Ansteuerung LED per PWM mit ARM-Prozessor

[Ludwig B. (ludwig_b90)]

Hey :)
Ich bin neu im Forum und hoffe mal ich stelle hier keine schon 
vorhandene Frage... die SuFu konnte mir aber keine Antwort liefern :(

Ich möchte mehrere 12V LED-Strips mit einem ARM-Prozessor (3.3V) per PWM 
ansteuern.
Nun habe ich mir dazu diesen Mosfet-Treiber rausgesucht: LTC1157
Und als Mosfet (da dieser im Datenblatt des LTC1157 vorgeschlagen wird 
[Seite 6 ganz unten]) einen MTD3055EL.

Die LED-Stips ziehen pro Kanal (pro Mosfet) ca. 1-2 Ampere, somit sollte 
das ja schon mal klar gehen?
Zudem wir die Frequenz der PWM maximal 200Hz betragen.

Einen möglichen Schaltplan habe ich als Bild angehängt.
Nun die große Frage:
Geht das so in Ordung oder würdet ihr etwas verbessern?
(Die 30k Widerstände wurden im Datenblatt vorgeschlagen, kann man die 
auch weglassen?)

MFG und Danke für die Antworten, Ludwig Brechter.

[Magic S. (magic_smoke)]

Die 30k sind meiner Meinung nach deutlich zuviel und 3,3V am Gate für 
einen FET recht wenig. Ich würd Dir einen Treiberschaltkreis dazwischen 
empfehlen, und mindestens 10V am Gate. Ohne Treiberschaltkreis kann man 
das auch mit drei Transistoren aufbauen. Dann hat man schöne steile 
Flanken und wenn man nun noch gute FETs mit niedrigem Rds(on) verwendet 
so gut wie keine Verlustleistung an den FETs.

[Ludwig B. (ludwig_b90)]

Danke für die schnelle Antwort!
Also etwas in dieser Art (natürlich mit 10 statt 5 Volt)?
Bzw gibt es eine Bezeichnung für die Transistorkonfiguration die du 
angesprochen hast?

[Magic S. (magic_smoke)]

Yep, das RC-Glied kann man sich meistens noch sparen, man braucht aber 
einen zusätzlichen Transistor um die 12V von den 3,3V µC-Ausgängen 
fernzuhalten oder damit schalten zu können.

Wenn Du einen guten LogikLevel FET einsetzt reichen 5V am Gate. 3,3V 
sind mir persönlich aber zu wenig für diesen Zweck.

[Davis (Gast)]

magic smoke schrieb:

> Die 30k sind meiner Meinung nach deutlich zuviel und 3,3V am Gate für
> einen FET recht wenig. Ich würd Dir einen Treiberschaltkreis dazwischen
> empfehlen, und mindestens 10V am Gate. Ohne Treiberschaltkreis kann man
> das auch mit drei Transistoren aufbauen. Dann hat man schöne steile
> Flanken und wenn man nun noch gute FETs mit niedrigem Rds(on) verwendet
> so gut wie keine Verlustleistung an den FETs.

Warum sind 30 k zu wenig?
Warum schlägt der Hersteller diesen Widerstand vor?
Warum schlägt der Hersteller die Kombination IC & MOSFET vor?

[Magic S. (magic_smoke)]

Wahrscheinlich weil er BWL studiert hat. Wenn ich sowas baue, dann 
möchte ich möglichst kurze Umschaltzeiten, ergo nichts mit 30k Rgate.

[Ludwig B. (ludwig_b90)]

Hier die umgeänderte Version des Schaltplans.

R2 und R3 würde ich je 22Ohm wählen.
Rgate würde ich 4.7Ohm wählen.
Über R1 bin ich mir noch unsicher. Vorschläge?
Ach ja die NPNs sind BC639 und die PNPs BC640.

[Ludwig B. (ludwig_b90)]

Bzw könnte ich ja auch den ICL7667 als Treiber nehmen?

Der hat Logic(1) ab 2 Volt; 3,3 Volt wären also genug...
30ns Risetime wären auch okay denke ich...

[Achim S. (Gast)]

Davis schrieb:
> Warum sind 30 k zu wenig?
> Warum schlägt der Hersteller diesen Widerstand vor?
> Warum schlägt der Hersteller die Kombination IC & MOSFET vor?

Der LTC1157 liefert am Ausgang nur Ströme im Bereich von 10-100µA. Damit 
kann man mal langsam einen MOSFET ein oder ausschalten, für eine 
PWM-Anwendung taugt dieser Chip nichts.

Ludwig B. schrieb:
> Hier die umgeänderte Version des Schaltplans.

Mit dieser Schaltung bekommst du maximal 3,3V-2*0,7V = 1,9V ans Gate des 
MOSFET. Das reicht leider nicht...

[Magic S. (magic_smoke)]

Der erste Transistor muß ein NPN-Typ gegen Masse sein und der Widerstand 
gegen die 12V, sonst kannst Du den mit den 3V3 aus dem µC nicht 
schalten. Dieser Transistor schaltet dann das 12V-Signal für den 
eigentlichen Treiber. Leider invertiert dieser Aufbau das PWM-Signal, 
was man dann im µC bei der Programmierung berücksichtigen muß. Unter 
Umständen muß man sich auch darum kümmern, daß der Ausgang ohne aktive 
PWM nicht von alleine aktiv wird (externer Pull-Up).

Rgate würde ich um 100..220 Ohm wählen, mit zu niedrigen Werten riskiert 
man Schwingungen. Du willst ja keine 500kHz schalten. 100 Ohm sind gut 
für einige kHz.

Mein Standard-FET für sowas ist der IRF3205. Damit kriegt man einiges an 
LED-Strom ohne Kühlung hin bzw. das TO-220 Gehäuse reicht zur Kühlung. 
Falls Du es in SMD bauen willst muß ich passen, meine Schaltungen sind 
bei sowas gerne etwas robuster, aber eben auch größer.

[Davis (Gast)]

Achim S. schrieb:
> Davis schrieb:
>> Warum sind 30 k zu wenig?
>> Warum schlägt der Hersteller diesen Widerstand vor?
>> Warum schlägt der Hersteller die Kombination IC & MOSFET vor?
>
> Der LTC1157 liefert am Ausgang nur Ströme im Bereich von 10-100µA. Damit
> kann man mal langsam einen MOSFET ein oder ausschalten, für eine
> PWM-Anwendung taugt dieser Chip nichts.

Danke für die Erklärung.

[Ludwig B. (ludwig_b90)]

Soo hier die Simulation meiner Schaltung.
Für R1 habe ich jetzt 220Ohm gewählt -> 15mA Basisstrom
Für R2 und R3 jeweils 100Ohm.
Den Gatewiderstand habe ich 10 Ohm gewählt, in der Hoffnung dass nicht 
allzu viele Schwingungen auftreten.
Wie man sieht: Rise- und Falltime ca. 45ns!

[Magic S. (magic_smoke)]

Sind sehr niedrige Widerstandswerte. R1 kannst Du weglassen, R2 würde 
ich so um 1k..2k2 wählen, ich nehme sowieso nur Transistoren mit hoher 
Stromverstärkung (BC547C/BC557C). 10R Rgate ist okay wenn Du damit keine 
Probleme wie Schwingungen und Störungen hast. Kannst Du aber ruhig auch 
100R nehmen wenn Du nur ein paar hundert Hz PWM hast, das entlastet die 
Transistoren etwas. R4 mußt Du halt so wählen, daß Du den erlaubten 
Strom des µC-Pin nicht überschreitest.

[Ludwig B. (ludwig_b90)]

Alles klar, die Widerstandswerte sind vergrößert, alles ist angepasst.
Rise- und Falltimes kann man ja ablesen. Alles in Allem wird bei einer 
200Hz PWM die Rise+Falltime kombiniert 0,01% des Signals betragen. Ich 
denke damit kann man zufrieden sein.

Danke nochmal für die Hilfe!