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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Dimensionierung von LED-Dimm-Schaltung


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Autor: Tony K. (timedrawer)
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Hallo liebe Leute,

Ich benötige eure Hilfe, da ich leider der Elektronik unwürdig bin...

Ich möchte eine dimmbare Nachttischlampe bauen. Zu diesem Zweck habe mir 
von einem erfahrenen Elektroniker eine Mini-Schaltung erstellen lassen, 
bei der ich relativ nachhaltig (ja es geht besser mit PWM Treibern) mit 
einem Poti meine LEDs dimmen kann.

Mein Problem ist, dass ich nicht verstehe, wie genau ich die Widerstände 
dimensioniere (kann ihn leider nicht mehr rechtzeitig fragen). Außerdem 
möchte ich nur 5 LEDs und nicht, wie er mir vorgeschlagen hat 6 LEDs, 
ansteuern (deswegen ein Vorwiderstand).

Kann mir jemand erklären, wie genau ich die Widerstände berechne. Ja, 
Knoten und Maschenregel sagen mir was, aber ich habe keine Ahnung wie 
ich das mit Transistoren berechne, zumal ich für die Verwendeten LEDs 
keine Kennlinien im Datenblatt habe.

Ich habe alles angehängt. Wenn ihr mir helfen könnt, wäre das einfach 
genial.

Danke schon mal im Voraus,
MfG,
Tony

Autor: ArnoR (Gast)
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Tony K. schrieb:
> möchte ich nur 5 LEDs und nicht, wie er mir vorgeschlagen hat 6 LEDs,
> ansteuern (deswegen ein Vorwiderstand).

Das wird nicht gut gehen. Der Spannungsabfall am Widerstand ist 
stromproportional, der an der LED aber nicht. Schalte anstelle 
Widerstand lieber eine Dummy-LED in Reihe.

Die lineare Stromverstellung ist auch nicht sonderlich gut, besser eine 
logarithmische:

Beitrag "Re: LED-Helligkeit linear verstellen"

Autor: Jens M. (schuchkleisser)
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Machs dir nicht so kompliziert.
An dem Widerstand fällt bei Wunschstrom 0,65V ab, den Rest solltest du 
rechnen können, denn das Ding ist eine Konstantstromquelle.
Das mit den 5 LEDs könnte allerdings ein Problem werden, denn du 
müsstest exakt die Spannung einer LED mit dem Widerstand treffen, ohne 
das die Ströme verschieden werden, denn das würde man sehen und es wirkt 
sich auch auf die Lebensdauer aus.

So gehen etwa 1-21mA, etwas wenig für 3 parallele LEDs.
Andere Betriebsspannung und längerer LED-String keine Option? Wäre 
besser, die LEDs in Reihe zu schalten.
Und für die 5. fiele mir nur ein "weglassen oder 6. dazu"...

Autor: Ingo P. (dratu)
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Mach die 5 LEDs in Reihe und nimm ein 18-,20- oder 24-Volt Netzteil oder 
zwei 9V Blockbatterien (oder woher kommen die 9V?) in Reihe.

Die Parallelschaltung wird vermutlich nicht wie erhofft funktionieren, 
wegen des negativen Temperaturkoeffizienten der LEDs. Da die LEDs nicht 
100% identisch sind wird einer der drei Stränge eine geringere 
Durchlassspannung als die beiden anderen haben, durch diesen fließt dann 
mehr Strom und "klaut" somit den übrigen Strängen den Strom. Die LEDs in 
diesem Strang erwärmen sich, die Durchlassspannung fällt weiter und 
"klaut" noch mehr Strom usw.

Die externen Widerstände (Poti + 30 Ohm) können so bleiben wie sie sind. 
Damit lassen sich dann die zuvor genannten ~1-21mA einstellen. Die 
Formel für den externen Gesamtwiderstand steht im übrigen im Datenblatt 
auf Seite 7.

: Bearbeitet durch User
Autor: U. M. (oeletronika)
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Hallo,
> Tony K. schrieb:
> Ich benötige eure Hilfe, da ich leider der Elektronik unwürdig bin...
>
> Ich möchte eine dimmbare Nachttischlampe bauen. Zu diesem Zweck habe mir
> von einem erfahrenen Elektroniker eine Mini-Schaltung erstellen lassen,
> bei der ich relativ nachhaltig (ja es geht besser mit PWM Treibern) mit
> einem Poti meine LEDs dimmen kann.
Es muß nicht immer PWM sein.
Diese Spruch: "Du mußt PWM nhemen" ist eher unreflektiertes Nachplappern 
von Elektronik-Laien

> Mein Problem ist, dass ich nicht verstehe, wie genau ich die Widerstände
> dimensioniere (kann ihn leider nicht mehr rechtzeitig fragen). Außerdem
> möchte ich nur 5 LEDs und nicht, wie er mir vorgeschlagen hat 6 LEDs,
> ansteuern (deswegen ein Vorwiderstand).
Warum unbedingt 5 LED?
Ich würde dir empfehlen, es mit 3 LED (1W-Typen oder auch 3W-Typen) zu 
machen. Dazu passt sehr gut ein 12V-Netzteil (12V ist eine 
Standardspannung  für den Hausgebrauch.
Als Nachtischlampe würde auch eine einzige LED allemal genug Licht 
machen, z.B. eine Cree XML. Dann wäre auch ein 5V-USB-NT passend.

Aber wenn es 5 LED sein müssen, dann empfehle ein 24V-Netzteil.
5 x 3V Flußspannung macht ca. 15V.

Als Dimm-Schaltung empfehle ich dir noch was was einfacheres
http://uwiatwerweisswas.schmusekaters.net/Uwi/ELEKTRONIK/LED_LAMPEN/12-KSQ_3_HP-LED.pdf

Am besten ist die Schaltung rechts oben.
Die kann auch leicht an 24V und 5....7 LED angepaßt werden.
Der max. Strom wird mit dem Wert von R1 + R2 eingestellt.

Diese Schaltungen sind hundertfach erprobt.
Hier eine Auswahl praktischer Umsetzungen:
http://uwiatwerweisswas.schmusekaters.net/Uwi/ELEKTRONIK/LED_LAMPEN/SCHREIBTISCHLAMPE/

Falls du Interesse hast, gebe ich dir für deine Anwendung auch eine 
passende Dimensionierung.
Gruß Öletronika

Autor: Manfred (Gast)
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U. M. schrieb:
> Diese Spruch: "Du mußt PWM nhemen" ist eher
> unreflektiertes Nachplappern von Elektronik-Laien

Du outest Dich gerade als ein solcher Laie:

> Ich würde dir empfehlen,
> es mit 3 LED (1W-Typen oder auch 3W-Typen) zu machen.

Bei ein paar mA kann ich Stromspiegel / Längsregler noch akzeptieren. Im 
Bereich mehrerer Watt ist es einfach idiotisch, Wärme zu erzeugen, da 
ist selbst ein simpler Multivibrator mit einem BC_irgendwas besser zu 
beherrschen.

Autor: MaWin (Gast)
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U. M. schrieb:
> Es muß nicht immer PWM sein. Diese Spruch: "Du mußt PWM nhemen" ist eher
> unreflektiertes Nachplappern von Elektronik-Laien
>
> Ich würde dir empfehlen, es mit 3 LED (1W-Typen
> oder auch 3W-Typen) zu machen

Natürlich wird jeder der halbwegs was von Elektronik versteht die 9 Watt 
AUSSCHLIESSLICH per PWM dimmen und niemals linear.

Und damit wäre auch ein Anfänger gut beraten. Leider kommt von dir kein 
guter Ratschlag, sondern Unsinn.

Autor: Jedzia D. (Firma: Rast und Ruh) (jedzia)
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Tony K. schrieb:
> Kann mir jemand erklären, wie genau ich die Widerstände berechne.

Bei einer LED wollen wir darauf achten, dass wir sie mit einem 
konstanten Strom versorgen. Bewegen wir uns außerhalb der 
Spezifikationen des Herstellers üben wir thermisch(Verlustleistung) 
negativ auf die Halbleitereigenschaften ein und erzeugen Fehlstellen. 
Das führt zu vorzeitigem Altern = verminderter 
Lebensdauer/Lichtausbeute.

+ -----| R |----|>|--|>|--|>|---- -
                 1    2    3

R=U/I

Charakteristika: Über jedem PN-Übergang dieser Bauelemente fällt jeweils 
eine spezifische Spannung ab, die dem Datenblatt zu entnehmen 
ist(U_LED).

R = (U_versorgung - U_LED1 - U_LED2 - U_LED3) / I_nach_datenblatt

wobei U für Spannungen und I für den seriellen Strom steht.

Trivia: Galliumarsenid schmilzt bei 1238 °C, also eine rote 
Galliumarsenidphosphid LED ist genau da >sofort< und bestimmt kaputt:)

Edit: plus und minus

: Bearbeitet durch User
Autor: U. M. (oeletronika)
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Hallo,
> Manfred schrieb:
> Du outest Dich gerade als ein solcher Laie:
Das werden wir sehen.

>> Ich würde dir empfehlen,
>> es mit 3 LED (1W-Typen oder auch 3W-Typen) zu machen.
> Bei ein paar mA kann ich Stromspiegel / Längsregler noch akzeptieren. Im
> Bereich mehrerer Watt ist es einfach idiotisch, Wärme zu erzeugen, da
> ist selbst ein simpler Multivibrator mit einem BC_irgendwas besser zu
> beherrschen.
Nun erkläre bitte mal ganz genau, wie die PWM mit einem "BC-igendwas" 
den Wirkunggrad besser macht!

Ist ja nicht so, das du als Alternative einen Schaltregler als 
Stromquelle vorschlägst, wobei ich auch in diesem Fall leicht zeigen 
kann, das solcher Aufwand mit ca. 85%...90% Wirkunggrad auch leicht mit 
einem Längsregler erreicht werden kann, wenn man doch einfach mal ein 
vernünftiges Konzept nutzt, anstatt unreflektiert nachplappert: "Du mußt 
PWM nehmen".

Gruß Öletronika

Autor: U. M. (oeletronika)
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> MaWin schrieb:
> Natürlich wird jeder der halbwegs was von Elektronik versteht die 9 Watt
> AUSSCHLIESSLICH per PWM dimmen und niemals linear.
Begründungen bleiben natürlich aus, nicht wahr?
Du meinst Leute, die "von sich meinen" etwas von Elektronik zu 
verstehen?

> Und damit wäre auch ein Anfänger gut beraten.
Ohne Berücksichtigung der Randbedingungen ist das pauschal falsch!
Einem Anfänger biete ich Schaltungen an, die leicht nachvollziehbar sind 
und einfach aufzubauen. PWM ist da vergleichsweise aufwendig und wenn 
man keinen Oszi zur Hand hat auch nicht einfach zu kontrollieren.

>Leider kommt von dir kein guter Ratschlag, sondern Unsinn.
Begründung fehlt!

Auch du bist einer der PWM-Jünger, die nicht wissen, wann und warum PWM 
in vielen Fällen vorteilhaft ist und wann es nur sinnlosen Aufwand 
macht.
Wegen Wirkungsgrad kann es nicht sein!

Ich habe auch Lampen, die ich mit 20W und mehr linear dimme und habe 
damit bei einfacher Schaltungstechnik gar kein Problem mit der Funktion 
oder Wärme.

: Bearbeitet durch User
Autor: Toxic (Gast)
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Tony K. schrieb:
> Ich möchte eine dimmbare Nachttischlampe bauen.

Da du selbst schreibst nur wenig von Elektronik zu verstehen aber gerne 
etwas selbst basteln moechtest,waere untenstehende Bauteilekombination 
fuer weniger als 5€ ein Versuch wert.
Berechnen brauchst du da gar nichts,sondern kannst deine ganze 
Aufmerksamkeit der Mechanik widmen:

Ebay-Artikel Nr. 311399192482

Ebay-Artikel Nr. 201544464739

Autor: foobar (Gast)
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Ein Hinweis: die meisten Potis sind nicht dazu ausgelegt, einen 
nennenswerten Strom zu führen.  Sie wie du es gelegt hast, fließt der 
gesamte LED-Strom drüber ...

Autor: Jens M. (schuchkleisser)
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U. M. schrieb:
> Ich habe auch Lampen, die ich mit 20W und mehr linear dimme und habe
> damit bei einfacher Schaltungstechnik gar kein Problem mit der Funktion
> oder Wärme.

Interessehalber: bitte erklären.
Ich dachte bislang auch das sowas nicht geht.
Unter anderem, weil sich da auch die Farbe der LEDs verändert, sofern 
"weiß".
Das passiert bei PWM nicht, und soweit mir bekannt wärmt das auch 
weniger.
Oder "mogelst" du und nutzt einen Schaltregler als KSQ? Das wäre streng 
genommen ja nicht "linear"...

Autor: Jemand (Gast)
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Hallo

Ebay-Artikel Nr. 311399192482

Ebay-Artikel Nr. 201544464739

und ähnliches gibt es für 50%-100% mehr (von sage und schreibe nicht mal 
2 Euro) auch von den innerdeutschen "Chinamänneren".

Warum wird im Forum mit solcher vorlebe immer wieder auf den Versender 
direkt aus China (Asien) verwiesen, wo der Versand mindestens viele Tage 
oft aber auch mal bis 3 Monate dauert, mit etwas Pech das Zollamt 
dazwischenfunkt (auch wenn letztendlich dann kein Zoll oder Umsatzsteuer 
gezahlt werden muss, bedeutet das immer Zeit- und indirekt auch 
finanziellen Aufwand)? Und das alles um vielleicht 2Euro, und selbst 
wenn es 4 Euro wären, zu sparen?
Zumindest für mich:"Nein Danke" direkt aus China erst bei deutlich 
höheren Summen - und da ist der Zoll (Zollamt) dann immer mit dabei und 
will seine Anteil haben (Für was eigentlich ? - Die Frage ist mehr 
hinterfotzig und als Meinungsäußerung gemeint, mir ist schon klar warum 
und für wen - na ja...- Zoll bzw. Umsatzsteuern erhoben werden) und 
nervt eventuell auch  noch mit Papierkram und irgendwelchen nicht 
Vorhanden "Siegeln" oder Aufdrucken. CE "Siegel" deutschsprachige 
Bedienungsanleitung, fehlende Entsorgungshinweise und ähnlicher Hoch 
wichtiger Kram lässt grüßen..

Aber auch bei Grundlagenlinks, Erklärungen, Videos und Büchern muss es 
nicht immer die englischsprachige Variante sein - auch wenn man Englisch 
"beherrscht" (man es meint...) so sollte man sich nicht nicht neben ein 
eventuell ganz neuen Thema was oft schon Herausforderungen  und tief 
ergehendes Nachdenken erfordert sich nicht auch noch den Klotz einer 
Fremdsprache ans Bein binden.
Auch in der Muttersprache (deutsch) gibt es zu fast jeden Thema 
geeignete Links und Bücher und das gerade bei den Grundlagen.

Das ist zwar etwas off topic sollte aber gerade bei Empfehlungen und 
Hinweise für Anfänger beachtet werden...

Jemand

Autor: MaWin (Gast)
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Jens M. schrieb:
> Unter anderem, weil sich da auch die Farbe der LEDs verändert, sofern
> "weiß".

Das ist einerseits nicht so dramatisch, und zum anderen ändert sich die 
Farbe auch abhängig von der Temperatur, also auch beim PWM Dimmen.

Schlimmer ist beim linearen Dimmen die Abwärme im strombegrenzenden 
Bauteil. Zwar steigt die im Gegensatz zu ohmschen Lasten nicht auf 1/4 
der Maximalleistung, weil die Kennlinie der LEDs glücklicherweise 
exponentiell steigend ist, aber bei 9W LED wird man mit über 1W rechnen 
müssen.

Für Tony mit seinen 5 20mA LEDs und ca. 60mA bei 3V Verlust, also ca. 
0.18W noch kein Problem selbst für den SOT26 AL5802.

Bisher hat er 30Ohm, also 20mA Maximalstrom. Mit 3 Reihen parallel 
bekommt er 60mA, müsste also die 30 Ohm auf 10 Ohm verringern.

Damit sich der Strom halbwegs gleichmässig auf die 3 parallelen Stränge 
verteilt, müsste jeder Strang auch noch 10 Ohm eingebaut bekommen. Statt 
dem Widerstand eine sechste LED versteckt einzubauen, wie hier 
vorgeschlagen, ist sinnvoll.

Das Poti wird maximal von 60mA durchflossen und muss bei 500/3=150 Ohm 
dann 0.54 Watt aushalten. Bleibt er bei 500 Ohm wären es schon 1.8W. Ja, 
die Rechnung ist so einfach, maximalen Strom x Widerstand x maximalen 
Strom, der darf dann auch bei teilweiser Potistellung fliessen.

Autor: U. M. (oeletronika)
Datum:

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Hallo,
> Jens M. schrieb:
> Interessehalber: bitte erklären.
> Ich dachte bislang auch das sowas nicht geht.
obwohl es um so ein triviales Thema der LED-Dimmung geht, erkläre ich 
dir das gerne.

1. Wirkungsgrad bei PWM mit Vorwiderstand und Linearregler
Bei beiden wird etwa der gleiche Wirkunggrad erzielt!
Der Wirkungsgrad ergibt sich aus der Differenz zwischen Flußspannung der 
der LED-Reihenschaltung und der Versorgungsspannung.

Beispiel: 7 weiße HP-LED in Reihe = ca. 21V Flußspannung
Bei Versorgungsspannung mit 24V fallen ca. 3V über Vorwiderstand und 
Stellglied ab. Bei Bestromung mit angenommen 500mA hat man bei Vollast 
(Steuerung auf 100%) also ca. 10,5W....11W LED-Leistung und ca. 1,5W 
Verlustleistung. Der Wirkungsgrad ist ca. 87% (mit einem einfachen 
Schaltregler bekommt man auch nicht mehr, eher weniger).
Die Lampe hat dann bei voller Leistung ein Lichtäquivalent von 80...100W 
Glühlampe! Ist normal viel zu hell und für eine Nachtischlampe sehr 
reichlich!

Bemerkung: Schlechter sieht es natürlich aus, wenn man nur 5 LED hat.
Dann bekommt man mit ca. 15V Flußspannung und 10V Spannung über 
Vorwiderstand und Stellglied nur ca. 63% Wirkungsgrad, was aber auch 
nicht so sehr schlecht ist und einen hohen Schaltungsauswand an einer 
gedimmten Nachtischlampe kaum rechtfertigt. Die volle Leistung wird man 
selten benötigen auch eine Nachtischlampe wird nur kurze Zeit am Tag 
nutzten.
In dem Fall könnte man aber auch ein 18V NT nehmen und alles ist wieder 
optimal.

2. Leistungsverteilung
Hier hat nun  die PWM-Schaltung tatsächlich einen gewissen Vorteil, weil 
das Stellglied (Transistor oder FET) immer voll durchschaltet.
Das bedeutet dass am Stellglied nur rel. geringe Leistung entsteht, aber 
dafür am Vorwiderstand etwas mehr (genau der Rest).

-> Transistor:
U_ce ca. (0,1...0,2V)*I_led + Umschaltverluste + I_b* ca.0,6V
Die Umschaltverluste hängen von der PWM-Frequenz und der 
Umschaltgeschwindigkeit des Transistors/FET ab.
Bei moderater PWM-Frequenz sind diese meist vernachlässigbar.
Die Verluste durch den Basisstrom hängen vom Verstärkungsfaktor ab.
Transistoren mit einem recht hohen Verstärkungsfaktor können mit kleinem 
Basissstrom betrieben werden. Da aber der Transistor sehr zügig 
übersteuert werden muß (siehe Umschaltverluste), wird da doch wieder mit 
einem höheren Strom angesteuert (1/10... 1/20 des max Kollektorstromes).
Bei Trans. mit eher niedrigem Verstärkungsfaktor können die Verluste 
durch den Basisstrom aber schon relevant werden, weil die U_be ca. 0,7V 
beträgt im Gegensatz zu U_ce. Der höhere Basisstrom kann dann schon 
lästig werden, weil die Treiberschaltung auch den Strom treiben muß.

-> FET
Mit einem FET hat man da weniger zu rechnen, weil der Gatestrom statisch 
gegen  Null geht und auch bei moderater PWM-Frequenz kaum meßbar sein 
wird.
Allerdings benötigt ein FET deutlich höhere Gatespannung um sicher 
durchzuschalten. Treiberschaltungen mit 3,3V oder 5V können da schon zu 
knapp sein.

Bei einem max. Strom von 500mA wird man mit PWM am Transistor/FET also 
ca. 100mW oder weniger Verlustleistung bekommen.

Wenn man einen FET mit sehr geringen Kanalwiderstand (z.B. um 10 mOhm) 
einsetzt, kann die Verlustleitung am FET auch unter 10...20mW liegen.
Da reicht dann ein winzige Bauform, sofern der max. Schaltstrom des FET 
im zulässigen Bereich liegt.

Bei linearer Regelung verteilt sich die Verlustleistung auf 
Vorwiderstand und Stellglied. Der Fall mit der max. Verlustleistung auf 
dem Stellglied ist bei Dimmung auf 50% (sogenannte "Leistungsanpassung") 
gegeben.
https://de.wikipedia.org/wiki/Leistungsanpassung

Bei obiger Betrachtung mit max. 500mA also bei 250mA.
Mit 7 LED und 24V Versorgung verteilen sich die ca. 750mW 
Verlustleistung
in dem Fall zu 50% auf das Stellglied und den Vorwiderstand (ca. 350mW).
Bei 5 LED in Reihe an 24V und 250mA wären er dann ca.
-> 5V x 0,25A = 1,25W max. Verlustleistung auf am Stellglied.
Da muß man etwas Kühfläche für den FET vorsehen und man nimmt dafür 
nicht so kleine Bauform wie z.B. SOT23 sondern eher SOT223 oder ähnlich.
wie hier: 
http://uwiatwerweisswas.schmusekaters.net/Uwi/ELEKTRONIK/LED_LAMPEN/TASCHENLAMPE/Alu_Lampe_4.JPG

Fazit: Mit PWM kann das Stellglied in rel.kleiner Bauform einsetzen und 
benötigt keine relevante Kühlung für den Transistor/FET.
Bei der linearen Steuerung muß man sich mal kurz Gedanken über die 
Verlustleitung und Kühlung des Trans./FET Gedanken machen.

> Unter anderem, weil sich da auch die Farbe der LEDs verändert,
> sofern "weiß".
Das kommt bei minderwertigen LED durchaus vor.
Bei den empfohlenen HP-LED von Cree wirst du das nicht bemerken.

> Das passiert bei PWM nicht, und soweit mir bekannt wärmt
> das auch weniger.
Ja, das ist eine irrige Meinung vieler Leute, die das sofort reflexartig 
behaupten. Es ändert sich aber nicht die Verlustsleistung an sich 
sondern vor allem die Verteilung der Verlustleistung.

> Oder "mogelst" du und nutzt einen Schaltregler als KSQ?
> Das wäre streng genommen ja nicht "linear"...
Ist in den Schaltungen, die ich oben verlinkt habe, denn ein solcher zu 
erkennen?  Natürlich ist die SV als solche heutzutage oft ein 
Schaltregler, egal ob als Steckernetzteil für 5V , 12 oder 24V oder als 
ein Schaltnetzteil in anderer Bauform.

Noch ein paar Bemerkungen zu weiteren Unterschieden PWM/Linear
==================================================================
- PWM läßt sich natürlich mit einem uC per digitalem Port-Pin viel 
einfacher realsieren als eine analoge KSQ

- Dafür wird die analoge Dimmung nicht im geringsten Flimmern

- Die Dimmung per PWM muß zwangsweise mit rel. steilen Schaltflanken am 
Stellglied erfolgen. Die steilen Signalflanken bei rel. hohmen Strom zu 
den    LED sind aber oft Störquellen mit erheblicher Störleistung bis in 
den Frequenzbereich von 100MHz! EMV-mäßig oft eine Katastrophe!

- Die Dimmung mit einem FET (wie von mir in den Schaltungen empfohlen) 
kann mit einem Poti im Bereich von paar kOhm mit ca. 1 MOhm  erfolgen). 
Es braucht keinen zusätzlichen Schalter im LED-Stromkreis, weil bei 
Linksanschlag die LED zuverlässig aus ist und kein merklicher Laststrom 
mehr fließt. Bei PWM ist das oft gar nicht so einfach, weil viele 
PWM-Schaltungen sich nicht auf Null stellen lassen.

- Die Behauptung, dass die Dimmung mit einem linearen Poti nicht gut 
wäre, ist auch Quatsch. Aus Erfahrung kann ich sagen, dass der 
Zusammenhang zwischen Dimmkennlinie und Helligkeitsempfinden des Auges 
keine Rolle spielt. Man dreht als Benutzer einfach am Poti, bis die 
Helligkeit so ist, wie man es haben will und gut ist es. Über Kennlinien 
denkt man dabei überhaupt nicht nach und hat auch nie das Empfinden, 
dass da was nicht gut steuerbar wäre.

- Auch Behauptungen, dass die Schaltung thermisch nicht stabil wäre, 
weil sich bei Erwärmung die Flußspannung der LED ändert und auch die 
Kennlinie vom FET, ist ohne Relevanz. Als Benutzer wird man mögliche 
geringfügige Helligkeitsänderungen überhaupt nicht bemerken.
Durch den Emitterwiderstand ist die Schaltung ausreichend 
gegengekoppelt. Der Emitterwiderstand darf nur nicht zu klein werden 
(mind. ca. 1V bei max Strom).

- Konzept: Lineare Dimmung mit einem Poti ist schaltungstechnisch extrem 
einfach, zuverlässig und funktionssicher und ohne jegliche EMV-Probleme.
Man sollte aber beachten, dass die Differenz zwischen LED-Flusspannung 
und Versorgungsspannung möglichst optimal ist. Mindestens ca. 1,5...2V, 
max. ca. 20...30% der Gesamtspannung). Das kann man aber meist anpassen, 
indem man die Anzahl der LED in Reihe an die optimale Spannungquelle 
anpaßt.
Gruß Öletronika

: Bearbeitet durch User
Autor: Jens M. (schuchkleisser)
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Danke für die Erklärung. :)
Vor allem

U. M. schrieb:
> Es ändert sich aber nicht die Verlustsleistung an sich
> sondern vor allem die Verteilung der Verlustleistung.

hab ich auch wohl immer übersehen.
Allerdings ist mir beim nachrechnen deiner Beispiele noch was 
eingefallen:
Die LED-Spannung ist ja vom Strom abhängig, sinkt also mit sinkendem 
Strom.
Das heißt aber, das dein "analog" gedimmter Scheinwerfer effektiv mehr 
Leistung verbrennt, da die Spannung am Widerstand höher ist als sie für 
das Stromverhältnis theoretisch sein müsste.
Beispiel:
LED-Spannung bei 700mA = 7*3=21V, Vorwiderstand z.B. 3V entspr. 2,1W.
LED-Spannung bei 350mA = 7*2,9V, dann 3,7V am R entspr. 1,295W, also 
etwas mehr als die Hälfte.

Minimal, ja, aber vorhanden. Da man in deinem Fall aber nicht den Strom, 
sondern das Licht einstellt, wird man durch steigende Effizienz der LED 
bei "halblicht" bei unter 350mA landen, was die Verlust-Verluste wieder 
ausgleicht... ;)

Woher kommt dann "das Gerücht" das PWM besser ist? Weil's einfacher zu 
bauen geht?
Oder ist das eine Fehlübertragung von den tatsächlich besseren 
Schaltnetzteilen, man vergisst aber das da eine Spule statt eines 
Widerstands drin ist, die tatsächlich de Leistung reduziert?

U. M. schrieb:
>> Oder "mogelst" du und nutzt einen Schaltregler als KSQ?
>> Das wäre streng genommen ja nicht "linear"...
> Ist in den Schaltungen, die ich oben verlinkt habe, denn ein solcher zu
> erkennen?  Natürlich ist die SV als solche heutzutage oft ein
> Schaltregler, egal ob als Steckernetzteil für 5V , 12 oder 24V oder als
> ein Schaltnetzteil in anderer Bauform.

Ich meinte da einen der üblichen LED-Stromregler, z.B. PT4115, die ja 
als analog dimmbares Schaltnetzteil den Strom reduzieren.
Da wird effektiv die Regel-PWM beschnitten, aber dank Spule sinkt der 
Strom in der LED "analog".

Autor: U. M. (oeletronika)
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Hallo,
> Jens M. schrieb:
> Die LED-Spannung ist ja vom Strom abhängig, sinkt also mit sinkendem
> Strom.
Den Effekt habe ich der Einfachheit halber mal vernachlässigt.

> Woher kommt dann "das Gerücht" das PWM besser ist?
Das frage ich mich schon lange :-?)

Natürlich gibt es viele Anwendungsfälle, wo PWM deutliche Vorteile hat.
Ist aber eben nicht immer so und die Behauptung, dass analoge Dimmung 
schlechten Wirkungsgrad hat ist pauschal eben auch nicht wahr, vor allem 
wenn dann PWM als Alternative genannt wird.

Ich denke, die meisten Leute haben keinen guten Bezug zu analogen 
Schaltungen und selbst Leute, die es besser wiessen müßten, denken nicht 
nach und nehmen ihr "Erfahrungswissen" unreflektiert als Referenz.

Es ist ja auch wieder mal gekommen, wie vorhergesagt:
Alle blöcken bei der Frage: "Du mußt PWM nehmen".

> Weil's einfacher zu bauen geht?
Kann ja nicht sein.
Die einfachste analoge Dimmerschaltung braucht 3 Bauteile (FET, R, Poti)
-> Schaltung links oben, im einfachten Fall mit 1 LED und 5V-USB-NT.

http://uwiatwerweisswas.schmusekaters.net/Uwi/ELEKTRONIK/LED_LAMPEN/12-KSQ_3_HP-LED.pdf
Gruß Öletronika

Autor: MaWin (Gast)
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Jens M. schrieb:
> Woher kommt dann "das Gerücht" das PWM besser ist?

Weil einige Menschen nachgedacht haben nach dem sie sich am durch 2.1W 
heiss gewordenen Transistor die Finger verbrannt haben.

PWM mit Vorwiderstand verheizt zwar genau so viel, PWM mit 
stromglättender Spule (also im Endeffekt ein Buck step down Stromregler) 
erreicht aber leicht über 95%, also weniger als 5% Verlust.

Der Strommesswiderstand muss nicht 1.2V verheizen, es reicht oft 50mV, 
die Diode muss nicht 0.7V verheizen, Synchrongleichrichter sind 
erfunden, und das alles gibt es in 1 IC.

Autor: Crazy H. (crazy_h)
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> Nachhaltigkeit ist ein Handlungsprinzip zur Ressourcen-Nutzung,
> bei dem eine dauerhafte Bedürfnisbefriedigung durch die Bewahrung
> der natürlichen Regenerationsfähigkeit der beteiligten Systeme (vor
> allem von Lebewesen und Ökosystemen) gewährleistet werden soll.
Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Nachhaltigkeit

Wie dimmt man "nachhaltig"? häää?

Autor: Jens M. (schuchkleisser)
Datum:

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U. M. schrieb:
> Kann ja nicht sein.
> Die einfachste analoge Dimmerschaltung braucht 3 Bauteile (FET, R, Poti)
> -> Schaltung links oben, im einfachten Fall mit 1 LED und 5V-USB-NT.

Kann wohl.
Für eine Leselampe vielleicht nicht, aber wenn man z.B. eine LED-Matrix, 
einen Streifen WS2812 oder erweiterte Funktionalität z.B. mit einem 
Microcontroller für ne Fernsteuerung, WLAN, Zeitautomatik, Farbwechsel 
o.ä. hat, ist es für den sehr schwer, analog zu dimmen.
Ein PWM-Signal dagegen ist mit wenigen Codezeilen erzeugbar, und die 
Hardware ist simpel und digital.

MaWin schrieb:
> PWM mit
> stromglättender Spule (also im Endeffekt ein Buck step down Stromregler)

Die meisten Hobbyschaltungen mit LED-Dimmfunktion sind spulenfei, außer 
in der Spannungsversorgung: viele Elektroniker haben Angst vor Spulen.
Selbst Schalt-KSQ-Steuerungen werden oft mit PWM gemacht, also wird ein 
PWMender Stromregler per langsamerer PWM im Effektivwert reduziert.
Ansonsten hast du aber Recht, geben tut es sowas. Wird nur oft nicht 
genutzt.

Crazy H. schrieb:
> Wie dimmt man "nachhaltig"?

In dem man die Verluste minimiert.

Autor: MaWin (Gast)
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Jens M. schrieb:
> viele Elektroniker haben Angst vor Spulen.

Das dürfte der wahre Hauptgrund sein, warum hier manche ihre schlechte 
lineare Lösung so vehement verteidigen.

Autor: Jens M. (schuchkleisser)
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Nicht Äppel und Apple in einen Pott werfen.
Im Vergleich
a) PWM mit festem Widerstand
b) PWM mit Spule (Stromregler)
c) variabler Widerstand, spulenfrei
gibt es außer dem Flackern keinen relevanten Unterschied zwischen a und 
c, abgesehen der Schaltungstechnik.
Du vergleichst a und b, da gewinnt b, ohne Frage. Die meisten 
Schaltungen mit den Tags "PWM" und "LED" sind aber vom Typ a.

Autor: Crazy H. (crazy_h)
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Jens M. schrieb:
> Crazy H. schrieb:
>> Wie dimmt man "nachhaltig"?
>
> In dem man die Verluste minimiert.
Das war dann das Ende der analogen KSQ .... PWM muß her ;-)

Was spricht gegen PWM? Kann man doch alles abschirmen.

Autor: Jens M. (schuchkleisser)
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Crazy H. schrieb:
> Kann man doch alles abschirmen.

Muss man aber auch machen.

Wenn ein Funkamateur/Amateurfunker an LED-Lampen denkt, wird ihm immer 
ganz schwindelig. Und der BNetzA auch.
Und das verspulte KSQs, nichtmal FlackerPWMs.

Autor: U. M. (oeletronika)
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> MaWin schrieb:
> Weil einige Menschen nachgedacht haben nach dem sie sich am durch 2.1W
> heiss gewordenen Transistor die Finger verbrannt haben.
Sinnlose Übertreibung, nur um Recht zu haben!
Deine Behauptung oben:
> Natürlich wird jeder der halbwegs was von Elektronik versteht die 9 Watt
> AUSSCHLIESSLICH per PWM dimmen und niemals linear.
3x 3W-LED an 12V mit 1A sind 9W auf den LED und ca. 3W Verlustleistung 
bei Dimmung auf 100% -> die liegen dann aber zum größten Teil auf dem 
Vorwiderstand, weil der FET voll duchgesteuert ist!

Max. Verlust auf dem Transistor bei 0,5A. Dannn je ca. 1,5V auf 
Vorwiderstand     und Transistor. Es bleiben also ca. 750...800mW 
Leistung auf dem FET.
Das ist Faktor 3 weniger als du behauptest und unter 1W sind auch mit 
einer vernünftigen Bauform problemlos zu beherrschen. Da brauch es für 
SMD-FET ein wenig Kupferfläche als Kühlung und ein disktes Teil in z.B. 
TO220 braucht auch nicht unbedingt einen Kühlkörper.

Also höre auf mit deiner stumpfsinnigen PWM-Propaganda.
Wenn du von analoger Schaltungstechnik keine Ahnung hast, dann muß0t du 
dich auch nicht immer wieder einmischen.

> PWM mit Vorwiderstand verheizt zwar genau so viel, PWM mit
> stromglättender Spule (also im Endeffekt ein Buck step down Stromregler)
> erreicht aber leicht über 95%, also weniger als 5% Verlust.
Schon klar, ganz leicht kommt man über 95% mit vielen wenn und aber.
Das willst du einem Elektroniklaien als völlig problemlose 
Anfängerschaltung verkaufen? Das ist Angeberei und Dummschwätz!

In Praxis wird eher nur ein einfacher Step-Down-Regler mit einem 
Wirkunggrad zwischen 80% bis knapp 90% benutzt. Da aber Elektroniklaien 
oft schon Probleme haben, einen Schaltregler richtig zu entwerfen, 
bleibt es max. bei einem der billigen Chinamodule.

> Der Strommesswiderstand muss nicht 1.2V verheizen, es reicht oft 50mV,
> die Diode muss nicht 0.7V verheizen,
Ja, das geht.
Und wozu der Aufwand? Um im Jahr 50 Cent Energiekosten zu sparen?

> Synchrongleichrichter sind erfunden, und das alles gibt es in 1 IC.
Am besten noch mit Fine-Pitch oder gleich als BGA, weil das für Laien eh 
die beste Bauform ist.

Wo sind die konkreten Daten, IC-Typ und Applikationsschaltungen?
Warum kommen von dir nur destruktive Kommentare, die für den 
Fragesteller Null hilfreich sind?

: Bearbeitet durch User
Autor: U. M. (oeletronika)
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Hallo,
> Jens M. schrieb:
>> Kann ja nicht sein.
>> Die einfachste analoge Dimmerschaltung braucht 3 Bauteile (FET, R, Poti)
>> -> Schaltung links oben, im einfachten Fall mit 1 LED und 5V-USB-NT.
> Kann wohl.
> Für eine Leselampe vielleicht nicht,
Genau darum ging es und genau das habe ich ausführlich erklärt!

> aber wenn man z.B. eine LED-Matrix,
> einen Streifen WS2812 oder erweiterte Funktionalität z.B. mit einem
> Microcontroller für ne Fernsteuerung, WLAN, Zeitautomatik, Farbwechsel
> o.ä. hat, ist es für den sehr schwer, analog zu dimmen.
Habe ich etwas anderes behauptet?
Lese doch erstmal die Beiträge! Da wirst du feststellen, dass ich deine 
Einwände obsolete sind und diese aspekte von mir ausführlich bewertet 
wurden.

> Ein PWM-Signal dagegen ist mit wenigen Codezeilen erzeugbar,
Und wozu braucht man für eine Nachtischlampe einen uC mit Code?

> Hardware ist simpel und digital.
Auch nur 3 Bauteile + LED + Steckernetzteil?

Oder ganz konkret wieviel BE braucht man dafür?

> Die meisten Hobbyschaltungen mit LED-Dimmfunktion sind spulenfei, außer
> in der Spannungsversorgung: viele Elektroniker haben Angst vor Spulen.
sprich: "Elektroniklaien und Leute", die ein erstes mal was mit paar LED 
machen wollen.

"Elektroniker" sind in der Regel mit Schaltregler sehr vertraut.
Trotzdem stellt sich immer wieder die Frage nach dem Konzept und der 
Sinnhaftikeit des Einsatze von Schaltungen unter Beachtung aller 
Randbedingungen.

In vielen Fällen ist eine robuste analoge Schaltung oder der einfache 
Längsregler völlig ausreichend. Wozu dann mehr Aufwand mit höheren 
Kosten und mehr Platzbedarf?
Es kommt sogar vor, dass so radikales Stromsparen kontraproduktiv ist.
In vielen Sensorschaltungen im industiellen Umfeld wird heute so wenig 
Strom verrbaucht, dass man eine zusätzliche Heizung im Gehäuse benötigt, 
um  Kondensationseffekte zu vermeiden. Da ist es unter Umständen 
sinnlos, die SV auf max. Wirkungsgrad zu züchten.

Autor: MaWin (Gast)
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U. M. schrieb:
> die liegen dann aber zum größten Teil auf dem Vorwiderstand, weil der
> FET voll duchgesteuert ist!

Vorwiderstand bei linearer Stromregelung durch einen Transistor ? 
Hosenträger und Gürtel ?
Es ist ein Strommesswiderstand drin, das ist es dann aber auch, und an 
dem fällt eine eher geringe Spannung und damit Leistung ab.

U. M. schrieb:
> sprich: "Elektroniklaien und Leute, die ein erstes mal was mit paar LED
> machen wollen".

Dazu gehörst du offenkundig.

Autor: U. M. (oeletronika)
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> die liegen dann aber zum größten Teil auf dem Vorwiderstand, weil der
> FET voll duchgesteuert ist!
Vorwiderstand bei linearer Stromregelung durch einen Transistor ?
Hosenträger und Gürtel?

Du bist offenbar nicht in der Lage auf Details einzugehen und 
Zusammenhänge zu begreifen.
So outest du dich in jedem Posting durch Unverständnis und grobe Fehler.
Wenn du wolltest, würdest du es schon verstehen.

In der vorgeschlagenen Schaltung gibt es natürlich einen Vorwiderstand,
der den max. Strom bestimmt (wenn der FET violl durchgesteuert ist).
Nur ist das gleichzeitigh der Sourcewiderstand, der auch als 
Stromrückkopplung  dient, damit der FET stabil anzusteuern ist.

Merkwürdig, dass man dir diese Zusammenhänge alle erst erklären muß?

> Es ist ein Strommesswiderstand drin, das ist es dann aber auch,
> und an dem fällt eine eher geringe Spannung und damit Leistung ab.
Du kannst ja von irgend einer Schaltung reden.
Wer weiß schon, über was du hier lamentierst.

Mir egal! Ich beziehe mich immer konkret auf das, was ich verlinkt habe.

>> sprich: "Elektroniklaien und Leute, die ein erstes mal was mit paar LED
>> machen wollen".
> Dazu gehörst du offenkundig.
Ja sicher.

Sinnloses Overengineering, so wie du es publizierst, ist mir ein Gräul!
Deshab gehöre ich zu den Profis, die sogar wissen, wie man etwas einfach 
macht, was dann auch noch super funktioniert. Aber das kann nicht jeder 
Ing.

: Bearbeitet durch User

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