Hallo und guten Abend zusammen. Ich baue zurzeit an einer Schaltung bei der mit PWM eine LED gedimmt werden soll. Leider stehe ich bei meinem "Hobby" Elektrotechnik noch so weit am Anfang das ich das Fehlerbild welches sich eingestellt hat nicht erklären kann. Da auf dem Screenshot nicht alle Daten zu sehen sind hier noch eine paar zusätzliche Erklärung: Als LED wurde eine SuperFlux LED Nichia NSPWR70CSS P9 weiß mit 3,1V und 50mA Vorwärtsstrom gewählt. Als Spannungsversorgung wurde eine Thionylclohrid Batterie der Firma Saft gewählt welche 3,6V hat (LST14500). Jetzt meine Frage(n): Warum geht die Spannung nie ganz auf Null zurück? Die Unsauberen Spitzen sind nicht so wichtig da ich denke das beim Dimmen einer LED das qualitativ wenig ausmacht jedoch das nicht auf null gehen ist störend. Woran liegt das Problem und wie kann man das in den Griff kriegen? Muss ich am LED Kreis noch etwas verändern und kann damit etwas verbessern? Gibt es einen besseren FET Typ? Irgendwie bin ich was FET's angeht leider noch recht ungeschult. Auf was für Werte im Datenblatt muss ich da achten um ein FET passend auszuwählen? Ich bedanke mich jetzt schon mal für eure Hilfe und bitte bei aller Kritik denkt dran ich mache das als Hobby und bin nicht mal ein Jahr autodidaktisch dabei...
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1) Da fehlt ein Vorwiderstand um den LED-Strom zu begrenzen. 2) Die Treiberstufe ist überflüssig. 3) Du solltest eine der CMOS Versionen des 555 verwenden 4) Der MOSFET ist mäßig geeignet, zu hohe Thresholdspannung. 5) Li/SOCl_2 Batterien sind sehr teuer.
hinz schrieb: > 1) Da fehlt ein Vorwiderstand um den LED-Strom zu begrenzen. Hallo daran habe ich auch gedacht hab es dann aber verworfen nach dem ich im Datenblatt gesehen habe das die Spannung schon einbricht auf 3,2V. Gehe ich richtig davon aus das ich Rv dann mit den 0,1V und maximal 50mA berechne? hinz schrieb: > 2) Die Treiberstufe ist überflüssig. Im Zuge eines kleinen Anfalls von Größenwahnes hab ich die Treiberstufe dort eingebaut weil ich gerne nach der Nichia versuchen wollte das ganze auf eine Cree XM-L um zu basteln. Ein Kollege der nach meiner Meinung viel mehr Ahnung als ich hat, sagte ich solle das in diesem Fall dann so bauen. Ist auch in diesem Fall der Verzicht auf den Treiber möglich? hinz schrieb: > 3) Du solltest eine der CMOS Versionen des 555 verwenden Das war so geplant da ich das schon das ein oder andere mal gelesen habe. hinz schrieb: > 4) Der MOSFET ist mäßig geeignet, zu hohe Thresholdspannung. Wie bereits erwähnt da hab ich so gar keine Ahnung von, wurde in der Simulation ausgewählt im Sinne: Womit sieht es am besten aus. hinz schrieb: > 5) Li/SOCl_2 Batterien sind sehr teuer. Da es sich um den Aufbau von eines einzigen Prototypen handelt war das für mich zu verschmerzen. Aber hier gilt auch wie an anderer Stelle: Aus Mangel an Erfahrung auf die bekannten Modelle zurückgegriffen. Danke für eine Antworten.
Marcel Schlangen schrieb: >> 1) Da fehlt ein Vorwiderstand um den LED-Strom zu begrenzen. > Hallo daran habe ich auch gedacht hab es dann aber verworfen nach dem > ich im Datenblatt gesehen habe das die Spannung schon einbricht auf > 3,2V. Gehe ich richtig davon aus das ich Rv dann mit den 0,1V und > maximal 50mA berechne? Du interpretierst das Datenblatt falsch. > hinz schrieb: >> 2) Die Treiberstufe ist überflüssig. > Im Zuge eines kleinen Anfalls von Größenwahnes hab ich die Treiberstufe > dort eingebaut weil ich gerne nach der Nichia versuchen wollte das ganze > auf eine Cree XM-L um zu basteln. Ein Kollege der nach meiner Meinung > viel mehr Ahnung als ich hat, sagte ich solle das in diesem Fall dann so > bauen. Ist auch in diesem Fall der Verzicht auf den Treiber möglich? Solange du innerhalb der SOA des MOSFET bleibst und die Frequenz niedrig ist kannst und solltest du auf einen Treiber verzichten.
Marcel Schlangen schrieb: > Im Zuge eines kleinen Anfalls von Größenwahnes hab ich die Treiberstufe > dort eingebaut weil ich gerne nach der Nichia versuchen wollte das ganze > auf eine Cree XM-L um zu basteln. Auch die Cree XM-L2 (die XM-L wird IMHO von Cree gar nicht mehr hergestellt) kannst du z.B. mit einem IRLML6244 direkt vom NE555 ansteuern. Die max. 3A sollte der locker wegstecken.
Marcel Schlangen schrieb: >> 1) Da fehlt ein Vorwiderstand um den LED-Strom zu begrenzen. > Hallo daran habe ich auch gedacht hab es dann aber verworfen nach dem > ich im Datenblatt gesehen habe das die Spannung schon einbricht auf > 3,2V. Dieser "Einbruch" trägt aber sehr zumÜberleben Deiner LED bei. Eine PWM ersetzt keine Strombegrenzung. >> 2) Die Treiberstufe ist überflüssig. > Im Zuge eines kleinen Anfalls von Größenwahnes hab ich die Treiberstufe > dort eingebaut Der 555 enthält bereits eine solche Treiberstufe, die in den meisten Fällen ausreichen sollte. >> 3) Du solltest eine der CMOS Versionen des 555 verwenden > Das war so geplant da ich das schon das ein oder andere mal gelesen > habe. Der einfache 555 hat zwar eine grössere Treiberleistung, erzeugt aber andererseits eine hohe Stromspitzeim Umschaltmoment. Diese muss man mit einem KerKo direkt an den Anschlussklemmen abblocken. Gruss Harald
Marcel Schlangen schrieb: > Woran liegt das Problem und wie kann man das in den Griff kriegen? Bist du derselbe wie in Beitrag "PWM-Regelung mit Dauersignal bauen?" und fragst einfach nichmal weil dir die Antwort nicht gefallen gat?
Marcel Schlangen schrieb: > hinz schrieb: >> 1) Da fehlt ein Vorwiderstand um den LED-Strom zu begrenzen. > Hallo daran habe ich auch gedacht hab es dann aber verworfen nach dem > ich im Datenblatt gesehen habe das die Spannung schon einbricht auf > 3,2V. Gehe ich richtig davon aus das ich Rv dann mit den 0,1V und > maximal 50mA berechne? Damit bist du bei einem weiteren Prolem. Deine Batterie und deine LED sind keine gute Paarung. Wohl mag die Batterie eine Nennspannung von 3.6V haben und die LED eine typische Flußspannung von 3.1V. Aber in der Realität fällt die Spannung der Batterie ab, wenn die Batterie langsam leer wird. Und die Flußspannung der LED ist exemplar- und temperaturabhängig. Wenn die Werte so nah beieinander liegen, gibt es schlicht keine gute Wahl für den Vorwiderstand. Wenn man ihn groß genug wählt, daß auch im worst case der Maximalstrom der LED eingehalten wird, dann ist der Strom bei "normalen" Bedingungen viel kleiner, als man ihn haben will. > hinz schrieb: >> 2) Die Treiberstufe ist überflüssig. > Im Zuge eines kleinen Anfalls von Größenwahnes hab ich die Treiberstufe > dort eingebaut weil ich gerne nach der Nichia versuchen wollte das ganze > auf eine Cree XM-L um zu basteln. Ein Kollege der nach meiner Meinung > viel mehr Ahnung als ich hat, sagte ich solle das in diesem Fall dann so > bauen. Ist auch in diesem Fall der Verzicht auf den Treiber möglich? Ein (CMOS)-555 hat bereits eine recht leistungsfähige Endstufe. Der kann durchaus auch einen fetteren FET treiben. Deine 50mA sind dermaßen Pillepalle, daß man gar keinen FET findet, der dafür zu klein sein könnte. Auf jeden Fall sollte man den FET nicht zu groß wählen. Denn FETs, die sehr große Ströme schalten können, haben dann auch große Gate-Kapazitäten und erfordern stärkere Treiber. Allerdings ist für eine PWM-Stufe die Schaltgeschwindigkeit sowieso zweitrangig. Mehr als 100 oder vielleicht 200Hz braucht man da nicht. Richtig baut man sowas mit einem Schaltregler und regelt dabei den Strom durch die LED. Einen Vorwiderstand im eigentlichen Sinn gibt es dabei nicht. Und was deine Frage angeht, warum die Spannung am Gate nicht auf 0 fällt: mit der Treiberstufe die du da verwendest, kann sie das natürlich nicht. Die Ausgangsspannung dieser Treiberstufe ist in jeder Richtung um eine Basis-Emitterspannung geringer als die Eingangsspannung. XL
MaWin schrieb: > Marcel Schlangen schrieb: >> Woran liegt das Problem und wie kann man das in den Griff kriegen? > > Bist du derselbe wie in > > Beitrag "PWM-Regelung mit Dauersignal bauen?" > > und fragst einfach nichmal weil dir die Antwort nicht gefallen gat? Nein das ist nicht so. Sollte aber auch am Benutzernamen aufgefallen sein. Axel Schwenke schrieb: > Marcel Schlangen schrieb: >> hinz schrieb: >>> 1) Da fehlt ein Vorwiderstand um den LED-Strom zu begrenzen. >> Hallo daran habe ich auch gedacht hab es dann aber verworfen nach dem >> ich im Datenblatt gesehen habe das die Spannung schon einbricht auf >> 3,2V. Gehe ich richtig davon aus das ich Rv dann mit den 0,1V und >> maximal 50mA berechne? > > Damit bist du bei einem weiteren Prolem. Deine Batterie und deine LED > sind keine gute Paarung. Wohl mag die Batterie eine Nennspannung von > 3.6V haben und die LED eine typische Flußspannung von 3.1V. Aber in > der Realität fällt die Spannung der Batterie ab, wenn die Batterie > langsam leer wird. Und die Flußspannung der LED ist exemplar- und > temperaturabhängig. So etwas habe ich mir auch gedacht bin aber wegen des Datenblattes der Batterie der Meinung gewesen das ein Wert über 3,1V relativ lange aufrecht erhalten wird bevor es rapide abwärts geht wenn die Batterie leer ist. Hab an diesem Rechner leider das Datenblatt nicht zur Hand, glaube aber das ich hier auch falsch gelegen habe und du recht hast. > Wenn die Werte so nah beieinander liegen, gibt es schlicht keine gute > Wahl für den Vorwiderstand. Wenn man ihn groß genug wählt, daß auch im > worst case der Maximalstrom der LED eingehalten wird, dann ist der Strom > bei "normalen" Bedingungen viel kleiner, als man ihn haben will. > >> hinz schrieb: >>> 2) Die Treiberstufe ist überflüssig. >> Im Zuge eines kleinen Anfalls von Größenwahnes hab ich die Treiberstufe >> dort eingebaut weil ich gerne nach der Nichia versuchen wollte das ganze >> auf eine Cree XM-L um zu basteln. Ein Kollege der nach meiner Meinung >> viel mehr Ahnung als ich hat, sagte ich solle das in diesem Fall dann so >> bauen. Ist auch in diesem Fall der Verzicht auf den Treiber möglich? > > Ein (CMOS)-555 hat bereits eine recht leistungsfähige Endstufe. Der kann > durchaus auch einen fetteren FET treiben. Deine 50mA sind dermaßen > Pillepalle, daß man gar keinen FET findet, der dafür zu klein sein > könnte. Auf jeden Fall sollte man den FET nicht zu groß wählen. Denn > FETs, die sehr große Ströme schalten können, haben dann auch große > Gate-Kapazitäten und erfordern stärkere Treiber. Ich habe einen hier vorgeschlagenen FET mal testweise bestellt, ebenso die CMOS 555 Version. > Allerdings ist für eine PWM-Stufe die Schaltgeschwindigkeit sowieso > zweitrangig. Mehr als 100 oder vielleicht 200Hz braucht man da nicht. Das habe ich ebenso gesehen und ich meine zwischen 200 und 500Hz irgendwas berechnet. > > Richtig baut man sowas mit einem Schaltregler und regelt dabei den > Strom durch die LED. Einen Vorwiderstand im eigentlichen Sinn gibt es > dabei nicht. Das versuche ich als nächstes nur vor dem basteln stehen meistens etliche Stunden lesen lesen lesen > Und was deine Frage angeht, warum die Spannung am Gate nicht auf 0 > fällt: mit der Treiberstufe die du da verwendest, kann sie das natürlich > nicht. Die Ausgangsspannung dieser Treiberstufe ist in jeder Richtung um > eine Basis-Emitterspannung geringer als die Eingangsspannung. Das habe ich noch nicht 100% verstanden werde aber mal versuchen ob ich das mal in Multisim nachmessen kann was du da genau meinst. Ansonsten möchte ich mich für die sehr gute Antwort bedanken. P.S.: Entschuldigung für die späte Antwort aber Ostern mit der Familie und der erste Arbeitstag sind dazwischen gekommen.
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