Guten Tag, ich habe eine konstante Spannungsquelle, und möchte eine LED mit einem konstantstrom dimmen (mittels uC pwm). Dafür habe ich einen Stromspiegel mit NMOS aufgebaut. Wenn ich jetzt die LED per PWM dimme, schalte ich quasi den Stromspiegel zu/ab. Laut simulation könnte das funktionieren. Es ist nur so, dass ein Strom zurück in den uC fließt wenn ich den ground klaue. Wird das ein problem? Gibt es eine einfache, bessere Lösung?
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ich bin mit den NMOS nicht zufrieden. Seltsam ist, wenn ich den BSH105 anstelle der 2N6767 einsetze, ist der Strom in den Pfaden nicht mehr identisch oO Ich möchte so wenig leistung wie möglich verheizen wegen batteriebetrieb =)
ich glaube das problem ist, dass die LED 3.2V braucht, und die quelle 3.3 liefert, und der BSH105 möglicherweise einen zu großen spannungsabfall hat? -- eigentlich aber seltsam, weil der BSH einen kleineren rdson zu haben scheint als der 2N6767
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> Es ist nur so, dass ein Strom zurück in den uC fließt Beim Entladen der Gate-Kapazität von T3 fliesst der Strom durch den uC nach GND ab. Das ist normal und vollkommen unproblematisch. Deine Schaltung hat aber eine viel zu geringe Versorgungsspannung für eine blaue LED mit 3.2-3.7V Spannungsbedarf an einem steinzeitalten 0.4 Ohm gigantomanisch überdimensionierten 15A FET in TO3 mit 2-4V Ugsth (also 2.3-5V für 10mA), und die Simulation zeigt also nicht den Betriebszustand, sondern verhungernden Betrieb mit zufällig (DAnk Simulation) absolut identischen FET-Parametern (die in Echt um 50% schwanken, wenn bei einem 10mA fliessen muss der Stromspegel zwischen 0mA und 1A haben weil dessen Ugsth ja halb so hoch oder doppelt do hoch sein könnte). Vergiuss die Quatsch-Schaltung, die du so auch sicher noch nirgends gesehen hast. So was baut man maximal mit Bipolartransistoren auf, deren Ube deutlich geringeren Schwanungen unterliegt.
> Ich möchte so wenig leistung wie möglich verheizen wegen > batteriebetrieb =) Dann ist es sicher besondern unsinnig, den halben Strom auf einem ungenutzen Pfad drumrum fliessen zu lassen.
MaWin schrieb: >> Es ist nur so, dass ein Strom zurück in den uC fließt > > Deine Schaltung hat aber eine viel zu geringe Versorgungsspannung für > eine blaue LED mit 3.2-3.7V Spannungsbedarf an einem steinzeitalten 0.4 > Ohm gigantomanisch überdimensionierten 15A FET in TO3 mit 2-4V Ugsth > (also 2.3-5V für 10mA), und die Simulation zeigt also nicht den > Betriebszustand, sondern verhungernden Betrieb mit zufällig (DAnk > Simulation) absolut identischen FET-Parametern (die in Echt um 50% > schwanken, wenn bei einem 10mA fliessen muss der Stromspegel zwischen > 0mA und 1A haben weil dessen Ugsth ja halb so hoch oder doppelt do hoch > sein könnte). > > Vergiuss die Quatsch-Schaltung, die du so auch sicher noch nirgends > gesehen hast. So was baut man maximal mit Bipolartransistoren auf, deren > Ube deutlich geringeren Schwanungen unterliegt. Die LED leuchtet an 3.3V. Dass der FET nix ist war mir schon klar, habe den nur drin weil der gerade im sim verfügbar war. Schwanken die parameter so stark bei den fets, dass die 10mA stromspiegel nicht möglich sind? Bei Bipolartransistoren kann ich ja die blaue LED gar nicht mit meinen 3.3V betreiben..... MaWin schrieb: >> Ich möchte so wenig leistung wie möglich verheizen wegen >> batteriebetrieb =) > > Dann ist es sicher besondern unsinnig, den halben Strom auf einem > ungenutzen Pfad drumrum fliessen zu lassen. Aha. So ist das leider beim Stromspiegel. Oder hast du ne bessere idee?
Ein simpler Vorwiderstand wär schon mal besser. Denn dann rinnt wenigstens kein Strom ungenutzt an der LED vorbei. Eine Konstanstromquelle hat eigentlich nur den Sinn, den Strom möglichst genau und unabhängig von der Versorgungsspannung einzustellen. Da aber auch eine Konstantstromquelle die Physik nicht überlisten kann, ist die über sie abfallende Spannung bei gegebenem Strom Verursacher von Verlustleistung. D.h. du kannst mit einer Konstantstromquelle so nichts bzw. nur wenig einsparen. Die Konstantstromquelle kann man so gesehen als einen variablen Widerstand betrachten, der sich so einstellt, dass durch ihn immer der gleiche Strom fliesst. Die Stromeinsparung erzielst du durch die PWM und nicht dadurch dass du eine Konstantstromquelle benutzt. Die KQ sorgt nur dafür, dass der Strom bei abfallender Batteriespannung immer gleich bleibt. Jetzt mal unabhängig von den unterschiedlichen LED-Spannungen betrachtet.
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> Schwanken die parameter so stark bei den fets, dass die 10mA > stromspiegel nicht möglich sind? Ugsth 2 bis 4V, sagt, sie schwanken um 50% > Bei Bipolartransistoren kann ich ja die > blaue LED gar nicht mit meinen 3.3V betreiben..... Bei FETs erst recht nicht. 3.7V LEDs kann man sowieso nicht zuverlässig aus 3.3V versorgen, ausser mit deinem step up Wandler der die Spannung hochsetzt. > Oder hast du ne bessere idee? Erst mal erkennst du, daß die LED irgendwas zwischen 3.2 und 3.7V benötigt, damit 10mA durchfliessen. Dann erkennst du, daß Bateriebetrib niemals 3.3V liefert, sondern irgendwas bei voller und viel weniger bei fast leerer Batteri. Sagen wir 4.2V und 2.8V. Dann erkennst du, daß zur Stromregelung auf 10mA wohl eine Wandlerschaltung nötig ist, die die Spannung heraufsetzen können muss. Da kann es einfacher sein, 2 Batterien in Reihe zu schalten. Aber norfalls tut es ein PR4401, der kommt mit 1 Batterie aus, und liefert auch noch Strom für den parallel an die LED angeschlossenen uC :-)
Guten Tag, jaa genau das ist das ziel, ich habe insgesamt 2 LEDs, die den gleichen Strom bekommen sollen um gleich hell zu leuchten. Das habe ich bereits mit einem widerstand gemacht, aber diese waren nicht gleichmäßig hell.
Hmmm okay ich muss das projekt näher erläutern. Es sind zwei Batterien a 1.5V in reihe. Es sind also 3V am ausgang. Wenn die Batterien leer sind, natürlich nicht mehr. daher sitzt da ein LTC3531 der konstant 3.3V an den Ausgang schaltet. Jetzt wollte ich diese natürlich nicht nochmal hochsetzen oder ähnliches. Ich könnte den mikrocontroller, der bis 1.8V arbeitet direkt an die batterie klemmen, und die LEDs separat versorgen. Ich weiß nicht was im endeffekt spannender wird. vielleicht wäre das wirklich besser, dann brauche ich nur zwei LED treiber. Wenn ich jetzt eine blaue led mit 3.2V und eine rote mit 1.6V habe, dann gibt es schon probleme. Wenn die Batteriespannung unter 3.2V fällt brauche ich einen boost, und sonst einen buck. einen buck boost led treiber habe ich in der größenordnung nicht gefunden... schwiiiiiierig
Warum nutzt nicht nicht einfach einen Bipolartransistor oder einen FET als Konstantstromquelle? http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210253.htm http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0207011.htm http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_J-FET Da sparst Du etwa die Hälfte der Leistung ein. Gruß Fabian
Martin Rox schrieb: > Guten Tag, > > jaa genau das ist das ziel, ich habe insgesamt 2 LEDs, die den gleichen > Strom bekommen sollen um gleich hell zu leuchten. Das habe ich bereits > mit einem widerstand gemacht, aber diese waren nicht gleichmäßig hell. Hmmm, in Reihe schalten!? Dann bekommen beide den gleichen Strom, was maßgeblich verantwortlich für die Leuchtkraft ist. Wenn die Spannung, wie hier, nicht ausreicht, dann packe doch einfach die zweite LED "unterhalb" von R1. Wirst ggf. R1 senken müssen. Dann bleibt natürlich der Steuerstrom nicht ungenutzt. (Jetzt verstehe ich erst dein Vorhaben.) Gruß Fabian
guten tag, das mit dem JFET habe ich bereits am anfang versucht. nur irgendwas ist da seltsam. Wenn ich die LED anstelle der last setze, bekomme ich bei verschiedenen LEDs verschiedene ströme bei selber schaltung. Die NPN variante habe ich noch nicht probiert... grüße
Martin Rox schrieb: > Wenn ich die LED anstelle der last setze, bekomme ich bei > verschiedenen LEDs verschiedene ströme bei selber schaltung. Ja natürlich! Zu mindest wenn Du mit "verschieden" verschiedene Typen meinst. Verschiedene Typen von LEDs haben natürlich andere Innenwiderstände und andere Kennlinien. Die Ströme müssten aber die selben sein. Hast Du nur hie Helligkeiten verglichen oder wirklich die Lastströme? Gruß Fabian
Martin Rox schrieb: > das mit dem JFET habe ich bereits am anfang versucht. nur irgendwas ist > da seltsam. Wenn ich die LED anstelle der last setze, bekomme ich bei > verschiedenen LEDs verschiedene ströme bei selber schaltung Natürlich, der JFET braucht mindestens 3V für sich selber, mit einer 3.7V blauen LED sind also 6.7V Mindestbetriebsspannung erforderlich, damit der JFET sich ans Strom-Regeln machen kann. Du hast einfach viel zu wenig Spannung, alle deine Schaltungen verhungern. Wandle deine 1.8V bis 3V in 5V und schliesse uC direkt an und die LEDs über Vorwiderstande an und alle sind glücklich.
Hallo Martin, Ich habe vor einiger Zeit mal in einer Simulation versucht, verschiedene Konstantstromquellen für die Befeuerung von LEDs zu vergleichen. http://rmc-rutesheim.de/index.php/modellbauelektronik/10-bauprojekte/elektronikexperiment/22-vergleich-verschiedener-konstantstromquellen-zur-speisung-von-leds Über meine Simulation hinaus hinaus hatte ich noch den Gedanken, mittels Prinzipien wie beim Schaltregeler den Strom durch eine LED zu regeln und zu sehen, ob sich das verlustleistungsmäßig auszahlt. Dazu kam es bislang noch nicht. Ich sehe gerade, dass es auf einem Artikel dieser Site ein Beispiel mit einem Schaltregler gibt: http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle Gruß Alexander
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Für Stromspiegel gibt es wohl besondere Transistorpaare, die sich beide termisch gekoppelt auf einem Chip befinden, und die gleichen Parameter haben. Vielleicht würde es da notfalls ein IC Transistorarray 7-er tun, wie die CA3081, aber keine Ahnung, ob es die noch gibt. Das mit PSPICE zu simulieren, geht noch, weil dort erst mal die termische Koppelung, Bauteilerwärmungen etc., überhaupt nicht berücksichtigt wird. Real ist es aber mit zwei separaten Transistoren anders. Erstens wegen der fehlenden guten termischen Kopplung, und zweitens müßte man zwei gleiche Transistoren aus einem Beutel mit Bauteilen aus messen, und vielleicht noch zusammen kleben.
Alexander Kunkel schrieb: > Hallo Martin, > > Ich habe vor einiger Zeit mal in einer Simulation versucht, verschiedene > Konstantstromquellen für die Befeuerung von LEDs zu vergleichen. > > http://rmc-rutesheim.de/index.php/modellbauelektronik/10-bauprojekte/elektronikexperiment/22-vergleich-verschiedener-konstantstromquellen-zur-speisung-von-leds @Alexander Kunkel: Kannst Du mir erklären, wie Du auf die 6V Mindestspannung kommst? Was fehlt, um es sich ggf. zu errechnen, ist der Konstantstrom, der geliefert werden soll. Danke Fabian
Alexander Kunkel schrieb: > Hallo Martin, > > Ich habe vor einiger Zeit mal in einer Simulation versucht, verschiedene > Konstantstromquellen für die Befeuerung von LEDs zu vergleichen. > > http://rmc-rutesheim.de/index.php/modellbauelektro... > Hallo, nicht schlecht. Aber das mit der Mindestspannung verstehe ich auch nicht. Auch wenn ich 3.3V als quelle einstelle habe ich noch einen ausreichenden strom... grüße
Ok, angenommen ich würde ein abgestimmtes transistor paar im pack kaufen. Oder sogar ein quad pack. Welche Betriebsspannung wäre ausreichend (3.3V, 5V?) um eine blaue LED (3.2V) mit konstantstrom zu betreiben, und welche schaltung wäre die beste für das vorhaben?
Martin Rox schrieb: > um eine blaue LED (3.2V) Das Datenblatt sagt 3.2 bis 3.7V, warum ignorierst du es?
>http://rmc-rutesheim.de/index.php/modellbauelektro...
Die einfachste hast Du vergessen:
Nimm anstatt T3 nen Bipolartransistor. Ein Widerstand von Emitter nach
Masse. Die Spannung darüber ist immer 4.3V +-0.1V. Somit hast Du einen
sehr konstanten Strom und da der Transistor nicht sättigt ist die
Schaltung auch sehr schnell.
01001 schrieb: >>http://rmc-rutesheim.de/index.php/modellbauelektro... > Die einfachste hast Du vergessen: > Nimm anstatt T3 nen Bipolartransistor. Ein Widerstand von Emitter nach > Masse. Die Spannung darüber ist immer 4.3V +-0.1V. Somit hast Du einen > sehr konstanten Strom und da der Transistor nicht sättigt ist die > Schaltung auch sehr schnell. link funktioniert nicht
Hallo Fabian, > @Alexander Kunkel: Kannst Du mir erklären, wie Du auf die 6V > Mindestspannung kommst? Abgesehen davon dass ich durch deine Frage bemerkt habe, dass die Werte bzgl. LM317 und Z-Diode vertauscht waren, habe ich die Werte aus der Simulation abgelesen. D.h. ich habe "ausprobiert", ab welcher Spannung der Strom bei ca. 20mA war. Die Simulation war für mich ein Experimentiergegenstand, um etwas mit LTspice zu machen. > Was fehlt, um es sich ggf. zu errechnen, ist der Konstantstrom, der > geliefert werden soll. Ich habe 20mA angestrebt, aber nie genau getroffen. Bei der FET-Variante konnte ich nur 17mA in der Simulation erreichen. Gruß Alexander
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@Alexander Kunkel Wenn Du 20mA erreichen willst, hast Du die Schaltungen nicht richtig dimensioniert. Laut Datenblatt von http://www.ti.com/product/lm317 errechnet sich der Widerstand wie folgt:
Daraus ergibt sich:
In diesem Tool hier: http://www.dieelektronikerseite.de/Tools/LM317.htm lautet der Widerstandswert 62R5. Wahrscheinlich wird hier mit einem Faktor von 1,25 gerechnet:
Jetzt kann man natürlich mit der E-Reihe argumentieren, aber es ist eine Simulation und kein realer Schaltungsentwurf. Außerdem würden die realen Werte aus der E24-Reihe mit 62R näher liegen.
Ich weiß, ich habe es hier ein wenig zu genau. Zunal die E24-Reihe 65R sogar noch als 62R_E24 zulassen würde. _______________________________________________ Weshalb ich überhaupt nachreche: ich war verdutzt über die Mindestspannungen. Gut, erst dachte ich, sie müssten niedriger sein, aber jetzt nach dem Nachrechnen ist sie beim LM317 höher. Und einen adäquaten Wert, den DU vertauscht haben könntest, finde ich nicht in der Liste. Ich habe mal die Strombegrenzungsschaltung etwas umgebaut und die Spannungen eingezeichnet. Laut Datenblatt muss die Eingangsspannung um 3V höher sein als sie Ausgangsspannung sein, was die Spannung über den Einstellwiderstand ist, über den wir hier reden. Ausgehend von den 20mA Maximalstrom errechnet sich alles wie folgt:
zu mindest, wenn ich keinen Fehler gemacht habe. ;) Gruß Fabian
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Hallo Fabian, Da du dir soviel Mühe gemacht hast, habe ich auch noch ein wenig Zeit investiert. In meinem Datenblatt von Fairchild zum LM317 im TO-92 Gehäuse steht fast die gleiche Berechnungsvorschrift wie in deinem Datenblatt. In meinem Datenblatt sind 1,25V in der Berechnungsvorschrift verzeichnet. Dein Schaltplan suggeriert, dass der Minuspol von U_In an ADJ anliegt. Bei der Schaltung als Konstantstromquelle tut er das nicht. Wenn ich LTspice den Ausgangsstrom in Abhängigkeit von der Betriebsspannung zeichnen lasse, dann funktioniert die Schaltung ab 7V. Siehe dazu die beigefügte Grafik. So, da man bei der Simulation genug falsch machen kann oder ungeeignete Modelle benutzen kann, habe ich mal die Schaltung real mit Metallfilmwiderstände aufgebaut. Bezogen auf deinen Schaltplan: R=68R, R_L=200R U_L=3,7V gemessen. I_Limit=3,7V/200R=18,5mA Mindestspannung 6,7V experimentell ermittelt. Ich finde, dass der reale Aufbau nah genug an der Simulation ist, und nah genug an der Berechnungsvorschrift. Abweichungen sehe ich in dem "Faktor", der in meinem Experiment eher 1,26V ist und deine Annahme von 3V über dem LM317, die in meinem Experiment über dem LM317 inklusive der 68R abfallen. Noch mal vielen Dank, dass du mich auf die Vertauschung in meiner Ergebnistabelle gestoßen hast. Gruß Alexander
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Irgendwie gleitet der Thread ab. Nochmal zur Erinnerung: der TE will zwei blaue LED mit gleicher Helligkeit (vulgo: bei gleichem Strom) betreiben. Er will sie mit einem µC PWM-dimmen. Und die Versorgung sind zwei 1.5V Batterien. Weswegen ein hoher Wirkungsgrad gewünscht ist. Stromspiegel sind sicher kein Teil der Lösung. Und Stromquellen mit LM317 auch nicht (der LM317 braucht inclusive Meßwiderstand ca. so viel Spannung wie eine LED - der Wirkungsgrad wird miserabel). Tatsächlich bräuchte man einen Stromschaltregler, der die 1.8..3V aus den Batterien auf die benötigten 6..7.5V @ ??mA Konstantstrom bringt. Und der einen PWM-Steuereingang hat. Ob man den µC dann aus der ungeregelten Batteriespannung versorgt oder nicht, muß man noch sehen. XL
@Alexander Kunkel Danke, ja Du hast recht. Das ist ein Fehler (Peinlcih!). Aber auch wenn die Berechnung jetzt formal nicht mehr richtig ist, die Rechnung ist dennoch richtig. Am Eingang würden dennoch 8,2V anliegen müssen. Vielleicht hat auch der Hersteller im der notwendigen Spannungsdifferenz zwischen Eingang und Ausgang in der Spec eine große Marge gepackt und real liegt sie deutlich drunter. Oder man lässt die älteren Werte stehen, wegen der Kompatibilität und im Laufe der Zeit wurde der LM317 effizienter. Hinzu kommt, dass Metallschichtwiderstände auch nicht gerade Messwiderstände sind. Zusammen mit deren Toleranzen kommt es dann auch zu einem ΔV ~ 1,5V. Oder ich habe tatsächlich noch einen Fehler gemacht. @Axel Schwenke Hast ja recht. Ist doch aber nicht schlimm, hält ja keinen davon ab, was Sachgerechtes zu posten. Ich habe mir mal deinen Vorschlag angesehen: http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Schaltregler Wie soll man aber über PWD den Strom drosseln? Der ist doch in beiden Fällen mit einem Widerstand Rx geregelt. Gut man könnte einen Digitalpotentiometer verwenden. Aber gibt es diese auch mit PWM-Eingang? Ich hoffe mal nicht, dass Du die ganze Schaltung so schnell Ein- und Ausschalten möchtest. ;) Gruß Fabian
Fabian Hoemcke schrieb: > Hast ja recht. Ist doch aber nicht schlimm, hält ja keinen davon ab, was > Sachgerechtes zu posten. Komisch. Ich dachte immer, die Idee hinter einem Forum wäre, daß einer eine Frage stellt und dann sachdienliche Hinweise bekommt. > Ich habe mir mal deinen Vorschlag angesehen: > http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Schaltregler Häh? Wo soll ich das vorgeschlagen haben? > Wie soll man aber über PWD den Strom drosseln? Der ist doch in beiden > Fällen mit einem Widerstand Rx geregelt. Gut man könnte einen > Digitalpotentiometer verwenden. Aber gibt es diese auch mit PWM-Eingang? > Ich hoffe mal nicht, dass Du die ganze Schaltung so schnell Ein- und > Ausschalten möchtest. ;) Doch. Genau das tut man normalerweise. Wenn man sich bei den üblichen Verdächtigen umsieht (Maxim, LT, TI, Prema etc.) dann haben deren LED- Spannungswandler meist schon einen PWM-Eingang, der eine "langsame" PWM (also ein paar 100Hz) akzeptiert. Die arbeiten selber aber eher bei ein paar 100kHz. XL
Hallo Martim, Schau dir mal den LT 1932 an. www.linear.com/docs/2139 Gruß Alexander
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Huhu danke danke =) Die LED Treiber sind sicher ne coole sache. Bei zwei LEDs sinds dann natürlich zwei stück (zwei spulen usw). Ich habe auch überlegt, einen voltage inverter zu verwenden. Dann hab ich +3.3V zu -3.3V (z.B). So habe ich ja quasi 6.6V für meine LED. Inspiriert durch: http://www.edn.com/design/power-management/4314468/Drive-a-blue-LED-from-a-3V-battery Das klappt auch ganz gut, nur ist das dimmen etwas schwer, weil ich dann auch mit negativer spannung meinen Stromspiegel abschaltern müsste, da sonst ein Reststrom durch die LED fließt... Grüße
Hallo Martin, Das erste Beispiel im Datenblatt zum LT 1392 zeigt die Versorgung von 4 LEDs, nicht nur non einer. Gruß Alexander
Alexander Kunkel schrieb: > www.linear.com/docs/2139 Huhu, ja das stimmt natürlich, aber ich kann diese nicht einzeln per PWM ansteuern.
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