch User
von  Gast (Gast)


Lesenswert?

Hm,


nimm doch den 74HC573, und lege dein PWM Signal auf den /OE Ausgang. 
Wenn der Ausgangsstrom nicht reicht, dann noch einen ULN200x dahinter, 
die Dinger schaffen max. 500mA und sind eingentlich unkaputtbar.


mfg
Gast

von Peter (Gast)


Lesenswert?

hallo. sorry hatte mich verrechnet. also es werden ummer 8 Led's auf ein 
widerstandsnetzwerk mit 8 1k5 widerstaenden gehaengt. weil die led (low 
current) 2V Uf hat und ich sie mit 2mA betrieben wird. R= (Ue - Uled) / 
If ..... also (5 - 2) / 0,002 ... ergibt 1k5. bei 102 led's parallel 
ergaebe das 204mA.

ich wollte eig einen mosfet nehmen .... 1k vorwiderstand und 10k 
pull-down widerstand und das gate an mein pwm signal haengen.
das muss doch gehen ohne das sich die leuchtstaerke aendert sobald z.b. 
nur 50 led's leuchten, oder?

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

102 mal 20mA sind bei mir 2A, das schafft ein Bipolartransistor nur mit 
200mA Basisstrom die du nicht hast also brauchst du einen N-Kanal MOSFET 
der sich mit 5V ansteuern lässt, einen LogicLevel MOSFET.
Aber viel praktischer wäre es ein Schieberegister zu verwenden, welches 
OE hat, damit entfällt der Transistor und es ist keinerlei Verstärkung 
des PWM Signals nötig.

von Peter (Gast)


Lesenswert?

102mal 2mA.
also der 74hc595 (den ich nehmen wollte) hat einen OE anschluss.
ich habs ja mit so einem simulator versuchst aber da hat das mit dem OE 
nicht funktioniert.
also spar ich mir den MOSFET und steure die OE Eingaenge mit meinem PWM 
signal an (invers da er aktive low ist)?

von Helmut L. (helmi1)


Lesenswert?

Lege dein PWM Signal auf Pin 13 OE, dann brauchst du den Transistor 
nicht mehr.

von Karl H. (kbuchegg) (Moderator)


Lesenswert?

Peter schrieb:
> 102mal 2mA.

2mA pro LED.

Das macht der 595 mit links ganz ohne Transistor

von Carsten R. (kaffeetante)


Lesenswert?

Da jede Diode ihren eigenen Widerstand hat ist schon mal die Sorge mit 
den ungleichmäßig verteilten Strömen abgehakt. Also werden die LEDs die 
leuten sollen alle, abgesehen von Fertigungsschwankungen, gleichmäßig 
leuchten.

Ob sie nun lastabhängig (Anzahl der leuchtenden LEDs schwanend) 
unterschiedlich hell leuten hängt nun hauptsächlich davon ab, ob der 
Spannungsabfal über dem Widerstand schwankt, da dies den Stromfluß 
bestimmt. Zum einen könnte die Spannungsversorgung unter vollast 
einbrechen, aber das schließe ich mal aus.

Zum Anderen könnte an dem anderen Ende die Spannug steigen, weil der 
Spannungsabfall über dem Transistor/FET ansteigt. Also ist dafür zu 
sorgen daß diese Spannungsabfall möglichst lastunabhängig und konstant 
ist. Daher ist der Verstärkerbetrieb eine schlechte Wahl. Der 
Transistor/FET sollte gesättigt im Schaltbetrieb laufen, also ist beim 
FET das Gate voll auszusteuern, bzw. der Basisstrom beim Transistor so 
groß zu wählen, daß die CE-Strecke nur eine minimale Spannung auch unter 
Vollast hat. Dazu muß sie im Sättigungsbetrieb laufen. Den Basisstrom 
genau nach der Last und Verstärkung zu berechnen ist also keine gute 
Idee. Der Basisstrom  sollte deutlich höher und nicht auf Kante genäht 
sein, damit wir nicht durch Bauteiletollerranzen doch noch im 
Verstärkerbereich landen.

 Gast schrieb:
> Wenn der Ausgangsstrom nicht reicht, dann noch einen ULN200x dahinter,
> die Dinger schaffen max. 500mA und sind eingentlich unkaputtbar.

Das ist ein Darlington Array. Die sind gut m Lasten "dauerhaft" zu 
schalten. Sie sind aber zu langsam für schnelle PWM. Für eine langsame 
PWM bei LED-Anwendungen sollte es aber noch reichen, kann ich aber nicht 
garantieren. Ich vermute daß 1-2 kHz noch relativ unkritisch sind. Aber 
etwas anderes wäre da auch noch zu beachten. An einem durchgesteuerten 
Darlington fallen trotzdem noch 1 Volt und mehr auf der Laststrecke ab. 
Das ist dann zu berücksichtigen bei der Berechnung der Widerstände. Dann 
hat man nämlich die LED-Spannung, die Spannung am Darlington und die 
Spannung am Widerstand die zusammen die Versorgungsspannung ergeben.

von Carsten R. (kaffeetante)


Lesenswert?

Peter schrieb:
> ich wollte eig einen mosfet nehmen .... 1k vorwiderstand und 10k
> pull-down widerstand und das gate an mein pwm signal haengen.

Das ist eine schlechte Kombination für einen Mosfet. Er wird zu langsam 
umgeladen.

Dazu wäre folgender Artikel intressant:

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

von Peter (Gast)


Lesenswert?

ok ich danke euch allen fr die tollen antworten.
ich werde das mit dem pin 13 (OE) am 74hc595 mal testen. das wr fr mich 
eig die beste loesung

danke
mfg peter

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.