LED-Ansteuerelektronik mit Step-Up-DC-Converter, 14 LEDs Channels à 12 LEDs

[Florian (Gast)]

Ich möchte hier mein aktuelles Projekt vorstellen. Evtl. hat jemand 
Interesse an der Platine, bzw. Bauteilen.

Kurzbeschreibung:
- LED-Ansteuerelektronik mit Step-Up-DC-Converter, ATSAM uC (32Bit, 
ARM), LIN-Transceiver inkl. LDO mit bis 30V Eingangsspannung, 
8-LED-Channel à 60mA, 6-LED-Channel à 50mA

Projekterläuterung:
für Einbau-LED-Leuchten (ca. 100 Stück), welche 48 Cool White LEDs à 
60mA, 48 Warm White LEDs à 60mA, 24 RGB LEDS à 50mA haben werden, 
entwerfe ich gerade eine Prototypen-Platine, um die Elektronik vorab zu 
testen. Effizienz und geringe Kosten stehen dabei im Vordergrund.
Die 8-LED-Channels à 60mA teilen sich in je 4 für Cool-White und 
Warm-White auf (Wie ihr diese aufteilt ist euch überlassen). Dabei sind 
die je 4 Channels mit je 2 PWM-Channels verbunden, um die LED-Stränge 
zeitlich versetzt ansteuern zu können. Der Step-Up-Wandler ist für 
18V-30V Eingangsspannung (für 10V-18V mittels Umbestückung möglich) 
ausgelegt. Ausgangsspannung 30V-42V. Die Ausgangsspannung kann über den 
Mikrocontroller beinflusst werden. Jeder LED-Strang wird über den 
Mikrocontroller zurückgemessen, so dass die minimal nötige 
Ausgangsspannung eingestellt werden kann. Der Strom je LED-Strang 
erfolgt über einen diskret aufgebauten Linear-Stromregler, der inkl. 
Messwiderstand einen Dropdownvoltage von ca. 0,6V besitzt (typische 
fertige ICs haben 1.4V und mehr). Damit muss nur minimal Leistung 
verheizt werden und Abweichungen in der Vorwärtsspannung der LEDs können 
ausgeglichen werden. Elektrische Ausgangsleistung ca. 10W, die beliebig 
auf die LED Stränge verteilt werden können. Somit kann man sein 
Weißlicht so mischen, wie es einem beliebt. Zudem soll noch eine 
Vorbereitung für den Anschluss eines Radarsensors enthalten sein. Damit 
wäre eine nicht sichtbare Bewegungsdetektion möglich.

Der Step-Up hat für die 24V-Variante nach TI-Webbench Simulation einen 
Wirkungsgrad von ca. 95% bei 120mA bis 250mA Last. In den anderen 
Bereichen > 80%. Ist die Lampe nicht in Betrieb, können Schaltungsteile 
abgeschalten werden, so dass nur ein geringer Ruhestrom notwendig ist.

Die Entscheidung für LIN als Kommunikationsschnittstelle liegt an dem 
geringen Stromverbrauch und der geringen Kosten. LIN-Transceiver, 
Mikrocontroller und Radarsensor werden weniger als 70mA insgesamt 
benötigen. Damit ist der im LIN-Transceiver enthaltene LDO ausreichend.

Euer Feedback gerne unter diesen Post.

Grüße,

Florian