Lineare Präzisionsstromquelle 0-500mA (48V)

Atze schrieb:
> fangen sie an zu flimmern.

Mit 35kHz (oder so). Aha. Stört das deine Fliegen ?

Es ist durchaus so, dass das menschliche Auge/Gehirn dieses Flimmern 
unbewusst wahrnimmt. Sonst hätte ich das Ganze auch mit nur PWM machen 
können.

Dietrich L. schrieb:
> Schaltregler mit Strom- statt Spannungsausgang.
> Der Rippel dann man durch die Dimensionierung der Drossel kleiner machen
> und/oder ein Filter dahinter schalten.
>
> Gruß Dietrich

Danke Dietrich

Also wäre es Denkbar die Schaltung komplett mit einem getakteten Treiber 
zu verwenden und dahinter einen Filter zu schalten. Das ist gar keine 
schlechte Idee.

Sind das spezielle Filter oder ganz "normale" Low-Pass, High-Pass, Notch 
... ?

Alles von der Dimensionierung des Schaltreglers abhängig. Je nach Spule 
kann der Ripple auf wenige mV reduziert sein - ohne extra Filter. Nur 
Spulen, die dann auch den entsprechenden Strom vertragen sind relativ 
groß und teuer.

Dass der Mensch Frequenzen über 10kHz wahrnehmen kann, halt ich für ein 
Gerücht. 1kHz merkt man je nach Duty-Cycle schon. Aber bei einem 
Step-Down, der ja bei weitem nicht so ein Ripple hat, wohl eher nicht. 
Persönlich würde ich über 20kHz gehen, damit dann auch Störgeräusche 
keine Rolle mehr spielen. Und bei weißen LEDs dürfte da dann bald auch 
die Trägheit des Leuchtstoffs eine Rolle spielen.
Biologisch dürften solche Frequenzen auch ziemlich unmöglich 
wahrzunehmen sein. Bei 1kHz mag das Auge das ja noch bei sehr schnellen 
Bewegungen auflösen können, aber auch die Zapfen haben eine gewisse 
Trägheit (Die Stäbchen sowieso).

Ansonsten geht ja noch der Mittelweg:

Du setzt mit einem Step-Down-Schaltregler die 48V auf die LED-Spannung + 
2..3V herab und schaltest dahinter den analogen Stromregler. Der hat 
dann beherrschbare Verlustleistungen im 1W-Bereich zu verkraften.
Das Herabsetzen kann entweder auf eine feste Spannung erfolgen (sinnvoll 
bei immer gleicher oder sehr ähnlicher LED-Konfiguration) oder auf eine 
feste Spannung über den analogen Stromregler.

Ahoi, Martin

Atze schrieb:
> Es sollen später LEDs präzise mit Strom versorgt werden und wenn
> das Rippel zu hoch ist, fangen sie an zu flimmern.

Was heißt "präzise". Kannst du das mal bitte als Zahl ausdrücken?
Sonst könnte das eine fast beliebig aufwändige Schaltung werden ;-)

DocMartin schrieb:
> Ansonsten geht ja noch der Mittelweg:
>
> Du setzt mit einem Step-Down-Schaltregler die 48V auf die LED-Spannung +
> 2..3V herab und schaltest dahinter den analogen Stromregler. Der hat
> dann beherrschbare Verlustleistungen im 1W-Bereich zu verkraften.
> Das Herabsetzen kann entweder auf eine feste Spannung erfolgen (sinnvoll
> bei immer gleicher oder sehr ähnlicher LED-Konfiguration) oder auf eine
> feste Spannung über den analogen Stromregler.
>
> Ahoi, Martin

Eine genau Anzahl von LEDs ist leider nicht vorgesehen. Es werden immer 
unterschiedlich viele LEDs an den Treiber geschaltet. Und die Spannung 
dynamisch anhand der LED-Flussspannung zu ändern geht leider auch iwie 
nicht. Jedenfalls ist mir keine Schaltung bekannt, die das bewätigt.

Wolfgang schrieb:
> Was heißt "präzise". Kannst du das mal bitte als Zahl ausdrücken?
> Sonst könnte das eine fast beliebig aufwändige Schaltung werden ;-)

Ich hoffe, dass ich auf 1% genau sein werde. Das dies bei 500mA aber 
schon 5mA bedeutet, ist natürlich schlecht. Wenn ich jetzt wirklich ein 
Rippel habe, was im Betrag 5mA, sprich 10mA als Amplitude hat, dann 
würde das nicht mehr den Anforderungen entsprechen.

Ich würde eine Komplizierte Schaltung in Kauf nehmen, um Präzision dafür 
zu gewinnen.

Atze schrieb:
> Ich würde eine Komplizierte Schaltung in Kauf nehmen, um Präzision dafür
> zu gewinnen.

Dann mach halt die Schaltfrequenz doppelt so hoch oder die Induktivität 
doppelt so groß, um die Rippel zu halbieren.

Die Neurone deines Auges feuern übrigens typisch mit max. 1kHz. Wie 
willst du damit 35kHz-Flackern vom Auge zum Gehirn übertragen?

Falk B. schrieb:
> @ Atze (Gast)
>
>>Eine genau Anzahl von LEDs ist leider nicht vorgesehen. Es werden immer
>>unterschiedlich viele LEDs an den Treiber geschaltet. Und die Spannung
>>dynamisch anhand der LED-Flussspannung zu ändern geht leider auch iwie
>>nicht. Jedenfalls ist mir keine Schaltung bekannt, die das bewätigt.
>
> Jeder gescheite Schaltregler macht das.

Woher weiß der getaktete Schaltregler denn, wie viel Spannung der 
lineare Regler braucht?

Mani W. schrieb:
> Was wäre in Deinem Falle linear?
>
> Linear in Bezug zu welcher Größe?

Ich hoffe, ich habe die Frage jetzt richtig verstanden. Ich möchte gern 
ein U_Ref vorgeben. Bsp. bei U_Ref = 0V soll der Strom I_out = 0A sein. 
bei U_Ref = xV soll der Strom I_out = 0,5A sein. Dazwischen soll sich 
I_out mit U_Ref linear ändern. Wie groß U_Ref sein soll, ist erstmal 
variabel.

Hallo,

Atze schrieb:
> Und die Spannung
> dynamisch anhand der LED-Flussspannung zu ändern geht leider auch iwie
> nicht. Jedenfalls ist mir keine Schaltung bekannt, die das bewätigt.

Da gibt es einige, Stichwort ist "Vorregler". In einigen Labornetzteilen 
ist sowas im Einsatz.

Ahoi, Martin

Atze schrieb:
> LEDs präzise

Gibts dafür einen besonderen Grund? Präzise heisst für mich erst mal 1% 
oder besser. Warum, wenn doch Leds schon Fertigungstoleranzen im Bereich 
von 10% und mehr haben.
Wenn du "Flimmern" verhindern willst dann nehme eine getaktete 
Stromquelle, und nicht einfach PWM.

Wenn selbst der Stromripple einer getakteten Stromquelle zu hoch ist, 
dann muss es eine Spezialanwendung sein, oder du machst dir Probleme wo 
keine sind.

Mani W. schrieb:
> So etwas? Rein analog...
> Der Versorgungsanschluss des LM324 gehört natürlich an +5V
>
> Die anderen Widerstände sind dann empirisch zu ermitteln,
> bzw. zu rechnen...

So eine ähnliche Schaltung habe ich mir auch aufgebaut. Das Problem 
hierbei ist, dass die Versorgungsspannung der LEDs nahe an der 
Flussspannung dieser sein sollte um die Verlustleistung zu minimieren. 
Mit U_Ref variable meinte ich den Bereich. Ich möchte gerne meinen Strom 
proportional zu U_Ref ändern und U_Ref muss auch einstellbar sein.

DocMartin schrieb:
> Da gibt es einige, Stichwort ist "Vorregler". In einigen Labornetzteilen
> ist sowas im Einsatz.
>
> Ahoi, Martin

Oh, Ok :) In die Richtung werde ich mich auf jeden Fall einlesen. Danke 
Martin

Der Andere schrieb:
> Wenn selbst der Stromripple einer getakteten Stromquelle zu hoch ist,
> dann muss es eine Spezialanwendung sein, oder du machst dir Probleme wo
> keine sind.

Es ist durchaus eine Spezialanwendung. Deswegen bin so unruhig, weil mir 
die Ansätze ausgegangen sind. Ich werde mich jetzt aber mal mit den 
Themen Filter von Rippel, Vorregler und Kombination von getaktet und 
linearen Regler beschäftigen.

Die von Mani vorgeschlagene Schaltung hat wie jede andere nicht 
getaktete Schaltung eine Verlustleistung von (Ub-Uled)*Iled.  Entweder 
man akzeptiert das, oder Du benötigst eine geschaltete Regelung, die 
kommt mit weniger Verlusten aus.

Gruß,
Stefanie

@_Atze
Dir ist auch klar, dass bei linear betriebener Versorgung, zwischen 
0-100% sich nicht nur die Helligkeit der LED, sondern auch die 
Farbtemperatur verändert?

(Bei PWM bleibt die Farbtemperatur dagegen konstant)

Das bei deiner "Spezialanwendung" auch bedacht?

Jobst M. schrieb:
> Ich habe irgendwie den Eindruck, dass Dir nicht klar ist, was 35kHz
> sind.

Das ist einfach zu verdeutlichen.

35kHz ist, grob übern Daumen gepeilt, die halbe Frequenz vom DCF77, dem 
Langwellensender, der die Zeit in Deutschland und umzu verteilt ...

Einwurf schrieb:
> (Bei PWM bleibt die Farbtemperatur dagegen konstant)
>
> Das bei deiner "Spezialanwendung" auch bedacht?

Danke für den Einwurf. Wurde bedacht und ist sogar erwünscht :)

Mani W. schrieb:
> Ich habe Dir jetzt die Schaltung Deinen Wünschen entsprechen
> geändert (rein analog)...

Ich danke dir Mani :) Das sieht echt gut aus!

Mani W. schrieb:
> Atze schrieb:
>> Ich habe ein Projekt, in dem Ich eine Konnstantstromquelle (KSQ) für
>> LEDs realisieren will, die 0-500mA liefern soll.
>
> Die Frage ist und bleibt: Wie viel Spannung brauchst Du, um die
> Leds bspw. mit 500 mA zu treiben?

Ich habe 48V zur Verfügung. Die Anzahl der LED wird variabel sein und 
sich auch ändern. Je nachdem wie die Schaltung entworfen wird bleiben ja 
von den 48V was übrig, die für die LEDs genutzt werden können.

Mani W. schrieb:
> Atze schrieb:
>> Ich habe eine Eingangsspannung von 48V, die sich auch
>> nicht ändern lässt.
>
> Wirst Du wohl müssen, z.B. mit Abwärtswandler oder einem passenden
> Netzteil...

Sorry, ich meinte nur damit, dass ich mit diesen 48V als 
Eingangsspannung arbeiten werde. Das diese natürlich abwärtsgewandelt 
werden müssen, ist mir bewusst :)

Mani W. schrieb:
> Wie genau sind die 48 Volt Deiner Stromversorgung?

Gute Frage. Das muss ich erfragen.

Mani W. schrieb:
> Bei Deiner hohen Betriebsspannung würde ich einen 24 Volt
> Spannungsregler für den 324 und der Stabilisierung einsetzen,
> ein 7824 geht nicht direkt, der hat eine max. Eingangsspg. von 38
> Volt...
>
> Du kannst aber eine Z-Diode davor setzen (>In Serie zum +Eingang des
> Spannungsreglers) mit 15 - 18 Volt (500mW dürfte genügen), je nachdem,
> wie der Vorwiderstand der roten Led ist...
>
> Ich habe immer so hoch wie möglich den Widerstand angesetzt, und
> zwar so, dass das Leuchten noch sichtbar ist, aber so wenig Strom
> wie möglich verbraucht wird...
>
> Dem entsprechend ist auch das Potentionmeter zu wählen...
>
> Mani

Danke Mani. Du bist sehr motiviert :) Das muss ich mir erstmal alles 
verinnerlichen. Sehr sehr gute Ansätze mit denen sich arbeiten lassen. 
Ich befürchte, dass ich nicht die vollen 48V meiner Quelle nehmen kann 
und diese dementsprechend runterregeln muss!?