Hallo zusammen, Ich bin relativ neu im Elektronik Bereich. Ich möchte zurzeit folgende einstellbare Konstantstromquelle für eine LED testen: http://www.instructables.com/id/DIY-WiFi-RGB-LED-Lamp/. Ich habe die Schaltung auf einem Steckbrett nachgebaut. Da ich den vorgeschlagenen MOSFET-Treiber (TC4420) nicht finden konnte, habe ich ihn durch ein MCP1407 ersetzt. Dieser sollte laut Datenblatt Pin-kompatibel sein. Die Referenzspannung am Pin 5 des OpAmp habe ich zurzeit durch ein Potentiometer ersetzt, mit dem ich von 0-5V stellen kann. Außerdem verwende ich eine andere LED. Die Last an sich, sollte aber ja generell egal für die Konstantstromquelle sein.? In dem Video auf Instructables wird vorgerechnet, dass wenn die Referenzspannung auf 1V eingestellt wird und der Verstärkungsfaktor des OpAmp 11 ist, 91mA über den 1Ω Widerstand abfließen sollte. (Minute 7) Bei mir haben sich jedoch zwei Problemstellen ergeben. 1. Wie beschrieben habe ich den TC4420 nicht direkt kaufen können. Ich verwende stattdessen einen MCP1407. Im Datenblatt des MCP1407 steht:“ These devices are pin-compatible and are improved versions of the TC4420/TC4429 MOSFET drivers.”. Daher dachte ich, dass die Beschaltung für die MOSFET gleich sein sollten und habe das MOSFET an Pin 7 angeschlossen. Nachdem ich jedoch die Schaltung getestet habe, merkte ich, dass das Gate vom MOSFET nie entladen wird. Im „Functional Block Diagram“ http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/20002019C.pdf (Seite 3) http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/21419D.pdf (Seite 2) habe ich gesehen, dass der Output in meinen MCP1407 aufgeteilt ist. Außerdem steht auf Seite 2, “Duplicate pins must both be connected for proper operation.” Also habe ich Pin 7 und 6 Verbunden. Dies scheint auch so zu funktionieren. Habe ich das Datenblatt hier richtig verstanden, oder mache ich an der Stelle etwas grob falsch? 2. Der Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers. Ich habe die Schaltung wie gesagt mit einem Poti als Referenzspannung nachgebaut. Leider ist mein Labornetzteil sofort, nachdem ich minimal an dem Poti gedreht habe, in den C.C. betrieb gewechselt (400mA). Ich habe sehr lange überlegt, warum das so passiert. Letztendlich habe ich eine Verstärkung von 151 eingebaut ( R1:150KΩ R2:1KΩ). Wenn ich die Schaltung so aufbaue, kann ich die LED mit dem Poti auf passende Werte einstellen. Bei einer Referenzspannung (Pin 5 vom OpAmp) von 1.51V bekomme ich eine Spannung von 122mV an R2 (1Ω). Also 122mA. Da mir die Erklärung im Video (Ab Minute 7) mit einer Verstärkung von 11 aber plausibel erscheint, frage ich mich, was genau bei mir falsch läuft, bzw. was ich nicht richtig verstanden habe. Vor allem verstehe ich nicht, wie ich es so falsch machen kann, dass ich einen Faktor von 13 brauche um in einen Ähnlichen Bereich zu kommen. Außerdem habe ich mir noch einiges zu dem 10Ω Widerstand zwischen MOSFET-Treiber und Gate-Pin des MOSFETs durchgelesen. Vor allem das Topic Beitrag "Gatewiderstände bei MOSFET Treibern?" war für mich da sehr Hilfreich. Wenn ich das ganze richtig verstanden habe, kann ich diesen Widerstand weglassen, wenn der MOSFET und Treiber sehr nahe zueinander platziere und die beiden Komponenten gut aufeinander abgestimmt sind. Woran genau sieht man aber, ob MOSFET und Treiber richtig zusammen passen? An dem Peak-Strom des Treibers? Viele Grüße und einen schönen Sonntag Marc
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Hallo, D2 muß mit der Kathode an die +12V. Die Schaltung stellt eine selbst schwingende Konstantstromquelle als Zweipunktregler dar. Am Eingang des rechten OPVs sollte eine Spannung anliegen, die Du später am Sense-Widerstand von 1 Ohm wieder finden möchtest. Also im Bereich 0...150mV in etwa. Es fehlt noch eine sinnvoll eingestellte Hysterese. Den linken OPV bräuchte man gar nicht, wenn da mehr als 5 mV am Shunt abfallen. Der MCP dürfte hier vollkommen überdimensioniert sein. Es müßten ein NPN und PNP-Transistor vollkommen ausreichen. Dann allerdings an mehr als 5V, um das Gate voll aufsteuern zu können. Sind am MCP geeignete keramische Abblock-Kondensatoren dran? Kurze Verbindungen? Hier wurde die selbe Aufgabe mit anderen Standardbauteilen gelöst. http://www.led-treiber.de/html/getaktete_treiber.html#Treiber-555-MOSFET MfG
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Hallo Christian, Danke für dein Feedback. > D2 muß mit der Kathode an die +12V. Ich weiß nicht warum, aber ich drehe die Diode in der Zeichnung normalerweise immer falsch rum. Hier müsste sie Jedoch richtig eingetragen sein oder? Kathode liegt an der 12V (nach der LED). > Sind am MCP geeignete keramische Abblock-Kondensatoren dran? Kurze > Verbindungen? Wie bei Instructables vorgeschlagen, habe ich zurzeit einen 470µF Elko direkt vor dem MCP. Einen kermaischen Kondensator habe ich momentan nicht im Steckbrett. Du Sprichst von dem 0.1µF Kondensator, der im Abschnitt 4.3 (Seite 12) des Datenblatts des MCP1407 erwähnt wird richtig? Werde ich gleich Einbauen. > Der MCP dürfte hier vollkommen überdimensioniert sein. Es müßten ein NPN > und PNP-Transistor vollkommen ausreichen. Dann allerdings an mehr als > 5V, um das Gate voll aufsteuern zu können. Spricht denn irgendetwas gegen einen richtig dimensionierten MOSFET-Treiber? Eine 5V Spannungsquelle Brauche ich irgendwann sowieso (Wenn alles läuft möchte ich noch einen Mikrocontroller versorgen). Einen zweiten Spannungswandler würde ich gerne Vermeiden. Oder ist das aus deiner Sicht auf jeden Fall die sinnvollste Wahl? Obwohl, denn könnte ich ja sonst an der 12V leitung anschließen. > Die Schaltung stellt eine selbst schwingende Konstantstromquelle als > Zweipunktregler dar. Am Eingang des rechten OPVs sollte eine Spannung > anliegen, die Du später am Sense-Widerstand von 1 Ohm wieder finden > möchtest. Also im Bereich 0...150mV in etwa. Es fehlt noch eine sinnvoll > eingestellte Hysterese. > Den linken OPV bräuchte man gar nicht, wenn da mehr als 5 mV am Shunt > abfallen. Letztendlich würde ich gerne ein PWM-Signal von einem Mikrocontroller verwenden. Der Zielbereich war also 0V - 3.3V. Hierfür dachte ich, wäre die Verstärkung des linken OpAmp notwendig, um am Sense-Widerstand nur einen Teil, der von mir vorgegebenen Spannung zu bekommen. Hab ich das falsch verstanden? An eine Hysterese habe ich gar nicht gedacht. Mit Hysterese würde ich letztlich die Schaltfrequenz des MOSFET verringern richtig? Ich muss mir mal ansehen, wie ich das implementiere. > Hier wurde die selbe Aufgabe mit anderen Standardbauteilen gelöst. > http://www.led-treiber.de/html/getaktete_treiber.html#Treiber-555-MOSFET Danke für das Beispiel. Sieht sehr interessant aus! Findest du diese Schalung besser? Wenn Ja warum? Ich werde mal schauen, ob ich irgendwo diese Doppel-Transistoren finden kann, und sie auch mal nachbauen. Mein Ziel ist dennoch auch diese Schaltung richtig zum laufen zu bekommen, um zu verstehen was ich falsch mache. Viele Grüße Marc
Die gezeigte Schaltung lässt nur während der ON-Dauer einen Strom durch die LED fliessen. In der Spule gespeicherte Energie wird verschwendet. Für eine optimale Funktion sollten der Messwiderstand und die LED innerhalb des Loops L1 und D2 eingebaut werden. Wie es in den von Marc verlinkten Beispielen gelöst wurde. http://www.led-treiber.de/html/getaktete_treiber.html#Treiber-555-MOSFET
Marc schrieb: > Mein > Ziel ist dennoch auch diese Schaltung richtig zum laufen zu bekommen, um > zu verstehen was ich falsch mache. Ich denke nicht, dass du was falsch machst, die Schaltung ist einfach Mist. Nehmen wir mal an, der Mosfet wurde gerade eingeschaltet. Der Strom durch Q1 und die LED steigt an und ebenso die Spannung an R4 und die Ausgangsspannung von U2.1. Sobald die die Referenzspannung übersteigt, schaltet der Komparator U2.2 den Treiber U5 und Q1 wieder ab. Der Strom durch Q1 wird null und der Treiber U5 müsste sofort wieder eingeschaltet werden usw.. Die Schaltfrequenz und das Tastverhältnis sind so nicht gut definiert und ergeben sich nur durch Laufzeiteffekte und Erholzeiten. Wenn du z.B. die Verstärkung des U2.1 erhöhst, übersteuert der Komparator stärker und braucht länger zum Umschalten, außerdem nimmt der Hub am Ausgang von U2.1 zu, beides führt zum absinken der Schaltfrequenz bzw. zur Verschiebung des Tastverhältnisses.
Hallo, Harlekin schrieb: > Die gezeigte Schaltung lässt nur während der ON-Dauer einen Strom durch > die LED fliessen. In der Spule gespeicherte Energie wird verschwendet. > Für eine optimale Funktion sollten der Messwiderstand und die LED > innerhalb des Loops L1 und D2 eingebaut werden. Wie es in den von Marc > verlinkten Beispielen gelöst wurde. Wenn ich deine Aussage richtig verstehe, meinst Du, dass der Messwiderstand und die LED in eine Loop müssen, so wie Christian dass in seinem Beispiel zeigt oder (Also nicht ich(Marc))? Nur um ganz sicher zu gehen =) ArnoR schrieb: > Nehmen wir mal an, der Mosfet wurde gerade eingeschaltet. Der Strom > durch Q1 und die LED steigt an und ebenso die Spannung an R4 und die > Ausgangsspannung von U2.1. Sobald die die Referenzspannung übersteigt, > schaltet der Komparator U2.2 den Treiber U5 und Q1 wieder ab. Der Strom > durch Q1 wird null und der Treiber U5 müsste sofort wieder eingeschaltet > werden usw.. Danke für die Aufklärung. Macht natürlich sinn. Sobald das MOSFET ausschaltet, sollte an dem 1Ω keine Spannung abließen und der OpAmp müsste sofort wieder schalten. ArnoR schrieb: > Die Schaltfrequenz und das Tastverhältnis sind so nicht gut definiert > und ergeben sich nur durch Laufzeiteffekte und Erholzeiten. Wenn du z.B. > die Verstärkung des U2.1 erhöhst, übersteuert der Komparator stärker und > braucht länger zum Umschalten, außerdem nimmt der Hub am Ausgang von > U2.1 zu, beides führt zum absinken der Schaltfrequenz bzw. zur > Verschiebung des Tastverhältnisses. Das bedeutet, dadurch dass ich an der Verstärkung rum gepfuscht habe, habe ich Die Schaltfrequenz in dem Maße verringert, dass ich einen passenden Bereich gelangt bin. Richtig? Dies könnte ich also lösen, in dem ich den 1Ω Widerstand in die LED-Loop mit hinein ziehe (So wie es Harlekin und Christian empfehlen) und dann noch die Beschaltung am OpAmp anpasse. Das werde ich gleich mal Testen! Vielen Dank für Eure Antworten. Marc
Marc schrieb: > so wie Christian dass in > seinem Beispiel zeigt oder (Also nicht ich(Marc))? Nur um ganz sicher zu > gehen =) Sorry, für die Namensverwechslung.
Immer wieder erstaunlich dass die Leute die schrottigsten Schaltungen aus dem Internet raussuchen, wie ArnoR schon geschrieben hat. Aber das willst du (Marc) nicht hören... Also viel Erfolg.
Marc schrieb: > Bei mir haben sich jedoch zwei Problemstellen ergeben. Die Schaltung ist grober Unsinn. Auch der TC4420 hat 2 Ausgänge die verbunden werden müssten (oder mit unterschiedlichen Widerständen zum MOSFET-Gate gehen um unterschiedliche ein und aus-Schaltzeiten zu bekommen, dafür ist er eigentlich gedacht, hier also fehl am Platze). Und, da der Ausschaltstrom nicht über den shunt R4 fliesst sondern mit der viel zu langsamen 1N4007 Diode sogar um die LED drumrum geleitet wird, schaltet das Ding nicht mal seriös aus. So sieht ein Hystereseregler aus: Schottky-Diode, kleiner (SOT23) MOSFET, kein Treiber nötig.
1 | +----------------------------+----------o Akku |
2 | | | |
3 | | +--|+\ |S |
4 | | | | >--+--|I IRLML6401 |
5 | TLV3012--12k--+---(--|-/ | | |
6 | | Ref | | | +--|<|--+ BAV100 |
7 | | | | | | | |
8 | | | +--270k--+ LED | |
9 | | | | | | |
10 | | | | 100uH | |
11 | | | | | | |
12 | | 1k +----1k------+ | |
13 | | | | | |
14 | | | 0.27R | |
15 | | | | | |
16 | +-----------+----------------+-------+--o |
Aus http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm
Hallo Harlekin, Harlekin schrieb: > Sorry, für die Namensverwechslung. Das ist wirklich kein Problem, ich wollte nur sicher gehen, dass ich alles richtig verstanden habe. =) Alexxx schrieb: > Immer wieder erstaunlich dass die Leute die schrottigsten > Schaltungen > aus dem Internet raussuchen, wie ArnoR schon geschrieben hat. > Aber das willst du (Marc) nicht hören... > Also viel Erfolg. Hi Alexxx, Danke für deine Hilfestellung :). Ich möchte sehr gerne jetwede Kritik hören, um zu lernen, was ich wie und wo falsch mache. Ich habe auch schon geschaut (wie bereits geschrieben) wo ich diesen DoppelTransistor her bekomme. Mir ist klar, dass alle die hier Antworten, ihre private Zeit inevestieren und dafür bin ich wirklich dankbar. Ich suche mir schrottige Schaltungen raus, weil ich es einfach nicht besser weiß. Aus diesem Grund fragte ich hier nach Ratschlägen und habe wirklich sehr viele nützliche gelesen. Außer von Dir (Alexxx) MaWin schrieb: > Die Schaltung ist grober Unsinn. > > Auch der TC4420 hat 2 Ausgänge die verbunden werden müssten (oder mit > unterschiedlichen Widerständen zum MOSFET-Gate gehen um unterschiedliche > ein und aus-Schaltzeiten zu bekommen, dafür ist er eigentlich gedacht, > hier also fehl am Platze). Hallo MaWin, vielen Dank für Dein Feedback. Bedeutet das, dass der Treiber wirklich nur genutzt werden soll, damit man diese Verschieden Schaltzeit-punkte genau einstellen kann? Warum auch immer hatte ich gedacht, dass er nur genutzt wird um das Gate möglichst schnell zu laden. MaWin schrieb: > Und, da der Ausschaltstrom nicht über den shunt R4 fliesst sondern mit > der viel zu langsamen 1N4007 Diode sogar um die LED drumrum geleitet > wird, schaltet das Ding nicht mal seriös aus. Mir war nicht bewusst, dass Dioden eine Geschwindigkeit haben. Ich werde mir dazu noch etwas durchlesen. Verstehe ich Dich richtig, dass Du auch den Widerstand R4 auch in die Spulen/Diodenschaltung mit hinein ziehen würdest, damit der richtige Strom geregelt wird? So, wie das in der von Christian gezeigten Lösung funktioniert? Danke für den Schaltplan mit Hysterese. Ich hatte bisher nur Zeichnungen gefunden, wo das mit positivem Feedback am OpAmp gezeigt wurde. Hier wurde es ja an am negativen Eingang des Comparators gelöst. (Wenn ich den Schaltplan richtig verstehe). Ich muss den Plan mal Nachvollziehen. Ich versuche zurzeit all eure Kritik in die Schaltung einfließen zu lassen, und eine passable Schaltung zu verwirklichen. Den MOSFET-Treiber habe ich rausgeschmissen, den 1 Ohm Widerstand und die Diode so angeordnet, wie das in Christians Vorschlag umgesetzt wurde. Viele Grüße Marc
Marc schrieb: > Danke für den Schaltplan mit Hysterese. Ich hatte bisher nur Zeichnungen > gefunden, wo das mit positivem Feedback am OpAmp gezeigt wurde. Hier > wurde es ja an am negativen Eingang des Comparators gelöst. Jetzt wo ich mir den Plan nochmals in Ruhe angeschaut habe, sehe ich, dass die "(" wohl dazu dient die Leitung zu überspringen. Interessant finde ich dann vor allem den 1k Widerstand vor dem .27 Ohm Widerstand und die Anordnung der Diode. Muss ich auch unbedingt mal Testen. Besten Dank!
Marc schrieb: > Verstehe ich Dich richtig, dass Du auch den Widerstand R4 auch in die > Spulen/Diodenschaltung mit hinein ziehen würdest, damit der richtige > Strom geregelt wird? Natürlich, man muss den Strom auch im Ausschaltmoment über R4 fliessen lassen, damit man entscheiden kann wann er wieder gering genug zum Einschalten ist. Die einzig andere Variante wäre ein Regler mit einer konstanten toff Ausschaltzeit, aber dazu bräucht man ein zweites zeitbestimmendes Bauteil, einen Kondensator, nicht nur die Spule. > So, wie das in der von Christian gezeigten Lösung > funktioniert? Die mit dem TLC555 ? Na ja, die "Lösung" ist halt superaufwändig.
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