Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 3,3 V Schiene eines PC Netzteils für stromversorgung einer LED Lichtorgel mit 30 3W LEDs


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 M. S. (ms111)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Also zu meinem Problem: ich baue derzeit eine Lichtanlage für 
Musikunterstützende Lichteffekte. Der hauptteil der Anlage soll aus 30 
3W RBG LEDs bestehen (jeder chip mit 1W für rot/grün/blau). jede der 
einzelnen LED chips (3 sind in einer RBG LED) benötigt zwischen 300 und 
350 mA bei 2 bzw 3V (je nach farbe unterschiedlich). Wenn nun alle der 
30 Lampen weiß leuchten leuchten ja in jeder LED alle drei chips, das 
heißt ich komme PRO LAMPE auf einen Strom von 1A. Da das 30 Lichtspots 
sind die alle unabhängig über transistoren angesteuert werden (kann man 
nicht in reihe schalten oder so und konstantsstrom wär n bisschen teuer, 
da das dann 120 Konstanststromquellen wären) habe ich dort einen 
Spitzenstrom von 30 AMPERE. Bisher hatte ich geplant die 5V Schiene 
eines PC Netzteils zu Nutzen habe hier auch eines liegen, allerding 
etwas älter und von einer Firma die ich nicht kenne (Delta Electronics) 
und ich nicht weiß wie stabil die spannung ist bzw ob es 
sicherungsschaltungen hat. Daran sollten die LEDs über 1W Widerstände 
mit 4,7 Ohm betrieben werden... (Abbildung A) Nur ist es leider so das 
an den Widerständen 500 mW pro LED abfallen. dazu werden diese sehr 
heiß, obwohl 1W eig reichen müsste. Nun bin ich am überlegen wie ich 
weiter fortfahre bezüglich Stromversorgung und WIderständen. Meine eine 
Idee war einfach die 3,3V Schiene zu nutzen, die hat ja 
erstaunlicherweise bei allen neuen Netzteilen sehr hohe Ströme von 
teilweise 25 A. Der Vorteil hier wäre ja dann das an den Widerständen 
(ich nehme hier dann 1 Ohm) nur noch wenig Verlustleictung abfällt und 
ich das Problem mit den heißen Widerständen gelöst habe (Abbildung B). 
Meine Frage ist nun wie sinnvoll es ist bzw ob es gefahrlos möglich ist 
nur die 3V Schiene zu belasten, bzw ob das überhaupt funktuioniert. 
Meine letztendliche Idee war einfach 3,3 V Festspannungsregler zu nehmen 
und die dann kombiniert mit 1 Ohm Widerständen zu nutzen. Somit kann ich 
sowohl die 3V als auch die 5V nutzen und der Spannungsregler schützt 
gleichzeitig gegen spannungsinstabilitäten. (Abbildung C) Wäre das eine 
annehmbare Lösung das so zu machen das man vorzugsweise die 3,3V Schiene 
mit angehängtem 3,3V Spannugnsregler nutzt und wenn die nicht ausreicht 
die 5V Schiene? Man ist da sozusagen flexibel... Gänge das? Oder wie 
würdet ihr da vorgehen?

von M. S. (ms111)


Lesenswert?

Was würde eigentlich passieren wenn der Spannungsregler überlastet wird? 
geht der dann kaputt oder ist der dagegen gesichert?

von Markus H. (haniham) Benutzerseite


Lesenswert?

Hi,

Ich denke mal ideal wäre es wenn du möglichst wenig Spannungsregler / 
Lastwiederstände benötigst da die zum einem Geld kosten und zum Anderen 
teure Energie vernichten und die Wärme auch irgendwohin abgeführt werden 
muss.
Bei 5V - > 3,3V und 30A sind das ja schon 51W die irgendwo hin gehen 
müssen.

An die 3,3V Schiene einen weiteren 3,3V Regler zu hängen wird nicht zum 
gewünschten Ergebnis führen, da ja selbst ein Low-Drop Spannungsregler 
auch einen gewissen Spannungsabfall zum Betrieb benötigt.

Ideal sollte für dich ein Constant Current LED Treiber IC mit PWM sein, 
das kaum Abwärme produziert und ohne großen Aufwand zu beschalten sein 
sollte. Da sollte eigentlich bei jedem der etablierten Hersteller ein IC 
zu haben sein, das deinen Strömen standhält. Evtl. kann dir hier noch 
jemand einen Tipp geben.

Noch einen schönen Sonntag!



Malte S. schrieb:
> Was würde eigentlich passieren wenn der Spannungsregler überlastet wird?
> geht der dann kaputt oder ist der dagegen gesichert?

Spannungsregler sollten normalerweise gegen überlast abgesichert sein. 
Genaueres findest du dann aber im entsprechenden Datenblatt ( LM7805 ) 
wie z.B.:
• Thermal Overload Protection
• Short-Circuit Protection
• Output Transistor Safe Operating Area Protection

Viel wichtiger wäre aber statt einem kaputten Spannungsregler für ein 
paar Cent die teure LED vor Zerstörung zu schützen.

von Mike (Gast)


Lesenswert?

Malte S. schrieb:
> jede der einzelnen LED chips (3 sind in einer RBG LED) benötigt ...
> bei 2 bzw 3V (je nach farbe unterschiedlich).

Die 3V erscheinen mir für eine blaue LED arg wenig. Da solltest du 
noch mal einen genauen Blick ins Datenblatt auf die 
Vf(If)-Charakteristik werfen.

von M. S. (ms111)


Lesenswert?

Mike schrieb:
> Malte S. schrieb:
>> jede der einzelnen LED chips (3 sind in einer RBG LED) benötigt ...
>> bei 2 bzw 3V (je nach farbe unterschiedlich).
>
> Die 3V erscheinen mir für eine blaue LED arg wenig. Da solltest du
> noch mal einen genauen Blick ins Datenblatt auf die
> Vf(If)-Charakteristik werfen.

Zwischen 3 und 3,4 Volt, die grüne genauso

von M. S. (ms111)


Lesenswert?

Markus H. schrieb:
>
> An die 3,3V Schiene einen weiteren 3,3V Regler zu hängen wird nicht zum
> gewünschten Ergebnis führen, da ja selbst ein Low-Drop Spannungsregler
> auch einen gewissen Spannungsabfall zum Betrieb benötigt.
Ich habe mal nachgemessen und habe eine spannung von 3,36 Volt gemessen, 
weiß nicht ob diese Differenz ausreicht...

> Ideal sollte für dich ein Constant Current LED Treiber IC mit PWM sein,
> das kaum Abwärme produziert und ohne großen Aufwand zu beschalten sein
> sollte. Da sollte eigentlich bei jedem der etablierten Hersteller ein IC
> zu haben sein, das deinen Strömen standhält. Evtl. kann dir hier noch
> jemand einen Tipp geben.
das muss dann genau 300 oder 330 mA haben oder kann man das bei diesen 
iCs einstellen? Das wäre dann doch wieder ziemlich teuer oder bei 30 
LEDs mit je 3 Chips drinne?

> Viel wichtiger wäre aber statt einem kaputten Spannungsregler für ein
> paar Cent die teure LED vor Zerstörung zu schützen.
Sicherungen?

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


Lesenswert?

Malte S. schrieb:
> Also zu meinem Problem: ich baue derzeit eine Lichtanlage für
> Musikunterstützende Lichteffekte. Der hauptteil der Anlage soll aus 30
> 3W RBG LEDs bestehen (jeder chip mit 1W für rot/grün/blau).

Also 90 PWM-Kanäle. Ernsthaft? Hast du dir auch mal Gedanken darüber 
gemacht, wie du das steuern möchtest?

> jede der
> einzelnen LED chips (3 sind in einer RBG LED) benötigt zwischen 300 und
> 350 mA bei 2 bzw 3V (je nach farbe unterschiedlich). Wenn nun alle der
> 30 Lampen weiß leuchten leuchten ja in jeder LED alle drei chips, das
> heißt ich komme PRO LAMPE auf einen Strom von 1A.

Ja. Schönen Gruß von Adam Ries(e).

> Da das 30 Lichtspots sind ...
> habe ich dort einen  Spitzenstrom von 30 AMPERE.

Herr Ries wäre stolz auf dich.

> Bisher hatte ich geplant die 5V Schiene
> eines PC Netzteils zu Nutzen habe hier auch eines liegen, allerding
> etwas älter und von einer Firma die ich nicht kenne (Delta Electronics)
> und ich nicht weiß wie stabil die spannung ist bzw ob es
> sicherungsschaltungen hat.

Dann finde es heraus.

> Daran sollten die LEDs über 1W Widerstände
> mit 4,7 Ohm betrieben werden... (Abbildung A) Nur ist es leider so das
> an den Widerständen 500 mW pro LED abfallen.

Das stimmt nicht. Und auch wenn man zu deinen Gunsten annimmt, daß das 
bloß eine Prinzipschaltung sein soll, ist sie Käse.

1. Wieso haben die RGB-LEDs gemeinsame Kathoden? Ist das eine feste 
Vorgabe oder bloß eine Annahme oder Idee?

2. An den Transistoren fällt auch Spannung ab. Und zwar besonders viel, 
wenn man sie wie gezeichnet als Emitterfolger betreibt. Wenn man 
effizient sein will, dann schaltet man Leistungs-LED immer in die 
Kollektor-Leitung des schaltenden Transistors. Dann fällt am Transistor 
nur noch dessen Sättigungsspannung ab, bei speziellen Typen unter 100mV.

3. Die Flußspannungen der LED sind nicht gleich. Je nach Farbe haben sie 
einen typischen Mittelwert. Und je nach Exemplar und Temperatur streuen 
sie um diesen Mittelwert. Wenn da nur Vorwiderstände verbaut sind, 
streut folglich die Spannung über dem Vorwiderstand. Und in Folge dessen 
streuen der Strom durch die LED und die Leistung am Widerstand. 
Insbesondere werden gleich große Vorwiderstände für blaue und rote LED 
zu deutlich unterschiedlichen Strömen führen. Und der Widerstand vor der 
roten LED wird auch deutlich wärmer.

> Meine eine Idee war einfach die 3,3V Schiene zu nutzen, die hat ja
> erstaunlicherweise bei allen neuen Netzteilen sehr hohe Ströme von
> teilweise 25 A. Der Vorteil hier wäre ja dann das an den Widerständen
> (ich nehme hier dann 1 Ohm) nur noch wenig Verlustleictung abfällt und
> ich das Problem mit den heißen Widerständen gelöst habe

Funktioniert nur nicht. Wenn die Flußspannung einer blauen LED im 
Mittel(!) 3.1V ist und am Transistor 0.2V abfallen ... wie 
dimensionierst du dann den Vorwiderstand? Wie stellst du sicher, daß 
unter Beachtung von Exemplarstreuungen und Temperaturabhängigkeit der 
maximale Strom nie überschritten wird und gleichzeitig der minimale 
Strom einen sinnvollen Wert hat? Schau in das Datenblatt einer blauen 
LED und beachte den Toleranzbereich für die Flußspannung.

Die IMHO beste Variante ist, pro LED eine Konstantstromquelle mit 2 
Transistoren (https://www.mikrocontroller.net/wikifiles/2/28/Ksq.png) 
vorzusehen. Wenn man das obere Ende von R2 nicht fest an die 
Betriebsspannung hängt, sondern an den Ausgang eines µC, dann kann man 
die Stromquelle auch gleich schalten (bzw. per PWM dimmen). Mit R1 = 2 
Ohm (2x 1 Ohm in Reihe, dann passen auch SMD 0805 von der Leistung) 
ergeben sich wie gewünscht ca. 330-350mA. In SMD (T1 im DPAK) kann man 
drei solcher Stromquellen ungefähr auf der Größe einer Star-LED 
aufbauen.

Eine solche Konstantstromquelle braucht minimal ca. 1V, verheizt also 
auch mindestens ca. 350mW. Die Betriebsspannung muß um besagte 1V größer 
sein als die größte anzunehmende Flußspannung einer LED. Wird sie 
kleiner, wird der Strom kleiner. Wird sie größer, steigen die Verluste 
in den Transistoren T1 der Konstantstromquellen (um 350mW pro Volt 
"Überspannung").

Wenn alle LEDs getrennte Anoden und Kathoden haben, dann kann man weiter 
optimieren, indem man pro Farbe eine eigene Betriebsspannung verwendet. 
Für Rot würden dann z.B. 3.3V reichen, für Blau bräuchte man eher 4.6V. 
Das lohnt aber nur dann, wenn man diese Spannungen jeweils per 
Schaltregler erzeugt. Im einfachsten Fall nimmt man 5V für alle. Und 
wenn das Netzteil eine Feineinstellung für die Spannung hat, kann man ja 
testweise mal auf 4.6V runterdrehen.


XL

von Mike (Gast)


Lesenswert?

Axel Schwenke schrieb:
> 2. An den Transistoren fällt auch Spannung ab. Und zwar besonders viel,
> wenn man sie wie gezeichnet als Emitterfolger betreibt. Wenn man
> effizient sein will, dann schaltet man Leistungs-LED immer in die
> Kollektor-Leitung des schaltenden Transistors. Dann fällt am Transistor
> nur noch dessen Sättigungsspannung ab, bei speziellen Typen unter 100mV.

Und auch das gilt nur für Bipolartransistoren. Bei 
Feldeffekttransistoren hat man einen zum On-Widerstand und zum Strom 
proportionalen Spannungsabfall. Dafür muss die Ansteuerspannung am Gate 
höher sein.

von Markus H. (haniham) Benutzerseite


Lesenswert?

Malte S. schrieb:
> Markus H. schrieb:
>>
>> An die 3,3V Schiene einen weiteren 3,3V Regler zu hängen wird nicht zum
>> gewünschten Ergebnis führen, da ja selbst ein Low-Drop Spannungsregler
>> auch einen gewissen Spannungsabfall zum Betrieb benötigt.
> Ich habe mal nachgemessen und habe eine spannung von 3,36 Volt gemessen,
> weiß nicht ob diese Differenz ausreicht...
Nach meinen Recherchen haben normale Low-Drop Regler immer noch um die 
1V Verlust.
Und spezielle, die nur wenige mA können haben auch noch einige 100mV

>> Ideal sollte für dich ein Constant Current LED Treiber IC mit PWM sein,
>> das kaum Abwärme produziert und ohne großen Aufwand zu beschalten sein
>> sollte. Da sollte eigentlich bei jedem der etablierten Hersteller ein IC
>> zu haben sein, das deinen Strömen standhält. Evtl. kann dir hier noch
>> jemand einen Tipp geben.
> das muss dann genau 300 oder 330 mA haben oder kann man das bei diesen
> iCs einstellen? Das wäre dann doch wieder ziemlich teuer oder bei 30
> LEDs mit je 3 Chips drinne?

Den Strom kannst du normalerweise anpassen - wie siehst du dann im 
entsprechenden Datenblatt.
Mögliche ICs wären z.B. der TL4242 von TI der 1x500mA kann und keinen 
Busanschluss besitzt

Der LT3496 mit 3 Kanälen je 750mA, der jedoch zudem noch Spulen und 
Dioden benötigt. Oder der LT3492 mit je 600mA

Die Beispiele hier sind jetzt mal völlig ohne Garantie auf 
Vollständigkeit, aber ich denke mal für dich wäre es ideal wenn du einen 
3-fach Current regulator mit der entsprechenden Stromleitfähigkeit und 
einem Busanschluss benutzen könntest. Damit hättest du am wenigsten 
Probleme. Dazu würde ich dir aber empfehlen, am besten nochmal explizit 
in einem Thread danach zu fragen.

Aber so teuer sind die dann auch nicht und dafür kannst du auf einen 
Aufbau mit diskreten Teilen verzichten.

>> Viel wichtiger wäre aber statt einem kaputten Spannungsregler für ein
>> paar Cent die teure LED vor Zerstörung zu schützen.
> Sicherungen?
Keine Sorge, ich glaube mit Sicherungen wirst du hier nicht glücklich.
Ich wollte bloß anmerken, dass ein kaputter Spannungsregler für ein paar 
Cent nicht zu einem finanziellen Totalschaden führen wird. Der Verlust 
einer LED hingegen wäre sehr ärgerlich.


@ Axel Schwenke:
Jetzt Sehe ich es auch - Wenn die LEDs wirklich keine gemeinsame Kathode 
haben sollte der Treiber natürlich, der Einfachhheit halber an der LOW 
Side sein.
1
VCC
2
/\
3
 |
4
 |
5
===
6
/-\
7
 |
8
  \|
9
   |--Steuerung
10
  <|
11
 |
12
---
13
GND

von M. S. (ms111)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

> Die IMHO beste Variante ist, pro LED eine Konstantstromquelle mit 2
> Transistoren (https://www.mikrocontroller.net/wikifiles/2/28/Ksq.png)
> vorzusehen. Wenn man das obere Ende von R2 nicht fest an die
> Betriebsspannung hängt, sondern an den Ausgang eines µC, dann kann man
> die Stromquelle auch gleich schalten (bzw. per PWM dimmen). Mit R1 = 2
> Ohm (2x 1 Ohm in Reihe, dann passen auch SMD 0805 von der Leistung)
> ergeben sich wie gewünscht ca. 330-350mA. In SMD (T1 im DPAK) kann man
> drei solcher Stromquellen ungefähr auf der Größe einer Star-LED
> aufbauen.
Okay das scheint eigentlich die beste möglichkeit zu sein... das was ich 
hierdurch erreiche ist ja nur das ich einen Konstanten strom habe, 
sozusagen eine schutzschaltung, bzw eine strombegrenzung. wenn ich das 
richtig sehe muss ich jedoch die restliche spannung auch irgendwie noch 
vernichten oder habe ich das jetzt falsch verstanden? Diese schaltung 
dient sozusagen als stromberenzung und als sicherungsschaltung gegen 
überspannung. Allerdings wäre das dimmen per pwm für mich unvorteilhaft, 
von daher müsste ich dann zur ansteuerung weiterhin diese transistoren 
benutzen wie bisher und diese suzusagen vor die led schalten, um 
weiterhin manuell zu dimmen. Habe leider einige effekte gebaut die ich 
dann nicht so wirklich gut nutzen kann mit pwm, zB mit nem lm324 ein 
fader oder so.
>
> Eine solche Konstantstromquelle braucht minimal ca. 1V, verheizt also
> auch mindestens ca. 350mW. Die Betriebsspannung muß um besagte 1V größer
> sein als die größte anzunehmende Flußspannung einer LED. Wird sie
> kleiner, wird der Strom kleiner. Wird sie größer, steigen die Verluste
> in den Transistoren T1 der Konstantstromquellen (um 350mW pro Volt
> "Überspannung").
brauche ich dann noch bauteile um den rest zu verheizen? weil die quelle 
begrenzt ja den strom wenn ich das richtig sehe und dann ist es ja egal 
ob 4V an der LED anliegen, wenn dort nur maximal 350 mA fließen können 
durch die konstantstromquelle oder?
>
> Wenn alle LEDs getrennte Anoden und Kathoden haben, dann kann man weiter
> optimieren, indem man pro Farbe eine eigene Betriebsspannung verwendet.
> Für Rot würden dann z.B. 3.3V reichen, für Blau bräuchte man eher 4.6V.
> Das lohnt aber nur dann, wenn man diese Spannungen jeweils per
> Schaltregler erzeugt. Im einfachsten Fall nimmt man 5V für alle. Und
> wenn das Netzteil eine Feineinstellung für die Spannung hat, kann man ja
> testweise mal auf 4.6V runterdrehen.
Nee das netzteil ist so alt, das hat so etwas leider noch nicht, 
jedenfalls nicht außen. Das würde dann ja sinn machen, dass man in diese 
verteiler schon die verschieden geregelten Eingangsspannungen 
reinspeißt, sozusagen den spannungsabfall für die einzelnen farben 
zentral regeln.
Ach ich probier es einfach mal aus wie sich der regler verhält wenn ich 
da jetzt 5V anschließe.

Angerhängt übrigens der Schaltplan wie ich ihn ursprünglich bzw jetzt 
angedacht hatte (noch ohne strombegrenzung)
die zweite datei ist eine skizze wo ich gerne wissen würde ob ich die 
helligkeit auch ohne pwm regeln könnte. zB wie auf dem schaltplan 2

von M. S. (ms111)


Lesenswert?

Achja noch eine frage: In dem artikel zu der schaltung steht ja das man 
den transistor nr  durch eine LED ersetzten kann, die dann immer 
aufleuchtet wenn die spannung sozusagen zu hoch ist. Meine frage wär da 
ob man es so realisieren könnte das sich der verteiler dann einfach 
abschaltet wenn die ströme erheblich zu hoch sind? sozusagen über einen 
transistor der dann den stromkreis unterbricht, bis die spannung wieder 
abgesunken ist?

von Felsentreu (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hi,
so is richtiger.

Grüße

von M. S. (ms111)


Lesenswert?

Dankeschön :) war mir nicht sicher ob das so geht. Müssen eig durch r2 
große ströme fließen? Weil falls die spannung mal so stark ansteigen 
sollte das es zB 1 Volt sind oder so, dann ändert sich zwar an der led 
der strom nicht großartig, dafür wird r aber verdammt heiß (0,5W, 150 
Ohm). Das würd mir dann ja die transistoren in der ansteuerung 
zerschießen oder?

: Bearbeitet durch User
von M. S. (ms111)


Lesenswert?

Andere Frage: Falls ich die spannung per step down runterregele, bzw das 
für jede farbe einzeln mache ... wie groß sollten die ströme maximal 
sein, bzw für wie große ströme ist es realisierbar zB mit dem MC34063?

von Mike (Gast)


Lesenswert?

Malte S. schrieb:
> Okay das scheint eigentlich die beste möglichkeit zu sein... das was ich
> hierdurch erreiche ist ja nur das ich einen Konstanten strom habe,
> sozusagen eine schutzschaltung, bzw eine strombegrenzung. wenn ich das
> richtig sehe muss ich jedoch die restliche spannung auch irgendwie noch
> vernichten oder habe ich das jetzt falsch verstanden?

Ja hast du. Eine Konstantstromquelle liefert einen konstanten Strom.
Als Schutzschaltung würde ich das jetzt nicht bezeichnen, z.B. weil eine 
ideale Konstantstromquelle eine beliebig hohe Spannung ausgibt, wenn die 
Last nur hochohmig genug ist.
Genauso wie eine Spannungsquelle eine Spannung liefert, ohne sich um den 
Strom zu scheren, liefert eine Stromquelle einen Strom und schert sich 
nicht um die Spannung (idealerweise). Der Differenz zwischen Eingangs- 
und Ausgangsleistung wird in der Regelschaltung in Wärme umgesetzt. Da 
muss nicht noch extra irgendwas vernichtet werden, wenn alles passend 
dimensioniert ist, insbesondere die Kühlköper ;-)

von Mike (Gast)


Lesenswert?

Malte S. schrieb:
> bzw für wie große ströme ist es realisierbar zB mit dem MC34063?

Bei einem MC34063 kannst du in das Datenblatt vom MC34063 gucken. Unter 
"Maximum Ratings" findest du als Angabe zum Strom den Wert von 1,5A.

Für andere Switcher findest du die Angabe zum maximalen Strom - oh 
Wunder - in deren Datenblatt

von M. S. (ms111)


Lesenswert?

das heißt es ist imprinzip genauso uneffizient wie ein widerstand, aber 
es ist sicherer für die leds. Als einzige verlustarme möglichkeit bliebe 
mir dann wohl drop down :/?

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


Lesenswert?

Malte S. schrieb:

Es wäre toll, wenn du auch dazuschreiben würdest, worauf du dich 
beziehst.

> das heißt es ist imprinzip genauso uneffizient wie ein widerstand, aber
> es ist sicherer für die leds.

Eine lineare Konstantstromquelle ist unter dem Strich in der Tat genauso 
ineffizient wie ein Vorwiderstand. Sie hat aber den Vorteil, daß sie den 
LED-Strom auch wirklich konstant hält, insbesondere auch dann, wenn die 
Differenz zwischen Betriebsspannung und Flußspannung klein ist. Deswegen 
kann man mit Konstantstromquellen die Betriebsspannung kleiner wählen 
(man muß nicht so viel Reserve lassen wie mit Widerständen). Und das 
spart dann Leistung.

Ich hatte doch nebenan mal ein Beispiel gerechnet mit 5V und 150W 
gesamt, wovon 83W auf die LED entfallen und 67W auf die Widerstände. 
Wenn man das mit Konstantstromquellen aufbaut und die Betriebsspannungen 
für Rot, Grün und Blau jeweils auf Flußspannung + 1V setzt, dann fallen 
in den 90 Konstantstromquellen insgesamt nur noch 30W Verlust an (statt 
67W). Und du brauchst total nur noch 113W (statt 150W).

> Als einzige verlustarme möglichkeit bliebe mir dann wohl drop down :/?

Ich habe keine Ahnung wovon du sprichst.


XL

von Mike (Gast)


Lesenswert?

Axel Schwenke schrieb:
> Eine lineare Konstantstromquelle ist unter dem Strich in der Tat genauso
> ineffizient wie ein Vorwiderstand.

Wobei man natürlich eingestehen muss, dass der MC34063 oder auch eine 
Konstantstromquelle (KSQ) mit einem LM2596 weit von einer linearen KSQ 
entfernt ist. Eine lineare KSQ zieht am Eingang etwa genausoviel Strom, 
wie am Ausgang rausfließt. Bei einer geschalteten Step-Down KSQ ist der 
mittlere Eingangsstrom normalerweise wesentlich kleiner. Bei gleicher 
Eingangsspannung schneidet bei höherer Eingangsspannung die geschaltete 
eigentlich immer günstiger ab. Bei kleiner Spannungsdifferenz lohnt der 
zusätzliche Schaltungaufwand nicht.

von M. S. (ms111)


Lesenswert?

Axel Schwenke schrieb:
> Malte S. schrieb:
>
> Es wäre toll, wenn du auch dazuschreiben würdest, worauf du dich
> beziehst.
>
>> das heißt es ist imprinzip genauso uneffizient wie ein widerstand, aber
>> es ist sicherer für die leds.
Ich weiß :)
> Ich hatte doch nebenan mal ein Beispiel gerechnet mit 5V und 150W
> gesamt, wovon 83W auf die LED entfallen und 67W auf die Widerstände.
> Wenn man das mit Konstantstromquellen aufbaut und die Betriebsspannungen
> für Rot, Grün und Blau jeweils auf Flußspannung + 1V setzt, dann fallen
> in den 90 Konstantstromquellen insgesamt nur noch 30W Verlust an (statt
> 67W). Und du brauchst total nur noch 113W (statt 150W).
achsoo ja das mach auf jeden fall schon etwas aus... mir ist grad die 
idee gekommen, das man die spannungen für die verschiedenen farben 
einfach mit nem ne 555 und nem kondensator runterregeln könnte... das 
wäre eine relativ einfach und preiswerte möglichkeit. Und über das ne 
555 könnte ich dann einfach einen pro farbe darlington ansteuern (einen 
TIP 140 pro farbe). ich weiß das ist etwas einfach aber man kann ja auch 
beim ne 555 sehr gut pausen-puls verhältnis einstellen.
>> Als einzige verlustarme möglichkeit bliebe mir dann wohl drop down :/?
>
> Ich habe keine Ahnung wovon du sprichst.
Ich meinte step down.

von M. S. (ms111)


Lesenswert?

Mike schrieb:

> Wobei man natürlich eingestehen muss, dass der MC34063 oder auch eine
> Konstantstromquelle (KSQ) mit einem LM2596 weit von einer linearen KSQ
> entfernt ist. Eine lineare KSQ zieht am Eingang etwa genausoviel Strom,
> wie am Ausgang rausfließt. Bei einer geschalteten Step-Down KSQ ist der
> mittlere Eingangsstrom normalerweise wesentlich kleiner. Bei gleicher
> Eingangsspannung schneidet bei höherer Eingangsspannung die geschaltete
> eigentlich immer günstiger ab. Bei kleiner Spannungsdifferenz lohnt der
> zusätzliche Schaltungaufwand nicht.
ja das wären dann von 5Volt auf 4,4 und 3,4 für die roten

5Volt --> NE555+Elko --> 4,4 Volt --> Konstanststromquelle -1V ---> 3,4 
Volt begrenzt auf 300 mA.
Geht das auch einfach mit nem ne 555 und nem elko?

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


Lesenswert?

Mike schrieb:
> Axel Schwenke schrieb:
>> Eine lineare Konstantstromquelle ist unter dem Strich in der Tat genauso
>> ineffizient wie ein Vorwiderstand.
>
> Wobei man natürlich eingestehen muss, dass der MC34063 oder auch eine
> Konstantstromquelle (KSQ) mit einem LM2596 weit von einer linearen KSQ
> entfernt ist.

Da muß man nichts "eingestehen". Schaltregler-Stromquellen sind keine 
linearen Stromquellen. Und haben deswegen auch andere Eigenschaften. 
Welche Überraschung!

Die Frage ist halt, ob man wirklich 90 Stück davon bauen will. Zwei 
Transistoren und zwei Widerstände sind doch mit deutlich weniger Kosten 
und Aufwand verbunden.


XL

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


Lesenswert?

Malte S. schrieb:
> mir ist grad die
> idee gekommen, das man die spannungen für die verschiedenen farben
> einfach mit nem ne 555 und nem kondensator runterregeln könnte.

Nein. Bei 10A pro Strang würde man eher richtige Schaltregler-IC 
verwenden und nix mit dem 555 pfuschen. Die genannte Einsparung kann man 
nur dann realisieren, wenn die Netzteile, die die drei verschiedenen 
Spannungslagen versorgen, selber auch effizient sind.

Profis würden drei primärgespeiste Schaltnetzteile bauen. Aus Sicht des 
Gelegenheitsbastlers ist es vielleicht sinnvoller, ein fertiges Netzteil 
12..24V zu nehmen und dahinter Stepdown-Module von freundlichen Chinesen 
zu hängen. Man muß ja auch nicht alle LED aus einem einzelnen Stepdown 
versorgen. Wenn man z.B. 5 Gruppen a 6 LED macht, braucht jede Gruppe 
maximal 2A. Das macht ein billiges LM2576 Modul.


XL

von M. S. (ms111)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Also ich habe jetzt ein bisschen rumüberlegt und bin zu zwei möglichen 
und mir sinnvoll erscheinenden möglichkeiten gekommen. Beide mit der 
konstantstromquelle, allerding werden die roten LEDs über die 3,Volt 
Schiene versorgt und die blauen und grünen über die 5V Schiene. So 
entkräfte ich auch das problem das die 5V schiene nicht ganz hätte 
ausreichend strom liefern können... Außerdem kann ich dabei auf 
Schaltregler eig verzichten, weil das dann bei den roten nur noch 1,1 
Volt sind die vernichtet werden müssen (sollen mit 2,2V betrieben 
werden). 1 Volt davon wird in der Konstantstromquelle eh schon 
vernichtet. Vielleicht macht es bei den grünen und bei den blauen sinn, 
aber auch da wären es nur circa 0,7 Volt, die man per Schaltregler 
vernichten würde. Was ich noch mit integrieren will ist einen 
invertierenden schmitt trigger mit einem relais der bei 9V auslöst, da 
sonst die Konstantstromquellen sehr viel leistung vernichten müssen... 
Bei der Möglichkeit M2 erscheint mir das sinvoll, da ja über R2 bei 
einer zu hohen spannung hohe ströme fließen und dann möglicherweise die 
Anteuerungskabel und die BC547 Transistoren in der ansteuerung 
zerstören. Um das zu verhindern soll das relais den stromkreis halt bei 
einer bestimmten Spannung unterbrechen. Eine andere Idee die ich hatte 
um dies zu verhindern ist einfach hinter noch BC337 dazwischenzuschalten 
wie in Möglichkeit 1...
Ist das so sinnvoll oder kann man das anders besser lösen.

PS: das die LEDs jetzt wieder ne gemeinsame kathode haben hat einfach 
den Grund das die Steckverbinder nur 4 Anschlüsse haben (USB-Stecker) 
und entweder Anode oder Kathode gemeinsam sein muss... Da ich die roten 
über die 3Volt Schiene versorge und die anderen über die 5V geht das nur 
so...
das ich in dem molex anschlussstecker die masse mit der positiven 
spannung vertauscht habe liegt daran das dort 12Volt und 5Volt 
herauskommen. Somit soll verhindert werden das die Anlage bei einem 
direkt anschluss an einen solchen stecker direkt am netzgerät nicht 
kaputt geht. falls irgendjemand bessere stecker kennt die solche ströme 
aushalten bin ich auch dafür offen, solange die nicht den preisrahmen 
sprengen

danke für eure Hilfe :) ich hoffe das ist jetzt so in ordnung
LG malte

von M. S. (ms111)


Lesenswert?

Andere Frage ... kennen logikgatter nur an oder aus wie bei einem 
Schmitt Trigger? Kann ich die Helligkeit einfach Analog regeln ohne das 
das von den AND Gattern verschluckt wird?

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.