Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik PWM Signal von Atmega328 mit sinusartigen Spitzen


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von Laurin E. (wildatheart)


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Hallo Leute

Ich habe eine Schaltung (siehe Schema) zur Ansteuerung eines 
selbstgebauten LED-Panels (rund 1000 THT LEDs mit Vorwiderstand, jeweils 
4 Stück in Serie) gebaut. Die Versorgung (Dimmung etc.) der LEDS 
funktioniert soweit, doch auf dem Oszi sieht das PWM-Signal nicht 
wirklich sauber aus. Ich habe hohe Spannungsspitzen im positiven, wie im 
negativen Bereich immer beim Anstieg der Flanke(siehe Bilder).

Die Spannungsversorgung (12VDC) der Schaltung ist auf jeden Fall sauber. 
Die Messung erfolgte mit galvanisch getrenntem Oszilloskop und ohne 
Lampen-Gehäuse. Die Frequenz des Signals vom PWM-Ausgang des Atmega328 
beträgt rund 3.92kHz.

Ich danke euch schon jetzt für Anregungen.

von StefG (Gast)


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L1 weglassen ?

von Falk B. (falk)


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@Laurin E. (wildatheart)

>Schema_LED-Driver.png

Dort fehlen ein paar Kreuzungspunkte
Man zeichnet keine Leitungen durch einen IC

Schaltplan richtig zeichnen

L1 und C3 sind Unsinn.


>4 Stück in Serie) gebaut. Die Versorgung (Dimmung etc.) der LEDS
>funktioniert soweit, doch auf dem Oszi sieht das PWM-Signal nicht
>wirklich sauber aus.

An welchem Punkt wurde es gemessen?

> Ich habe hohe Spannungsspitzen im positiven, wie im
> negativen Bereich immer beim Anstieg der Flanke(siehe Bilder).

Vermutlich Meßfehler. Wie sieht dein Meßaufbau GENAU aus? Wo ist dein 
Tastkopf angeschlossen?

>Die Spannungsversorgung (12VDC) der Schaltung ist auf jeden Fall sauber.
>Die Messung erfolgte mit galvanisch getrenntem Oszilloskop

Wirklich? Wie soll das gehen? Ist das batteriebetrieben und hast du 
einen galvanisch getrennten Tastkopf? Glaub ich nicht.

> und ohne
>Lampen-Gehäuse. Die Frequenz des Signals vom PWM-Ausgang des Atmega328
>beträgt rund 3.92kHz.

Ob man 3,9kHz für ein paar LEDs braucht?

von Heureka (Gast)


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Die Leitungen nach Vcc und Avcc vom Controller führen direkt von der 
Drossel durch den Conroller und streuen dadurch ein.

von Εrnst B. (ernst)


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Nur so als Hinweis: der BUZ11 lässt sich mit nur 5V am Gate nicht sicher 
durchschalten.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hallo,

wo genau hast Du das Oszilloskop angeschlossen und sind da lange 
Leitungen dran?

MfG

von Theor (Gast)


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Ich rate Dir die Pinbelegung des Treibers zu überprüfen.
https://www.microchip.com/datasheet/MCP1407

Du hast das Gate von Q3 an Pin 5 angeschlossen, an dem eigentlich Ground 
sein soll. Pin 6 aber ist eines der Steuersignale. Pin 4 sollte auch an 
Ground sein.

Ich habe nicht alle Belegungen überprüft. Aber entweder hast Du eine 
falsche Bezeichnung und die Belegung ist richtig oder umgekehrt.

von Laurin E. (wildatheart)


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Ich messe mit dem Tastkopf am Stecker des PWM Ausgangs der Platine.

Asche über mein Haupt! Ich habe vergessen zu erwähnen, dass die zwei 
Mosfets falsch angeschrieben sind im Schema. Es sind zwei IRLZ34N (ich 
hatte ursprünglich zwei BUZ11 verwendet, ersetzte diese aber dann genau 
wegen der Gatespannung). Und IC3 ist nicht ein MCP1407 ist, sondern ein 
MCP14E10. Diese Typen gabs zu dem Zeitpunkt nicht im Eagle bzw. ich habe 
vergessen sie umzubennen.

Ich habe das Schema angepasst.

von Falk B. (falk)


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@ Laurin E. (wildatheart)

>MCP14E10. Diese Typen gabs zu dem Zeitpunkt nicht im Eagle bzw. ich habe

>Ich habe das Schema angepasst.

Es sind immer noch Leitungen durch ICs gezeichnet.

>Ich messe mit dem Tastkopf am Stecker des PWM Ausgangs der Platine.

Schön. Und mit welchem Tastkopf? (Der ja angeblich galvanisch getrennt 
sein soll) Und wo ist deine Masse angeschlossen?

Zeig uns ein gescheites Bild von deinem Meßaufbau. Beachte die 
Bildformate.

von 2 Cent (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Zeig uns ein gescheites Bild von deinem Meßaufbau
Sehe ich auch als notwendig....am Besten bitte mit mindestens "einigen" 
(mind 16) deiner Leds, im Moment ist mir noch unklar wo überhaupt "am 
Stecker des PWM Ausgangs" sein soll. Anscheinend sehe ich doppelt; ich 
sollte Einkaufen (Chips und Bier).

Laurin, bitte das Scope nicht mit Blitzlicht fotografieren. Danke.

Beitrag #5553180 wurde von einem Moderator gelöscht.
von c-hater (Gast)


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Laurin E. schrieb:

> Asche über mein Haupt! Ich habe vergessen zu erwähnen, dass die zwei
> Mosfets falsch angeschrieben sind im Schema. Es sind zwei IRLZ34N (ich
> hatte ursprünglich zwei BUZ11 verwendet, ersetzte diese aber dann genau
> wegen der Gatespannung). Und IC3 ist nicht ein MCP1407 ist, sondern ein
> MCP14E10. Diese Typen gabs zu dem Zeitpunkt nicht im Eagle bzw. ich habe
> vergessen sie umzubennen.
>
> Ich habe das Schema angepasst.

Es sieht immer noch ziemlich Scheisse aus.

Viel schlimmer ist aber: das kann so einfach nicht funktionieren, nicht 
mit einem MCP14E10.

Zum einen ist Vdd von dem Teil nicht angeschlossen, der hat also keinen 
richtigen Saft (wird wohl nur über die Substratdioden der 
Enable-Eingänge gespeist). Zum anderen stellt er keine komplementären 
Ausgänge bereit, dafür wäre ein MCP14E11 richtig gewesen.

Nun könnte man immerhin noch annehmen, dass du selber am Controller ein 
komplementäres Signal bereitstellst, dann würde man aber erwarten, dass, 
wenn ein Eingang des Treibers an OC1A hängt, der andere an OC1B genagelt 
wird. Das ist aber auch nicht der Fall. Wenn, kann die Sache also nur 
mit Soft-PWM funktionieren und auch das nicht wirklich gut, weil die 
beiden verwendeten Ausgänge nichtmal auf dem gleichen Port liegen, was 
es unmöglich macht, sie wirklich gleichzeitig zu schalten.

Insgesamt: Absolut krasses Fehldesign.

von Εrnst B. (ernst)


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c-hater schrieb:
> Nun könnte man immerhin noch annehmen, dass du selber am Controller ein
> komplementäres Signal bereitstellst,

Kann es sein, dass du da eine Halbbrücke hineininterpretierst, wo nur 
zwei unabhängige PWM-Channels sind?

von c-hater (Gast)


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Εrnst B. schrieb:

> Kann es sein, dass du da eine Halbbrücke hineininterpretierst, wo nur
> zwei unabhängige PWM-Channels sind?

Nach nochmaligem Hinsehen: jepp, das soll wohl keine Halbbrücke sein.

Ich sach' ja: das Schema sieht immer noch Scheisse aus.

von Laurin E. (wildatheart)


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c-hater schrieb:
> Zum einen ist Vdd von dem Teil nicht angeschlossen, der hat also keinen
> richtigen Saft (wird wohl nur über die Substratdioden der
> Enable-Eingänge gespeist).

Doch. Im Schema ist ersichtlich, dass Vdd des MCP14E10 (Pin 1 und 8) am 
Ausgang des Spannungsreglers hängt. Oder seh' ich jetzt nicht mehr gut??

von c-hater (Gast)


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Laurin E. schrieb:

> Doch. Im Schema ist ersichtlich, dass Vdd des MCP14E10 (Pin 1 und 8) am
> Ausgang des Spannungsreglers hängt. Oder seh' ich jetzt nicht mehr gut??

Du liest einfach nur keine Datenblätter. Pin 1 und 8 sind die 
Enable-Eingänge der beiden Kanäle. Vdd gehört an Pin 6.

von Dietrich L. (dietrichl)


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c-hater schrieb:
> Pin 1 und 8 sind die
> Enable-Eingänge der beiden Kanäle. Vdd gehört an Pin 6.

D.h. der MCP14E10 wird über die Eingangsdioden versorgt und könnte damit 
sogar halbwegs funktionieren. Die Dioden sind aber mit max. 50mA 
spezifiziert und das IC könnte bereits geschädigt sein.

von Laurin E. (wildatheart)


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Du hast recht Dietrich.
Ich lese schon Datenblätter, aber ich hatte irrtümlich jenes vom MCP1406 
geöffnet ;( Dieser "Google-Fehler" muss mir sowohl, als ich das Schema 
gezeichnet habe, wie auch gerade vorhin passiert sein ;( Sorry!

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Die Messung an den Ausgängen der Schaltung macht nur zusammen mit einer 
bekannten Last Sinn. Die Eigenschaften der Last beeinflussen den 
Spannungsverlauf.

Will sagen: Ohne vollständigen Plan des Messaufbaus können wir zu den 
Oszilloskop-Bildern nichts sagen.

von Laurin E. (wildatheart)


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Ich habe stets unter Last gemessen. Also mit dem LED-Panel 
angeschlossen. Wie erwähnt ist das Oszi galvanisch von der Schaltung 
getrennt. (Ich habe noch keine galvanische Trennung für mein Oszi). Die 
Schaltung wird von einer Autobatterie gespiesen.
Im Anhang sind Bilder vom Messaufbau und Tastkopf. Der Tastkopf ist an 
einem der PWM-Ausgänge angeschlossen. Also am Ausgang eines der IRLZ34N. 
GND ist auf Masse des Ausgangs.

Ich kann mir echt nicht erklären woher diese hohen Spitzen kommen..

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Ohne vollständigen Plan des Messaufbaus können wir zu den
Oszilloskop-Bildern nichts sagen.

von Wolfgang (Gast)


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Stümperfestival schrieb im Beitrag #5553180:
> Wer diesen verhältnismäßig einfachen Schaltplan nicht lesen kann, ist
> keine Hilfe. Aber so gar keine.

Wer diese paar Bauteile nicht in einem übersichtlichen Schaltplan 
dargestellt bekommt, sollte sich mal andere Schaltpläne angucken und 
zumindest gut gemeinte Ratschläge beherzigen.

Wozu soll diese unsägliche Induktivität hinter dem Spannungsregler gut 
sein? Jede schlagartige Stromänderung erzeugt mangels Freilaufdiode eine 
Induktionsspitze, die wahrscheinlich durch C8 u.a. wegen zu hohem ESR 
nicht weggepuffert wird. Dazu könnte ein kleiner, induktionsarmer 
Kondensator hilfreich sein.

Falls die Eingangsspannung nicht immer sicher über der Mindestspannung 
für den Regler liegt, gehört dort ein anständiger Ladeelko hin.

von Laurin E. (wildatheart)


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Lieber Stefanus, ich hoffe Dir hilft dieses Schema, um etwas zu den 
Spitzen zu sagen.
Danke für deine Hilfe!

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Ja das hilft.

Das gesamte Gehäuse des Oszilloskop wirkt hier als Kondensator, der die 
Ausgangsspannung eine weile lang aufrecht erhält. Deswegen hast du eine 
Entladekurve, die wie eine typische Entladekurve von Kondensatoren 
aussieht.

Dazu kommt, dass deine Last LED Ketten sind. Sobald eine bestimmte 
Schwellenspannugn unterschritten wird, werden die LEDs hochohmig. Was 
Dir dort fehlt, ist ein Widerstand parallel zu den LED-Ketten, der den 
oben genannten "Kondensator" zügig entlädt.

Wenn du statt LED Kette eine Glühlampe verwendest, wird es schon sehr 
viel Rechteckiger aussehen.

Die negativen Peaks am Ausgang sind vermutlich Messfehler weil 
Oszilloskop und Schaltung keine gemeinsame Masse haben.

Was ist mit der Spule, hast du sie jetzt entfernt? Sieht das Oszilloskop 
Bild trotzdem noch genau so aus, wie vorher?

: Bearbeitet durch User
Beitrag #5553357 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Wolfgang (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> Was Dir dort fehlt, ist ein Widerstand parallel zu den LED-Ketten, der
> den oben genannten "Kondensator" zügig entlädt.

Was fehlt, ist ein vernünftiger Anschluss, bei dem nicht das ganze Oszi 
im PWM-Takt potentialmäßig durch die Gegend hüpft.
Oder sollte das Oszi doch mit Netzspannung laufen, der Gnd vom Oszi an 
PE hängen und der ganze LED-Aufbau inklusive Akku muss im PWM-Takt 
hüpfen?

Eindeutig besser ist, das Oszi mit seinem Gnd an Gnd der Schaltung zu 
hängen. Dann kann man mit 2 Kanälen die Spannung über und unter dem 
LED-Panel erfassen und sich vom Oszi die Spannung über dem Panel 
ausrechnen und anzeigen lassen - das sollte so ein TBS 1052 doch 
eigentlich hin kriegen.

von Falk B. (falk)


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@Laurin E. (wildatheart)

>Ich habe stets unter Last gemessen. Also mit dem LED-Panel
>angeschlossen.

Gut,

> Wie erwähnt ist das Oszi galvanisch von der Schaltung
>getrennt.

Kann es sein, daß du nicht mal ansatzweise weißt, was eine [[Galvanische 
Trennung]] ist?

> (Ich habe noch keine galvanische Trennung für mein Oszi). Die
>Schaltung wird von einer Autobatterie gespiesen.

Schön, aber deswegen ist die Verbindung zum Oszi noch lange nicht 
galvanisch getrennt!

>Im Anhang sind Bilder vom Messaufbau und Tastkopf.

Hmm.

> Der Tastkopf ist an
>einem der PWM-Ausgänge angeschlossen. Also am Ausgang eines der IRLZ34N.
>GND ist auf Masse des Ausgangs.

FALSCH! In deinem 2. Bild hast du die Masse vom Tastkopf an den Drain 
des MOSFETs angeschlossen! Das geht so nicht! GND gehört WIRKLICH an 
Masse, und zwar an SCHALTUNGSMASSE, sprich SOURCE der MOSFETs!

>Ich kann mir echt nicht erklären woher diese hohen Spitzen kommen..

Wer Mist mißt, mist Mist.

von n.n. (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Wer Mist mißt, mist Mist.

Wer ohne Masse misst, misst Mist

von 2 Cent (Gast)


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Stümperfestival schrieb im Beitrag #5553180:
> Wer diesen verhältnismäßig einfachen Schaltplan nicht lesen kann, ist
> keine Hilfe. Aber so gar keine.
>
> @TO
> Du mißt aber nicht an dem Stecker gegen +Ub, oder?
Ohne Worte.

Laurin E. schrieb:
> Der Tastkopf ist an
> einem der PWM-Ausgänge angeschlossen. Also am Ausgang eines der IRLZ34N.
> GND ist auf Masse des Ausgangs.
>
> Ich kann mir echt nicht erklären woher diese hohen Spitzen kommen..
Prost!
Das heisse Ende deiner (eine von zwei, die zweite soll wohl invers 
angesteuert werden? -weiß der Geier was du da vor hast) Open-Drain 
Endstufe hängt also an einer recht langen Leitung (???mit 
Ferritglied???) an einer hungrigen Stromlast.. Da brauchst du dich über 
die hohen Spannungsnadeln (nicht Sinusförmig; guck dir das auf deinem 
Scope mal vernünftig Sklaliert mal genauer an) beim Ausschalten nicht zu 
wundern. Und Scope-Masse+Erdung am heissen Ende, wie kommt man denn auf 
solche Ideen? Das Problem wurde ja schon angerissen.

Auf dem Photo für mich erkennbar: ca 40 LEDs und 5 Widerstände (das sind 
immerhin 4 Widerstände mehr als ich anfangs befürchtet habe); in deinem 
mundgemalten ""Schaltbild"": 2*4 LEDs ohne Vorwiderstand. Das bei deiner 
"Messung" nur ca. 10V erreicht werden wundert mich jetzt auch nicht mehr 
wirklich.


Sind das weisse Leds?
Prost!

von 2 Cent (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> Das gesamte Gehäuse des Oszilloskop wirkt hier als Kondensator, der die
> Ausgangsspannung eine weile lang aufrecht erhält. Deswegen hast du eine
> Entladekurve, die wie eine typische Entladekurve von Kondensatoren
> aussieht.
>
> Dazu kommt, dass deine Last LED Ketten sind. Sobald eine bestimmte
> Schwellenspannugn unterschritten wird, werden die LEDs hochohmig. Was
> Dir dort fehlt, ist ein Widerstand parallel zu den LED-Ketten, der den
> oben genannten "Kondensator" zügig entlädt.
Die größte Kapazität dürfte von den Leds selbst kommen, ausserdem reden 
wir hier von etwa 4kHz, warum auch immer recht hoch angesetzt. Solange 
das Moped nur leuchten (und keine Daten übertragen) soll ist die 
Signalform an sich eigentlich ok, ein Widerstand nicht wirklich 
notwendig.



Wenns ausschalten wirklich schnell gehen muss, aka Datenübertragung, aka 
echtes Rechteck, aka LED ohne abklingen schlagartig aus, dann: 
Gegentaktendstufe. Mit einem Widerstand würde sehr viel Waerme sinnlos 
verheizt werden.

von Laurin E. (wildatheart)


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Das zeigt das Scope mit dem Tastkopf an der 12VDC-Versorgung der 
Platine. Die PWM-Frequenz ist auf 490Hz gesetzt. (Masse des Tastkopfs 
ist jetzt an GND). Der Ausgang des Spannungsreglers (5VDC) ist sauber.

Was schlägt ihr vor um die Spitzen zu senken? (nebst der Verkürzung der 
Leitung von Platine zu den LEDs)

von Forist (Gast)


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Laurin E. schrieb:
> scope1.png

Drehe mal die Y-Verstärkung so hoch, dass man das Nutzsignal erkennen 
kann und stelle die Zeitablenkung so ein, dass man die Pulsform erkennen 
kann.

p.s. Der Unterschied zwischen Screenshot (digitale Kopie des Bildes) und 
Bildschirmphoto in Bezug auf Bildformate scheint dir nicht ganz klar 
zu sein. Lies noch mal nach.

von 2 Cent (Gast)


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Laurin E. schrieb:
> Das zeigt das Scope mit dem Tastkopf an der 12VDC-Versorgung der
> Platine. Die PWM-Frequenz ist auf 490Hz gesetzt. (Masse des Tastkopfs
> ist jetzt an GND). Der Ausgang des Spannungsreglers (5VDC) ist sauber.
>
> Was schlägt ihr vor um die Spitzen zu senken?
Erstmal Danke für den Verzicht aufs Blitzlicht, jetzt verbrenne ich mir 
nicht mehr die Finger beim lesen der Bilder :D


Interessante Hüllkurve. Du benutzt wirklich nur eine der beiden 
Endstufen, also Drain von Q2 nirgendwo angeklemmt? Prinzipiell würde ich 
erst gar nicht versuchen irgendwelche Spitzen an der 12V-Versorgung zu 
senken sondern stattdessen Gedanken machen über deren Entstehung, also 
auch Ausgänge betrachten, plus Ursache der Modulation finden.


Ein vernünftiges Schaltbild und eine exakte Vorstellung des angestrebten 
Zieles erspart viele Rückfragen.


Das der Ausgang des Spannungsreglers (5VDC) "sauber" aussieht wird sehr 
stark davon abhängen, wie und wo du Scope-GND anklemmst. 
Grundprinzipiell machst du das jetzt schon richtig, aber Details 
(Induktion und Widerstand) deiner Verdrahtung spielen dir Streiche.

von 2 Cent (Gast)


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Forist schrieb:
> Drehe mal die Y-Verstärkung so hoch, dass man das Nutzsignal erkennen
> kann und stelle die Zeitablenkung so ein, dass man die Pulsform erkennen
> kann.
Kann man an der 12V Versorgungsleitung machen, muss man aber nicht.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Laurin E. schrieb:
> Was schlägt ihr vor um die Spitzen zu senken?

Eine vernünftige Platine

von Forist (Gast)


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2 Cent schrieb:
> Interessante Hüllkurve.

... oder Aliasing. Die Peaks könnten deutlich unterabgetastet sein.

von Laurin E. (wildatheart)


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2 Cent schrieb:
> Interessante Hüllkurve. Du benutzt wirklich nur eine der beiden
> Endstufen, also Drain von Q2 nirgendwo angeklemmt?

Ja, bei diesem LED-Panel brauche ich nur eine Endstufe, da das gesamte 
Panel ausschliesslich aus weissen LEDs (6000K) besteht. Ich habe noch 
zwei weitere Panels, die je zur Hälfte aus 3000K und 6000K-LEDs 
bestehen. Das Programm auf dem Atmega328 erlaubt es, jede gewünschte 
Farbtemperatur zwischen 3000K und 6000K zu mischen, ohne dass sich die 
Helligkeit ändert.
Die LEDs sind an Vin (12VCD) und an am Drain von Q3 angeschlossen.

Die Messung des PWM-Signals (also Ausgang für die LEDs) bereitet mir 
immer noch etwas Kopfzerbrechen, da die Mosfets ja GND schalten. Es 
macht ja wenig Sinn, den Ausgang (Drain eines Mosfets) zusammen mit GND 
zu messen. Deshalb habe ich zu Beginn "Mist" gemessen, also Tastkopf an 
Vin und GND an Drain.

Grundsätzlich läuft die Schaltung inklusives OLED-Display, 
Rotary-Encoder und NTC-Thermistoren gut. Mein Ziel ist es, ein 
Flickering der LEDs, verursacht durch die Sannungsspitzen verhindern.

von Wolfgang (Gast)


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Laurin E. schrieb:
> Mein Ziel ist es, ein Flickering der LEDs, verursacht durch die
> Sannungsspitzen verhindern.

Dann finde heraus, woher deine Spannungsspitzen kommen.
Die haben da nichts zu suchen und müssen eine Ursache haben.

Wie lang sind die Spannungsspitzen?
Wann treten die Spannungsspitzen auf (An- oder Abschalten des Stromes)?
Wie lang ist die Leitung zu deinem LED-Panel?
Wo ist der Vorwiderstand für deine LEDs?

von Laurin E. (wildatheart)


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Die Spitzen sind ziemlich genau 5 Mikrosekunden lang und treten jeweils 
beim Einschalten des Stromes auf.

Die Leitung (0.5mm2 Litzen) zu den LEDs ist ca. 40cm Lang. Ich weiss, 
dass ist alles andere als optimal, aber eine gewisse Länge wird für den 
Ein- und Ausbau benötigt.
Auf dem Panel sind 0 Ohm-Widerstände verlötet, da die Leds gemäss 
Datenblatt gepulst mit 12 V (4 LEDs à 3V) gespiesen werden können.

von Wolfgang (Gast)


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Laurin E. schrieb:
> Die Spitzen sind ziemlich genau 5 Mikrosekunden lang und treten jeweils
> beim Einschalten des Stromes auf.

Und welche Form haben diese Spitzen?

> Auf dem Panel sind 0 Ohm-Widerstände verlötet, da die Leds gemäss
> Datenblatt gepulst mit 12 V (4 LEDs à 3V) gespiesen werden können.

Ohne Stromregelung?
Das halte ich für einen schlechten Scherz.

Natürlich fließt dann erstmal ein dicker Strompeak, bis der Ausgangselko 
von deiner Spannungsversorgung leer ist.

von 2 Cent (Gast)


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Forist schrieb:
> 2 Cent schrieb:
>> Interessante Hüllkurve.
>
> ... oder Aliasing. Die Peaks könnten deutlich unterabgetastet sein.
Das kann natürlich sein. Pöhse Falle :D



Laurin E. schrieb:
> Die Messung des PWM-Signals (also Ausgang für die LEDs) bereitet mir
> immer noch etwas Kopfzerbrechen, da die Mosfets ja GND schalten. Es
> macht ja wenig Sinn, den Ausgang (Drain eines Mosfets)
Kopfzerbrechen Quatsch. Messung gegen GND ergibt Sinn.




Laurin E. schrieb:
> Mein Ziel ist es, ein
> Flickering der LEDs, verursacht durch die Sannungsspitzen verhindern.
Flicker kommt nicht durch die (zu messende) Induktionsspannung, sondern 
durch Strom. Jetzt sind 4KHz-PWM auch nachvollziehbar, das alles hättest 
du besser schon am Anfang schreiben sollen. Naja.


Laurin E. schrieb:
> Die Spitzen sind ziemlich genau 5 Mikrosekunden lang und treten
> jeweils
> beim Einschalten des Stromes auf.
Nein, schau doch mal genau hin: beim abschalten.


Laurin E. schrieb:
> Auf dem Panel sind 0 Ohm-Widerstände verlötet, da die Leds gemäss
> Datenblatt gepulst mit 12 V (4 LEDs à 3V) gespiesen werden können.
PRUUUUST!


Flicker kannst du mit R/L/C-kombination direkt vor den LEDs reduzieren. 
[OMG die Ferritperle.]
Das sterben der LEDs im Leistungsbetrieb ist aber in deinem Aufbau nicht 
wirklich zu vermeiden.
Neues Panel: Drei LEDs und ein Vorwiderstand in reihe. Das ganze x-mal 
parallel. Also zB 300 Widerstande für 900 Leds. Alles andere ist Murks!

von Laurin E. (wildatheart)


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Danke 2 Cent für die Inputs! Anstatt das Panel wegzuschmeissen gehe ich 
lieber hoch mit der Versorgungsspannung auf 15VDC und ersetze die 0 Ohm 
Widerstände entsprechend.

Jetzt ist mir klar geworden, wie wichtig ein Vorwiderstand ist. 
Besonders bei Spannungsspitzen.

Im Übrigen bin ich nicht mehr bei 4kHz PWM, sondern 490Hz.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Der Hauptgrund, warum parallel geschaltete LEDs Vorwiderstände 
benötigen, sind die thermischen Effekte.
1
        +---|>|---|>|---|>|---|>|---+
2
        |                           |
3
+ o-----+---|>|---|>|---|>|---|>|---+-----o -
4
        |                           |
5
        +---|>|---|>|---|>|---|>|---+

Der Strom teil sich auf die drei Zweige gleichmäßig auf, wenn sie die 
gleiche Betriebsspannung und Innenwiderstand haben. Die sorgfältige 
Selektion der Bauteile kann man das hinbekommen.

Wie viel Sorgfalt üblicherweise in chinesischen Billigprodukten steckt, 
hat sicher jeder von und bereits mehrfach erlebt.

Lass uns trotzdem mal von perfekt selektierten Leuchtdioden ausgehen, 
die hängen nun an der Wand. Da die warme Lift nach oben geht, wird sich 
die obere Reihe geringfügig mehr erwärmen, als die darunter.

Bei LEDs sinkt die Betriebsspannung mit steigender Temperatur. Jetzt hat 
die obere Reihe eine minimal geringere Betriebsspannung, als die Reihen 
darunter. Deswegen teilt sich der Strom nicht mehr gleichmäßig auf. Die 
obere Reihe bekommt deutlich mehr Strom ab, als die unteren. Dadurch 
heizt sich die obere Reihe noch mehr auf, die darunter kühlen sich 
hingegen ab.

Erkennst du den Teufelskreis?

Die obere Reihe wird immer heller und heißer, während die beiden anderen 
Reihen immer dunkler und kälter werden. Im Extremfall würde die obere 
Reihe schließlich ganz alleine leuchten und dreifach belastet werden.

Dem entgegen wirkt lediglich der Effekt, dass heiße Bauteile mehr Wärme 
an die Luft abgeben, als lauwarme Bauteile. Aber heiß zu sein, ist für 
die Lebensdauer von LEDs sehr schädlich.

Wann immer LEDs (oder LED Ketten) parallel geschaltet sind, muss eine 
Elektronik für gleichmäßig verteilten Strom sorgen. Im einfachsten Fall 
erreicht man das mit Widerständen, die etwa 1/3 der Leistung verheizen. 
Mit Konstantstromquellen kann man die Verlustleistung reduzieren.

Auch einzelne LEDs benötigen eine geregelte Stromstärke. Im Gegensatz zu 
Glühlampen regeln sie nämlich nicht von selbst. Wenn du zum Beispiel 
eine 3V LED an exakt 3V betreibst, wird sich ihre Betriebsspannung mit 
zunehmender Temperatur reduzieren. Dann hast du nach einer Weile eine 
2,8V LED an 3V. Sie wird überlastet und dadurch noch wärmer... bis sie 
schließlich durchbrennt.

Im Handel werden zahlreiche Lampen ohne Stromregelung verkauft, 
insbesondere welche mit Batterien. Hier hofft der Hersteller einfach 
darauf, das die Batterie nicht allzu viel Strom liefern wird und dass 
die LED wenigstens 2 Jahre hält, weil danach kein Garantieanspruch mehr 
besteht.

Je teurer die Batterien sind, die du in eine Billig-Taschenlampe 
steckst, umso eher wird sie kaputt gehen. Ist traurig, aber wahr.

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Laurin E. schrieb:
> Im Übrigen bin ich nicht mehr bei 4kHz PWM, sondern 490Hz.

Für irgenwelche 5µs langen Spitzen spielt das fast überhaupt keine 
Rolle. Die entstehen bei schlechter Schaltung als Folge des 
Schaltvorgangs, egal ob 490 oder 4000 Mal pro Sekunde.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Wolfgang schrieb:
> Für irgenwelche 5µs langen Spitzen spielt das fast überhaupt keine
> Rolle. Die entstehen bei schlechter Schaltung als Folge des
> Schaltvorgangs, egal ob 490 oder 4000 Mal pro Sekunde.

Habe ich auch schon mehrfach geschrieben, aber das verhallt irgendwo im 
leeren Raum.

von Laurin E. (wildatheart)


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Danke für deine Ausführungen Stefanus. Die Wärme ist für mich ein 
grosses Thema. Ich versuche die Wärme des Panels so gut es geht auf das 
massive Alu-Gehäuse abzuführen. Ist aber bekanntlich nicht so einfach. 
Wie du schreibst steigt auch in meinem Fall (bei vertikalem Panel) die 
Wärme nach oben.

Immerhin produzieren meine LEDs bei einem Strom von nur ca. 25mA und 
damit ungefähr 75mW nicht so viel Wärme.

Ich bin mir bewusst, dass die Frequenz des Signals für die 
Spannungsspitzen nicht wirklich relevant ist. Ich habe die 490Hz nur 
deshalb erwähnt:

2 Cent schrieb:
> Jetzt sind 4KHz-PWM auch nachvollziehbar

von 2 Cent (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> Laurin E. schrieb:
>> Was schlägt ihr vor um die Spitzen zu senken?
>
> Eine vernünftige Platine
Da halte ich jetzt (nachher ist man immer schlauer) wagemutig dagegen: 
Die Ferritperle entfernen, und unsinnige Stromspitzen (RV 0Ohm) 
vermeiden.

Laurin E. schrieb:
> Anstatt das Panel wegzuschmeissen gehe ich
> lieber hoch mit der Versorgungsspannung auf 15VDC und ersetze die 0 Ohm
> Widerstände entsprechend.
Einen Versuch ist das sicherlich Wert. Etwas sicherer wären 16VDC als 
100%.

Mit 3 LEDs (je 3V bei 20 Grad) und Rv für 12V habe ich bückstabile 
Langzeiterfahrungen, ABER: ich "zwinge" die Leds mittels Alublech "kalt" 
(und damit: alle gleichkalt) zu bleiben. Andere Bauform (smd) 
vorausgesetzt. Mit deinen Leds wird das nicht optimal funktionieren, 
aber deine kleine Leistungsdichte macht es wiederum einfacher aka 
stabiler.

Laurin E. schrieb:
> Im Übrigen bin ich nicht mehr bei 4kHz PWM, sondern 490Hz.
Ist auch klar. Urhüpflich waren es doch mal 4kHz, weil du Flicker 
runterbringen willst, dachte ich. Und denke ich immer noch. Das hat mit 
deinen Überspannungsnadeln allerdings nichts zu tun.


Zum Thema Flicker: Da bin ich exxxxxtrem Empfindlich, deshalb sehen 
meine Leds nur sehr sauberes DC. Übrigens ausgeschlachtet aus eigens 
deswegen gekauften LED-Röhren, smd auf Alustreifen, jede LED 300mW im 
Original. Pimpzustand Alu zersägt je drei LED + RV ca 200mW/LED, ges. 
ca. 16Watt in der Lupenringleuchte. Versorgung incl Helligkeitsregelung 
mit Poti (bitter nötig!) durch umgebautes SNT einer alten externen 
Festplatte. Diffusor ist Pflicht bei einem solchen Projekt, ansonsten 
droht Netzhautschaden sogar im Augenwinkel. Mit deinen LEDs solltest du 
ohne Diffusor noch locker davonkommen. Sorry, ich drifte von Thread ab 
:D


Laurin E. schrieb:
> Ich versuche die Wärme des Panels so gut es geht auf das
> massive Alu-Gehäuse abzuführen. Ist aber bekanntlich nicht so einfach.
> Wie du schreibst steigt auch in meinem Fall (bei vertikalem Panel) die
> Wärme nach oben.
>
> Immerhin produzieren meine LEDs bei einem Strom von nur ca. 25mA und
> damit ungefähr 75mW nicht so viel Wärme.
Ist wirklich "nicht so einfach": Mit deinen LEDs bekommst du deren 
Abwärme nur über den Umweg Luft (im inneren des Alukastens) an das Alu. 
Durchlüften ist suboptimal wegen der Spinnweben, Nikotin, Staub 
usw....also das ganze Konstrukt einigermassen Gasdicht. TO BE DISCUSSED.
Vergiss bitte nicht: 75mW ist wenig, aber es ist womöglich bereits der 
Grenzbereich für deine LEDs bei TU 25 Grad!

Tipp: Wenn möglich die PWM glätten ---> DC ---> Endstufe. Dann bist du 
wirklich Flickerfrei. Heizleistung der Endstufe ist bei einem solchen 
Projekt mMn kein echtes Problem, und das Problem (war es denn ein 
Problem? Eher nicht, oder doch? AHH Stichwort Aliasing) mit den 
Überspannungsnadeln fällt dann auch flach.


HTH

von Wolfgang (Gast)


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2 Cent schrieb:
> Tipp: Wenn möglich die PWM glätten ---> DC ---> Endstufe. Dann bist du
> wirklich Flickerfrei. Heizleistung der Endstufe ist bei einem solchen
> Projekt mMn kein echtes Problem, und das Problem (war es denn ein
> Problem?

Jedes vernünftige DC/DC-Schaltwandler schafft es, die Ripple mindestens 
im unteren Prozentbereich zu halten. Das siehst auch du nicht, wenn du 
den als Stromquelle für LEDs schaltest.

Und dann kommst du mit Linearendstufe.

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