Hallo ich möchte ein paar LEDs verbauen und habe mich für einen Aufbau mit einem PCA9685 und einer PNP-Treiber-Stufe entschieden. Ja ich weiß PNP ist eher ungewöhnlich aber so kann ich dringen benötigten Platz für die GND-Leitungen sparen. Dazu habe ich ein paar Fragen und würde euch bitten ob jemand über meine Werte schauen könnte. Ich habe mich an dem Artikel Beitrag "Basiswiderstand bei einem PNP" entlang gehangelt und herzlichen Danke an Helmut Lenzen (helmi1). Die Erklärung ist super! Also: IC1 - Kollektorstrom vom PNP – Last = 1.000mA U++ - höhere Versorgungsspannung – Vss = 12Volt IC1 und U++(Vss) sind maximal Werte, die LEDs sind Osram Oslon SSL und so wie ich sie verwenden will verbrauchen sie 10,4Volt bei ca 10000mA Spitze. Wobei die dann irre hell werden und ich ein Thermisches Problem bekomme. Daher werde ich sie wohl um ½ oder ²/³ runter regeln… (Dazu mein Testaufbau.) (T1) PNP - FMMT 717 TA Zetex Transistor , SOT-23 B1 Stromverstärkung vom PNP = 45 k1 Übersteuerungsfaktor vom PNP = 10 Ube1 Spannungsabfall BE-Strecke PNP = 0,9Volt (T2) NPN - BC 849C SMD :: Transistor SMD NPN SOT-23 30V 0,1A 0,25W B2 Stromverstärkung vom PNP = 140 k2 Übersteuerungsfaktor vom PNP = 10 Ube2 Spannungsabfall BE-Strecke PNP = 0,7Volt UCSat2 Sättigunsspannung vom NPN = 0,5Volt PWM-Quelle PCA9685: 16-channel, 12-bit PWM Fm+ I²C-bus LED controller Uhigh Spannung von PCA9685 = 4,5Volt Rechnung Ib1 = Basisstrom vom PNP - T1 Ib1 = Ic1 / B1 22mA = 0,02A =1A / 45 Ib2 = Basisstrom vom NPN - T2 Ib2 = (Ib1*k1) / B2 1,587mA = 0,001587302A = (0,022mA*10) / 140 R1 = UBE1 / Ib1 40,5Ω = 0,9V / 0,002A R2 = (U++ - UBE1 - UCsat2) / (Ib1 * k1) 48,6Ω = (12V – 0,7V – 0,5V) / (0,02A * 10) R3 = (Uhigh – UBE2) / (Ib2 * k2) 239,4Ω = (4,5V – 0,7V) / (0,001587302A * 10) (So habe ich es für Bild 1+2 berechnet, zeigt die selbe Schaltung.) Was ich gerne machen würde die PNP Stufe, Parallel zu betreiben (siehe Bild 3), geht das so? Und wie sähe dazu die Rechnung aus? Ib1.3.4.5 = Basisstrom vom PNP Ib1.3.4.5 = Ic1 / B1 22mA = 0,02A =1A / 45 Ib_A = 4 * 0,02A Ib_A = 0,088A Ib2 = Basisstrom vom NPN - T2 Ib2 = (Ib_A*k1) / B2 6,34mA = 0,006349206A = (0,088A*10) / 140 R1 = UBE1 / Ib_A 141,75Ω = 0,9V / 0,006349206A R2 = (U++ - UBE1 - UCsat2) / (Ib_A * k1) 170,1Ω = (12V – 0,7V – 0,5V) / ( 0,006349206A * 10) R3 = (Uhigh – UBE2) / (Ib2 * k2) 239,4Ω = (4,5V – 0,7V) / (0,006349206A * 10) In diesem Fall sind die Ic(X) (Last) vom gleichen LED-Typ. Ich weiß natürlich das die LEDs nicht völlig identisch sind, sollten aber kein all zu große Abweichungen haben. Geht das so? Und dann noch eine Frage, darf ich GND vom PCA9685 und das GNDA von den LEDs zusammenlegen oder belastet das den Chip zu sehr? Schon mal Danke und MfG Magier P.S. Sorry die Formatierung, wie macht man hier mehrere Leerzeichen? Wiki-Tabellen habe ich auch nicht zum laufen bekommen.... P.P.S Sorry noch mal, die Vorschau sieht anderes aus als auf der Seite....hoffe ihr könnt es gut lesen.
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Die Parallelschaltung A4 kann aufgrudn der Materialstreuungen (B-E Spannung) nicht funktionieren. Du musst für jede Basis einen eigenen Vorwiderstand verwenden. R1 ist in Schaltung A3 und A4 unnötig. Deinem Zahlengewirr kann ich nicht folgen, ich weiß ja nichtmal, auf welche Schaltung du dich da beziehst. Konzentriere dich mal zuerst darauf, ob deine PNP Transistoren überhaupt geeignet sind. Wie hoch ist Uce beim maximalen Laststrom? Damit kannst du dann die Verlustleistung ausrechnen, die darf nicht über 0,625W liegen - bei guter Kühlung, wohlgemerkt. > wie macht man hier mehrere Leerzeichen? Benutze die code Tags: https://www.mikrocontroller.net/articles/Formatierung_im_Forum
Philipp H. schrieb: > 0,006349206A Ähem, das ist nicht dein Ernst, oder? Was ist denn der Sinn der ganzen Rechnung? Nimmst du die Stromverstärkung eines Transistors als konstant an? Vergiss das. Die schwankt über jeden denkbaren Parameter. Nur der Mindestwert wird dir garantiert. Philipp H. schrieb: > Und dann noch eine Frage, darf ich GND vom PCA9685 und das GNDA von den > LEDs zusammenlegen Du musst den GND zusammenlegen, denn das ist der gemeinsame Bezugspunkt. > Was ich gerne machen würde die PNP Stufe, Parallel zu betreiben (siehe > Bild 3), geht das so? Nicht, wenn alle BE Strecken parallel sind. Denn jeder Transistor hat eine geringfügig andere Ic(Ube) Kennlinie. > P.S. Sorry die Formatierung, wie macht man hier mehrere Leerzeichen? > Wiki-Tabellen habe ich auch nicht zum laufen bekommen.... Das steht in der Bedienungsanleitung über jeder Eingabebox...
Philipp H. schrieb: > Was ich gerne machen würde die PNP Stufe, Parallel zu betreiben (siehe > Bild 3), geht das so? Nein, aber du kannst einfach alle LEDs mit ihren Vorwiderständen an einen PNP-Transistor hängen.
Da du ohnehin genug Spannung hast, würde ein ganz gewöhnlicher P-KANAL MOSFET viel praktischer sein. Hast du bedacht, daß deine Widerstände vor den LED Ketten beträchtliche Wärme abgeben werden? Die müssen ca 2V bei 10000mA verheizen, das wären 20 Watt!.
Stefan U. schrieb: > R1 ist in Schaltung A3 und A4 unnötig. Nein, ist er nicht. Er wird benötigt, um sicher und genügend schnell die PNPs abzuschalten.
Philipp H. schrieb: > so kann ich dringen benötigten Platz Wenn du Platz sparen willst, warum nimmst du nicht eine bessere Ansteuerung für die PNP? In deinem Bild A3 könnte man den R2 in die Emitterleitung des NPN legen und auf R3 verzichten. Man spart so auch noch jede Menge Ansteuerstrom, weil keine Übersteuerung des NPN stattfindet und die Schaltgeschwindigkeit ist deswegen auch viel größer.
Hallo und erst mal dank. Also der Reihe nach: -------------------------------- Stefan U. schrieb: > Die Parallelschaltung A4 kann aufgrudn der Materialstreuungen (B-E > Spannung) nicht funktionieren. Du musst für jede Basis einen eigenen > Vorwiderstand verwenden. R1 ist in Schaltung A3 und A4 unnötig. Okay, R1 kann ich also weg lassen. Hatte mich nur 1:1 an Basiswiderstand bei einem PNP Beitrag "Basiswiderstand bei einem PNP" gehalten und das in eine Calc-Tabelle überführt, daher auch die komischen Zahlen. Die Tabelle rechnet mit SI-Einheiten (A,V,Ohm)...damit ich mir da nicht noch mehr Fehler einfange. > Deinem Zahlengewirr kann ich nicht folgen, ich weiß ja nichtmal, auf > welche Schaltung du dich da beziehst. Sorry, dachte das sei ersichtlich. > Konzentriere dich mal zuerst darauf, ob deine PNP Transistoren überhaupt > geeignet sind. Wie hoch ist Uce beim maximalen Laststrom? Damit kannst > du dann die Verlustleistung ausrechnen, die darf nicht über 0,625W > liegen - bei guter Kühlung, wohlgemerkt. Okay, Treffer und versenkt. Dachte zu anfangs die Werte würden passen. Tun sie aber nicht. FMMT 717 -12Volt und -2,5Ampere, dachte das passt aber Ptot bei 625mW NEIN . (Zur Last komme ich später noch einmal zurück.) >> wie macht man hier mehrere Leerzeichen? > > Benutze die code Tags: Diesen Fehler habe ich schon gefunden. Hatte den Beitrag in Word vorgeschrieben und eingefügt, nur das es mir in der „Vorschau“ den Text völlig zerlegt hat. Nach veröffentlichen sah er aber wieder anderes aus…..Habe mein bestes gegeben. Dachte so sei es lesbar. Sorry!! Lothar M. schrieb: >> 0,006349206A > Ähem, das ist nicht dein Ernst, oder? Siehe oben. > Was ist denn der Sinn der ganzen Rechnung? > Nimmst du die Stromverstärkung eines Transistors als konstant an? > Vergiss das. Die schwankt über jeden denkbaren Parameter. Nur der > Mindestwert wird dir garantiert. Mit irgendwas musste ich ja anfangen. 45 steht so als minimale Verstärkung im PDF, geht aber auch noch weit höher, bis 475. Dachte mit 45 liege ich auf jeden Fall richtig. (Werte für PNP) >> Und dann noch eine Frage, darf ich GND vom PCA9685 und das GNDA von den >> LEDs zusammenlegen > Du musst den GND zusammenlegen, denn das ist der gemeinsame Bezugspunkt. Ganz am Ende ja aber bei meiner Recherche über PNP – Schaltungen habe ich den Hinweis gefunden, GND der Last(LEDs) und das GND des Digitalteils(bei mir PCA9685) , erst vor dem Spannungsregler(n) zusammen zuführen. War mir aber nicht sicher ob das hier auch eine Rolle spielt, die Schaltung war ohne NPN. Die hatten den PNP direkt an den PWM Pin geklemmt. >> Was ich gerne machen würde die PNP Stufe, Parallel zu betreiben (siehe >> Bild 3), geht das so? > Nicht, wenn alle BE Strecken parallel sind. Denn jeder Transistor hat > eine geringfügig andere Ic(Ube) Kennlinie. Oki, habe ich verstanden. >> P.S. Sorry die Formatierung, wie macht man hier mehrere Leerzeichen? >> Wiki-Tabellen habe ich auch nicht zum laufen bekommen.... > Das steht in der Bedienungsanleitung über jeder Eingabebox… Ja, die Hilfe habe ich gelesen, nur mit dem Harken das (wenigstens bei mir) sie in der Vorschau nicht funktioniert. ArnoR schrieb: > Philipp H. schrieb: >> Was ich gerne machen würde die PNP Stufe, Parallel zu betreiben (siehe >> Bild 3), geht das so? > > Nein, aber du kannst einfach alle LEDs mit ihren Vorwiderständen an > einen PNP-Transistor hängen. Nein, die Idee ist gut würde aber zu Strom ziehen. (siehe weiter unten bei Last) Stefan U. schrieb: > Da du ohnehin genug Spannung hast, würde ein ganz gewöhnlicher P-KANAL > MOSFET viel praktischer sein. Jep, überzeugt. Der FMMT war keine gute Idee. > Hast du bedacht, daß deine Widerstände vor den LED Ketten beträchtliche > Wärme abgeben werden? > > Die müssen ca 2V bei 10000mA verheizen, das wären 20 Watt!. Ja dessen bin ich mir bewusst. (siehe weiter unten) ArnoR schrieb: > Philipp H. schrieb: >> so kann ich dringen benötigten Platz > > Wenn du Platz sparen willst, warum nimmst du nicht eine bessere > Ansteuerung für die PNP? In deinem Bild A3 könnte man den R2 in die > Emitterleitung des NPN legen und auf R3 verzichten. Man spart so auch > noch jede Menge Ansteuerstrom, weil keine Übersteuerung des NPN > stattfindet und die Schaltgeschwindigkeit ist deswegen auch viel größer. Also zur Last, insgesamt 36 LEDs. Das hört sich jetzt nach wahnsinnig viel an, ist es aber nicht. 24 der LEDs verteilen sich auf schon auf 8 RGB-Chips, die viel weniger verbrauchen als die Osram SSL und Cree. Maximal Werte einer Nichia SMD LED RGB NSSM124DT Rot 2,55Volt – 50mA Grün 3,55Volt – 35mA Blau 3,25Volt – 30mA Dafür könnte ich z.B doch den FMMT717 benutzen, habe ich aber noch nicht durchgerechnet. Die restlichen 12 LEDs sind 8X Osram Oslon SSL, neutralweiß 4X Cree MX6 Q3, warmweiß Wobei die warmweiße LED am meisten zieht. Auch hier die maximal Werte Warmweiß 4,1Volt – 1000mA Der Grund wieso es nun eine PNP Schaltung sein soll, ist das ich zwar Platz für die Steuer- und Leistungselektronik habe aber nicht direkt bei den LEDs und auch der Platz-Weg dahin ist begrenzt. Ich brauche also etwas, was die Elektronik mit so wenig Verbindungen wie möglich mit den LEDs verknüpft und da ich für die LEDs eh pro „Farb-Kanal“ eine Spannungsquelle brauche, wäre es ideal wenn ich nur einmal GND zurückführen müsste. Ich habe es es auf Papier ausprobiert, für den PCA und noch die Transistoren/Mosfets ist einfach kein Platz und für je eine Vss und GND Leitung pro LED-Kreis (2 oder mehr mit Vorwiderstand in Reihe) ist auch kein Platz. Daher die PNP Schaltung….. Meine Frage hier und das was ich euch gezeigt habe bezieht sich alles auf die maximal Werte, ich habe die warmweiß und neutralweiß LEDs, zum testen an meinem Labornetzteil angeschlossen und etwas damit gespielt. Beide LEDs wurden in der nähe der maximalen Werte viel zu hell für meine Zwecke. Ich denke daher, das ich den Spannung unter das Mittel ansetzten werde, wobei dann auch die Stromstärke sinken sollte. Mein Plan ist es eine Schaltung zu haben die erst mal auch das Maximum verträgt, sie zu bauen und dann mit der Versorgungsspannung der LEDs zu arbeiten um die von mir vorgesehen Lichtkomposition zu haben. Dann kann ich auch sehen wie ich die Verluste an den Vorwiderständen der LEDs in den Griff bekomme * Antwort-> Stefan Us (stefanus). Und wenn ich einzelnen Ströme und Spannungen für die LEDs genau kenne kann ich auch nachsehen in welcher Spannungsverstärkung ich liege.* Antwort-> Lothar Miller (lkmiller) Wenn ich die habe, kann ich mit den so ermittelten Werte die ganze Sache noch mal neu durchrechnen und gegebenenfalls Bauteile anpassen. Wenn ich den FMMT jetzt durch einen Moseft ersetzte z.B. MOSFET NXP Semiconductors PMK50XP,518 1 P-Kanal, hätte ein Ptot von 5Watt. Würde das funktionieren? Habe dazu https://www.mikrocontroller.net/attachment/38310/P-Kanal_MOSFET.JPG gefunden. (im Bild). T3 = PMK50XP,518 1 P-Kanal T2 = NPN - BC 849C NPN SOT-23 30V 0,1A 0,25W Oder was würdet ihr vorschlagen und könnte mir jemand zur Berechnung von R2 helfen? Habe mich mit Mosfet‘s noch nicht so recht beschäftigt. Danke an alle die sich damit beschäftigt haben. MfG Magier
Philipp H. schrieb: > Daher die PNP Schaltung….. Wie mir scheint, hast du kein Wort verstanden. Mein Vorschlag ist eine Ansteuerung der oben liegenden PNP, nur eben anders und einfacher als die Version, die du vorher benutzt hast. Einen P-Kanal-Mosfet anstelle des PNP kannst du natürlich nehmen, nur bringt das hier keinen großen Vorteil, weil du den auch mit einer Potentialversatzstufe (dem NPN) ansteuern musst und auch den Gate-Source-Widerstand brauchst. Einfacher wird das also nicht.
Die Schaltung sieht für mich Ok aus. Ich würde aber einen "normalen" MOSFET nehmen. Du brauchst keinen Low-Level Typ da du ja reichlich Steuerspannung zur Verfügung hast (nämlich 12V). Ob die Verlustleistung hin kommt, vermag ich nicht auszurechnen. Ich würde es einfach testen. Falls die Verlustleistung durch die Umschaltvorgänge zu hoch ist, könnte man eine Push/Pull Treiberstufe aus einem NPN/PNP Pärchen vor den MOSFET setzen. Etwa so: https://www.mikrocontroller.net/attachment/34752/P_FET.png
ArnoR schrieb: > Wie mir scheint, hast du kein Wort verstanden. Mein Vorschlag ist eine > Ansteuerung der oben liegenden PNP, nur eben anders und einfacher als > die Version, die du vorher benutzt hast. Habe dich verstanden (denke ich), mit deiner Version spare ich einen Widerstand. Danke! Aber da mir der FMMT eh abstirbt, erschien mir das Problem eher unwichtig. Wie oben beschrieben, bei dem PCA und den Transistoren habe ich Platz. Wenn der PNP Teil steht, kümmer ich mich um den NPN Teil.....Das mit dem sparen von >jede Menge Ansteuerstrom behalte ich im Kopf.
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