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Hey Leute, zunächst das Big-Picture: Ich möchte eine Konstantstromquelle als LED-Treiber benutzen. Ca 12V -> ~40-50V @ 0.5-1A. Nun ist es ja bekanntlich so, dass wenn der Stromfluss unterbrochen wird, die KSQ die Spannung hochtreibt. Zum Schutz von Mensch, LED und Ausgangs-C habe ich dafür folgende Use-Cases: a) Keine LED eingesteckt/Wackelkontakt b) Ein LED-Strang durchgebrannt, verhindere vollständige Zerstörung. a) ist natürlich simpel doch für b muss ich bereits auf kleinere Überspannungen reagieren: Die Idee ist, dass die KSQ abgeschalten wird und der µC einen Interrupt bekommt. Er setzt daraufhin die Sollstromstärke herab und startet wieder. Ich gehe wohl richtig in der Annahme dass man aus Sicherheitsgründen lieber noch eine diskrete Schaltung als Schutz hat, falls der Interrupt mal nicht durchkommt oder sonstiges? Ich habe mir daher mal die Schaltung aus dem Anhang ausgedacht. Im Prinzip ist es eine Zenerdiode mit Flipflop, so dass das ganze nicht "schwingt" (Da ja die Überspannung im Ausschaltmoment nicht mehr existiert). Mein Problem 1 ist nun, wie man sieht: Ich konnte mich nicht zwischen D2 und dem Spannungsteiler R1/R2 entscheiden. Leider liegt jedoch vor dem Spannungsteiler die komplette Überspannung an. Eine Zener-Diode (D2) hätte damit im Zweifelsfalle doch recht viel Energie zu vernichten, wohingegen der Spannungsteiler nur schwer Dimensionierbar ist, wenn er denn auf 0.5V Überspannung reagieren sollte. Problem 2: In der Simulation liegen zwar an R 20mV und an S 5V an, jedoch wird NOT Q nicht 0V sondern bleibt bei 1V. Ist das ein Fehler in meiner Schaltung oder liegt das einfach am Schalt-Delay des Relais/Das Relais schaltet erst bei der rising-edge an R? Jetzt ist das ganze ja relativ aufwendig, würdet ihr da was ändern? Gibt es andere und einfachere Ansätze? AND-Gatter lieber mit zwei Transistoren umsetzen? Angenehmen Abend, Darkchaos.
@Marc S. (darkchaos) >Die Idee ist, dass die KSQ abgeschalten wird und der µC einen Interrupt >bekommt. Er setzt daraufhin die Sollstromstärke herab und startet >wieder. >Ich gehe wohl richtig in der Annahme dass man aus Sicherheitsgründen >lieber noch eine diskrete Schaltung als Schutz hat, falls der Interrupt >mal nicht durchkommt oder sonstiges? Ja. >Ich habe mir daher mal die Schaltung aus dem Anhang ausgedacht. Im >Prinzip ist es eine Zenerdiode mit Flipflop, so dass das ganze nicht >"schwingt" (Da ja die Überspannung im Ausschaltmoment nicht mehr >existiert). ??? Dazu sollte man auch die KSQ sehen. >Spannungsteiler die komplette Überspannung an. Eine Zener-Diode (D2) >hätte damit im Zweifelsfalle doch recht viel Energie zu vernichten, Nicht wenn man in die KSQ eingreifen kann. https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Beschreibung_2
Marc S. schrieb: > Ein LED-Strang durchgebrannt, verhindere vollständige Zerstörung. AND8109 benutzt dafür getrennte Current-Sense-Widerstände für jeden Strang: https://www.onsemi.com/pub/Collateral/AND8109-D.PDF
Marc S. schrieb: > zunächst das Big-Picture: Ich möchte eine Konstantstromquelle als > LED-Treiber benutzen. Ca 12V -> ~40-50V @ 0.5-1A. Also wird das ein Stepup-Konverter mit Regelung des Ausgangsstroms. Eine durchaus spezielle Form einer Konstantstromquelle. > Nun ist es ja bekanntlich so, dass wenn der Stromfluss unterbrochen > wird, die KSQ die Spannung hochtreibt. Zum Schutz von Mensch, LED und > Ausgangs-C habe ich dafür folgende Use-Cases: > > a) Keine LED eingesteckt/Wackelkontakt > b) Ein LED-Strang durchgebrannt, verhindere vollständige Zerstörung. > > a) ist natürlich simpel doch für b muss ich bereits auf kleinere > Überspannungen reagieren Bahnhof. > Die Idee ist, dass die KSQ abgeschalten wird und der µC einen Interrupt > bekommt. Er setzt daraufhin die Sollstromstärke herab und startet > wieder. Und jetzt wird es vollends unsinnig. Was für ein µC? Wenn man einen Stepup-Konverter vor einem Lastabwurf schützen will, dann hat man grob 3 Möglichkeiten: 1. eine Ersatzlast vorsehen. Das könnte eine Z-Diode sein, deren Durchbruchspannung oberhalb der maximal möglichen LED-Spannung liegt. Sind keine LED angeschlossen, nimmt diese Z-Diode den Strom auf. Nachteil: die Z-Diode ist dann eine Heizung. 2. die (zu) hohe Ausgangsspannung detektieren und in diesem Fall den Stepup-Controller abschalten und abgeschaltet lassen, bis z.B. die Eingangsspannung abgeschaltet wird. 3. einen Stepup-Controller verwenden, der mehrere Feedback-Eingänge hat. Dann kann man einen davon zur Stromregelung verwenden und einen zweiten zur Begrenzung der Ausgangsspannung. Das ist die bei weitem eleganteste Variante und dürfte in 99% aller kommerziellen schaltenden LED-Konstantstromquellen verwendet sein. Dein Fall b) von oben kann nicht auftreten. Denn natürlich schließt man nicht mehrere LED-Ketten parallel an den Ausgang einer Konstant- stromquelle an. Dann baut man entweder mehrere Stromquellen oder eine spezielle, die mehrere Lasten mit jeweils eigenem Sense-Widerstand versorgt. Das Prinzip ist ganz ähnlich wie oben: der Controller braucht pro Sense-Widerstand einen Feedback-Eingang und regelt seine Pulsweite dann so, daß in keinem Zweig der Nennstrom überschritten wird.
Falk B. schrieb: >>"schwingt" (Da ja die Überspannung im Ausschaltmoment nicht mehr >>existiert). > > ??? Damit meinte ich folgendes: Überspannung -> KSQ aus. Damit ist die Überspannung wieder aus -> KSQ an -> Überspannung wieder da -> KSQ aus. Axel S. schrieb: > Und jetzt wird es vollends unsinnig. Was für ein µC? Der µC der via BUS den Sollstrom (Dimmen via Stromregulation) über die Referenzspannung anpasst. Damit wäre das natürlich noch eine Idee, diese Referenz auf Masse zu ziehen, aber dann ist ja nicht so sehr das ganze ausgeschaltet, wie es bei einem "Hauptschalter" wäre, den ich ja ohnehin brauche, wenn die LED nicht dauerhaft leuchten sollte. Axel S. schrieb: > Denn natürlich schließt man > nicht mehrere LED-Ketten parallel an den Ausgang einer Konstant- > stromquelle an. Ich dachte da an die Sharp GW5D bzw. vergleichbare (Da Sharp scheinbar insolvent ist bzw. zumindest die LEDs abtritt und es da auch noch thermische Probleme gibt etc). http://www.sharpleds.com/resources/Mega-Zenigata50WApplicationNoteEt-111205.pdf Beim Equivalent Circuit auf Seite 21: Das meint doch auch tatsächlich, dass die intern gut balancierte LEDs benutzen, oder? Natürlich auch aus der gleichen Charge. Deswegen geht ja die Parallelschaltung nur. Ich erhoffe mir jetzt beim durchbrennen eines Strings einfach mit 90% Lichtleistung auszukommen. Axel S. schrieb: >> a) ist natürlich simpel doch für b muss ich bereits auf kleinere >> Überspannungen reagieren > > Bahnhof. Im Falle a) ist der Widerstand zwischen den Pins der KSQ unendlich. Daher divergiert die Spannung wenn die KSQ den Strom fließen lassen will. Im Falle b) ist der Widerstand leicht größer geworden und damit steigt die Spannung nur leicht (Hier kommt auch die steile I/U Kennlinie der Dioden zum tragen). Spricht etwas dagegen beide Versionen zu kombinieren (Die Zenerdiode im Regelkreis als schnellen Schutz für die Kondensatoren und den Rest für's gute Gewissen? Oder ist das Unfug, da noch alles abschalten zu wollen? Wie stabil ist denn ein Schaltregler bei einem Duty-Cycle von 0%?)
Marc S. schrieb: > Axel S. schrieb: >> Und jetzt wird es vollends unsinnig. Was für ein µC? > Der µC der via BUS den Sollstrom (Dimmen via Stromregulation) über die > Referenzspannung anpasst. Was denn für ein Bus? > Damit wäre das natürlich noch eine Idee, diese Referenz auf Masse zu > ziehen, aber dann ist ja nicht so sehr das ganze ausgeschaltet, wie es > bei einem "Hauptschalter" wäre, den ich ja ohnehin brauche, wenn die LED > nicht dauerhaft leuchten sollte. Praktisch jeder Schaltregler-Controller hat einen Eingang, um ihn abzuschalten. Den kann man dann sowohl zum Ein/Ausschalten als auch zum Dimmen (per PWM) benutzen. Dazu muß man genau gar nicht in die Stromregelung eingreifen. >> Denn natürlich schließt man >> nicht mehrere LED-Ketten parallel an den Ausgang einer Konstant- >> stromquelle an. > Ich dachte da an die Sharp GW5D bzw. vergleichbare Aha. Das ist also ein LED-Modul, das intern viele Einzel-LED-Chips in Serien/Parallelschaltung enthält. Das kann man so bauen. Aber man hat dann natürlich den Effekt, daß beim Ausfall eines einzelnen Chips gleich ein paar weitere dunkel werden und der Rest überlastet wird. > Ich erhoffe mir jetzt beim durchbrennen eines Strings einfach mit 90% > Lichtleistung auszukommen. > Im Falle b) ist der Widerstand leicht größer geworden und damit steigt > die Spannung nur leicht (Hier kommt auch die steile I/U Kennlinie der > Dioden zum tragen). Das kannst du vergessen. Du kannst den Ausfall von 1/20 der LED-Chips nicht zuverlässig elektrisch detektieren. Der Strom teilt sich auf die verbleibenden 9 Ketten in der betroffenen Hälfte auf. Die Flußspannung steigt dadurch ein bißchen an. Aber eben nicht genug für eine zuverlässige Aussage, ob das ein Teilausfall des Moduls ist oder auf eine Temperaturänderung zurückzuführen ist.
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