Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltplankontrolle EVG-Dimmer -PWM, OpAmp und Ladungspumpe


von Daniel B. (daniel_3d)


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Hallo Allerseits,

ich möchte Elektronische Vorschaltgeräte (EVG) für LED-Leuchten mittels 
PWM vom ATmega oder STM32 dimmen.

Dazu habe ich mir den angehängten Schaltplan erstellt. Ich habe jedoch 
noch nie etwas mit OpAmps oder Ladungspumpen gemacht, deswegen schaut da 
bitte genau hin.

Im Schaltplan stehen noch weitere Informationen  Anmerkungen  Gedanken 
von mir, die allerdings gerne von Euch korrigiert werden dürfen.

Ich habe in meinen Möglichkeiten ein bisschen mit LTSpice herumgespielt 
- ich hänge es an.

Versorgt wird das Ganze voraussichtlich über ein 15V Schaltnetzteil.
Die Steuerleitungen zu den EVGs werden nicht länger als 0,5m.

Die Datenblätter zum Optokoppler PC817 und OpAmp LM358 sind im Forum 
hinterlegt. Das Datenblatt zur Ladungspumpe LTC660 hänge ich an, wobei 
das Teil wohl dem MAX660 entspricht.


Fragen im Detail:

Funktioniert das Grundkonzept?

Ich habe an der Ladungspumpe zwei parallele Elkos.
Ist das gut - schlecht - egal?

Benötigen die OpAmps noch irgendeine Beschaltung um z.B. Schwingen zu 
verhindern?

Sonstige Anmerkungen?



Ich bin nicht vom Fach, also krankt es evtl. noch an ganz anderen 
Stellen. Bin für jeden Tipp dankbar.


Danke im Voraus,

Daniel

von Jedzia D. (Firma: Rast und Ruh) (jedzia)


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Du kannst viele Dateien hier anfuegen. Da brauchst du keine Angst haben. 
Den Schaltplan kannst du auch extra als PNG anfuehren. Da koennen alle 
sofort drauf klicken und es sehen. Deine Muehe ist natuerlich nicht 
umsonnst. Ich schau es mir an. Morgen:)

von Jedzia D. (Firma: Rast und Ruh) (jedzia)


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Mein letzter Beitrag war wegen dem fehlenden Schaltplan und den Zip 
FIles....

PWM ... ist boese bei LEDs ... hab ich heute/gestern in diesem analogen 
forum gelesen.

Ist das beste was du tun kannst. An/AUS /AN /AUS .... usw. die wenig 
moeglichste Verlustleistung um das menschliche Auge zu betruegen.

Ich bin jetzt grade in der Zeile wo du PC817 schreibst. Coooooooool, Du 
bist der erste Mensch in meinem leben, der das wirklich benutzen will. 
Ich glaub ich hab das Ding ........ vor 25 Jahren von Conrad gekauft?
Ich wollte das damals fuer MIDI benutzen. Also brauchst du nicht, solch 
Angst vor Gegenkopplung:)

LM358 ist ein boeser., poeser. und ein komparator. den brauchst du 
bestimmt nicht.

Um mal was konstruktives nachts um vier fuer dich, daniel zu schreiben: 
NE555

das ist PWM fuer die richtigen hardcore LED Weiber;)

von Daniel B. (daniel_3d)


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Besser bekomme ich es als PNG nicht hin.
Vielleicht hilft es aber jemand als KiCad-Datei.

Vielen Dank schon mal.

von foobar (Gast)


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Wozu die +/- 5V?

von Daniel B. (daniel_3d)


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foobar schrieb:
> Wozu die +/- 5V?

Weil ich auch EVGs mit einer 0V...10V - Schnittstelle dimmen will und 
deswegen auch eine Ausgangsspannung von 0V brauche?
Ich habe Angst, dass durch den GND-Offset des OpAmps das EVG nicht 
komplett abschaltet.
Ich weiß es aber nicht. Vielleicht schalten die EVGs auch schon bei 0,2V 
ab. Dann könnte ich mir die negative Spannung sparen.

Gruß Daniel

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Das sollte schon klappen. Das ein PC817 für MIDI nicht geeignet ist, 
sollte jeder wissen, aber für dich spielt das keine Rolle, wenn die PWM 
Frequenz nicht so hoch ist.
Die negative Spannung sollte hier nicht sonderlich belastet werden, 
insofern ist eine fette Siebung vermutlich nicht so nötig und du kannst 
sicher ein paar der Elkos einsparen.
Beachte aber, das du mit den Gain Reglern auf GND die Verstärkung der 
OpAmps auf unendlich stellst. Wenn das nichts ist, woran der Benutzer 
rumdreht, ist es egal, sonst sollte da noch ein Widerstand in die GND 
Leitung.
Um den Bereich richtig einzustellen, fehlt noch ein Offset Steller.
Mit +/- 5V kann man natürlich keine +10V am Ausgang erreichen, aber das 
weisst du sicher. Die Opamps sollten also mit mindestens +12V gespeist 
werden, denn ein LM258 oder 358 kann sonst die +10V nicht am Ausgang 
liefern.

Jedzia D. schrieb:
> jedzia

Ich weiss nicht, was der Typ zu sich genommen hat, er schreibt aber nur 
völligen Unsinn. Muss man nicht verstehen.

: Bearbeitet durch User
von Daniel B. (daniel_3d)


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Matthias S. schrieb:
> Die negative Spannung sollte hier nicht sonderlich belastet werden,
> insofern ist eine fette Siebung vermutlich nicht so nötig und du kannst
> sicher ein paar der Elkos einsparen.

Ok, ich lasse mal Platz für die Elkos. Wenn unnötig, muss ich sie ja 
nicht bestücken.




Matthias S. schrieb:
> Beachte aber, das du mit den Gain Reglern auf GND die Verstärkung der
> OpAmps auf unendlich stellst. Wenn das nichts ist, woran der Benutzer
> rumdreht, ist es egal, sonst sollte da noch ein Widerstand in die GND
> Leitung.

Bitte korrigiere mich, aber das Schlimmste das passieren kann, ist doch 
das der OpAmp 12V (- Offset) ausgibt. Das wäre in diesem Fall doch egal, 
oder?
Aber du hast recht, ich werde noch Widerstände nach GND hinzufügen.




Matthias S. schrieb:
> Mit +/- 5V kann man natürlich keine +10V am Ausgang erreichen, aber das
> weisst du sicher. Die Opamps sollten also mit mindestens +12V gespeist

So wie die OpAmps jetzt verbaut sind bekommen sie doch +12V -5V. Oder 
habe ich da einen Denkfehler?

Vielen Dank schon mal.




Sieht sonst niemand ein Problem mit den "langen" Kabeln zu den EVGs?

Oft sehe ich noch Kondensatoren und Widerstände vom OpAmp-Ausgang zum 
(nicht)invertierendenen Eingang mit der Begründung ein Schwingen 
(besonders bei kapazitiver Last) zu verhindern.
Brauche ich sowas nicht?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Daniel B. schrieb:
> So wie die OpAmps jetzt verbaut sind bekommen sie doch +12V -5V. Oder
> habe ich da einen Denkfehler?

Nö, das sollte schon klappen. Es gab nur oben etwas Verwirrung mit

Daniel B. schrieb:
> foobar schrieb:
>> Wozu die +/- 5V?
>
> Weil ich auch EVGs mit einer 0V...10V - Schnittstelle dimmen will und
> deswegen auch eine Ausgangsspannung von 0V brauche?

Daniel B. schrieb:
> Sieht sonst niemand ein Problem mit den "langen" Kabeln zu den EVGs?

Ungeschützte Ausgänge von OpAmps an langen Kabeln können ein Problem 
sein. Aber da wir nicht wissen, wieviel Strom der Steuereingang der EVG 
benötigt, ist es im Moment schwer zu sagen, wie hoch ein 
Serienwiderstand in der Leitung zum EVG sein darf, ohne den Bereich 
einzuschränken.
Es ist aber evtl. sinnvoll, z.B. einen 47-100 Ohm Widerstand in den 
Ausgang zum EVG einzufügen, mögl. auch in Verbindung mit einem kleineren 
C als RC Tiefpass. Kondensator direkt am OpAmp Ausgang bringt meist 
Unglück, weil kapazitive Last.
Ob du den ganzen OpAmp zum Integrator/Tiefpass umarbeitest, bleibt dir 
überlassen, das würde den Tiefpass am Eingang deutlich vereinfachen.

: Bearbeitet durch User
von Klaus B. (butzo)


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Daniel B. schrieb:
> Hallo Allerseits,
>
> ich möchte Elektronische Vorschaltgeräte (EVG) für LED-Leuchten mittels
> PWM vom ATmega oder STM32 dimmen.
Geht deutlich einfacher:

Parallel zu den 1-10V EVG-Klemmen Elko mit 10..47µF schalten und diesen 
über  100 R Serienwiderstand durch den Transistor der Optokopplers 
"kurzschließen".

Funktioniert seit Jahren einwandfrei.


Butzo

von Daniel B. (daniel_3d)


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Matthias S. schrieb:
> Aber da wir nicht wissen, wieviel Strom der Steuereingang der EVG
> benötigt, ist es im Moment schwer zu sagen, wie hoch ein
> Serienwiderstand in der Leitung zum EVG sein darf, ohne den Bereich
> einzuschränken.

Der Strom wird wohl durch den externen PullDown-Widerstand bestimmt.
Bei den EVGs die ich hier habe reicht ein 1k Widerstand. Somit fließen 
10mA. Ich würde aber gerne ein bisschen Reserve lassen.

Wieviel Strom kann ein LM358 liefern? Ich werde aus dem Datenblatt nicht 
schlau.




Matthias S. schrieb:
> Ob du den ganzen OpAmp zum Integrator/Tiefpass umarbeitest, bleibt dir
> überlassen, das würde den Tiefpass am Eingang deutlich vereinfach

Keine Ahnung wovon du redest:-)
Da muss ich mich erstmal einlesen.


Die anderen Vorschläge muss ich erstmal im Schaltplan umsetzen.


Danke,

Daniel

von Daniel B. (daniel_3d)


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Klaus B. schrieb:
> Geht deutlich einfacher:
>
> Parallel zu den 1-10V EVG-Klemmen Elko mit 10..47µF schalten und diesen
> über  100 R Serienwiderstand durch den Transistor der Optokopplers
> "kurzschließen".

Klingt simpel.

Leider sehe ich zwei Nachteile:
1. Funktioniert das nur mit aktiven EVGs die selbst eine Steuerspannung 
ausgeben. Mit passiven EVGs funktionert das wohl nicht so ohne Weiteres.

2. Wenn mehrere EVGs gleichermaßen gedimmt werden sollen könnten 
Bauteiltoleranzen problematisch sein. Dann müsste in Software (sofern 
die PWM von einem uC kommt) abgeglichen werden.


Aber trotzdem oft mehr als ausreichend. Danke für den Tip, das probiere 
ich auch mal aus.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Daniel B. schrieb:
> Wieviel Strom kann ein LM358 liefern? Ich werde aus dem Datenblatt nicht
> schlau.

Bei 'FullRange' sinds etwa 5mA.

von Daniel B. (daniel_3d)


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Matthias S. schrieb:
> Bei 'FullRange' sinds etwa 5mA.

Jetzt, wo ich weiß nach was ich im Datenblatt suchen muss, finde ich es 
auch, Danke.
Leider ist das viel zu wenig:-(
Ich ging davon aus, dass 20mA kein Problem wären.


Irgendwelche Tipps für einen gutmütigen OpAmp der 20mA liefern kann?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Daniel B. schrieb:
> Irgendwelche Tipps für einen gutmütigen OpAmp der 20mA liefern kann?

Es gibt Hochstrom Opamps wie z.B. den LMH6672, aber wenn du einen 
Offsetsteller addierst, kannst du mit einem einfachen Emitterfolger den 
Ausgangsstrom erhöhen. Am Emitterfolger fällt die BE Spannung ab, so das 
der Opamp etwa 0,7V mehr am Ausgang liefern muss. Dafür sorgt dann der 
Offsetregler.

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