CV-LED PWM Dimmer - 24ch REG - Schaltung (I2C) Hallo an Alle! Ich bastel schon seit Jahren diverse Projekte für mich, in den letzten Jahren vor allem KNX.. Aber bisher immer nur auf Lochraster mit unseeliger Fädelei und eher - laienhaft. Mein aktuelles Projekt soll aber "ordentlich" werden, mit einem hergestelltem PCB, und was halt sonst noch so alles dazugehört, was normal beim "schnell mal 3 fertige boards aufm Breadboard zusammenstecken" unter den Tisch fällt. Also es geht um einen Dimmer für Konstantspannungs-LED, gedimmt per PWM. Für die Hutschienenmontage in einem 9TE Gehäuse. Anschluss erfolgt mit steckbaren Leiterplattenklemmen (Combicon bzw. kompatible) Ansteuerung läuft per KNX und einem µC, was aber nicht Teil dieser Schaltung ist - das sitzt alles auf der oberen Controllerplatine, die auch galvanisch getrennt ist. Kurz gesagt: i2c Potentialtrennung, zwei i2c pwm treiber, 2 Dutenzd Logik Mosfets und etwas Hühnerfutter. direkt 2 Fragen: die 10k Pulldowns am Gate - ich hab sie mal eingezeichnet - brauche ich die? Im Datasheet vom PCA9685 sind zumindest beim Application Design keine eingezeichnet... https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/PCA9685.pdf die 100R Vorwiderstände zur Strombegrenzung. Der PCA kann 10mA Source/25mA sink (totem pole). Der IRLZ44N hat eine Total Gate Charge von 48 nC. PWM-Frequenz beträgt 500Hz. 48nC * 500Hz = 24mA Also den Strom auf 10mA begrenzen? 500R Vorwiderstand? Bitte um etwas Nachsicht. Habe ordentlich recherchiert, aber es ist meine erste Schaltung und ich bin Fachfremd ;) Aber trotzdem gerne Kritik zur Schaltung. Will ja auch was lernen.
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Hi, Soweit ich das sehe hast du 24 PWM Kanäle - nicht galvanisch getrennt. Bei den Strömen die bei 24V LEDs so fliessen, würde über die GND Strecke bedenklich viel Strom fliessen. Ich glaube das funktioniert dann nur mit richtig fetten Netzteilen (oder parallel schaltbaren NT's) und eigener Absicherung der einzelnen Kreise. Würde ich nicht so machen. Ich würde dafür sorgen, dass max. 4-8 Kanäle einen gemeinsamen GND haben. Diese 4 (oder 8er) Gruppen dann im PWM Dimmer auch komplett getrennt (mit entsprechender Isolierung) aufbauen. just my 2 cents (Häuslbauer, der seit 2 Jahren an seiner KNX und natürlich auch LED Beleuchtung werkt) vG Alram
Die 10k am Gate sind nicht zwingend notwendig schaden aber auch nicht. Sollte der Treiber beim einschalten mal floaten verhindert das ungewolltes flackern oder leuchten. Die Gate Widerstände sind sinnvoll, allerdings darfst du sie nicht zu groß wählen, da das FET dann ggf. nicht mehr richtig schaltet weil das Gate nicht schnell genug geladen wird. Noch eine generelle Sache. LEDs mit PWM zu dimmen ist zwar einfach aber nicht wirklich schön. Gerade bei niedrigen Frequenzen kann es zu störendem flimmern kommen. Stroboskopeffekt beim TV etc. Es ist besser sie mit einem Konstantstrom zu betreiben. Das lässt sich mit relativ wenig Mehraufwand (Diode + Induktivität) realisieren.
Guten Morgen und Danke für eure Antworten, Alram L. schrieb: > Soweit ich das sehe hast du 24 PWM Kanäle - nicht galvanisch getrennt. richtig, gegeneinander habe ich die Kanäle nicht galvanisch getrennt. Nur 24V gegen KNX. > Bei den Strömen die bei 24V LEDs so fliessen, würde über die GND Strecke > bedenklich viel Strom fliessen. Ich glaube das funktioniert dann nur mit > richtig fetten Netzteilen (oder parallel schaltbaren NT's) Einige der Kanäle werden nur um die 1A schalten, andere aber auch bis zu 6A. Daher auch der GND-Anschluss über 3 Klemmen. Aktuell hab ich ein 320W NT (13,5A). Mein Plan war, die 24V Netzteile immer nach Bedarf zu erweitern und auf der GND-Seite zu koppeln (NICHT 24V-seitig) Dazu brauchts es mMn keine speziellen parallel schalbaren Netzteile, die braucht man doch nur, wenn man 24V koppelt. Guest schrieb: > Die Gate Widerstände sind sinnvoll, > allerdings darfst du sie nicht zu groß wählen, da das FET dann ggf. > nicht mehr richtig schaltet weil das Gate nicht schnell genug geladen > wird. Ja, die grundsätzliche Theorie hab ich schon verstanden. Die Flanken sollen ja auch nicht zu flach werden, da bei 12bit PWM und 500Hz bei Stufe "1" ein AN Periode nur 488ns lang ist. Andererseits will man auch keine zu steilen Flanken, wegen EMV. Und dann will man ja auch den Treiber nicht überlasten. Und da jetzt einen konkreten Wert zu berechnen - da muss ich zugeben, da fehlen mir die elektrotechnsichen Kentnisse und da könnte ich etwas Hilfe gebrauchen. > Noch eine generelle Sache. LEDs mit PWM zu dimmen ist zwar einfach aber > nicht wirklich schön. Gerade bei niedrigen Frequenzen kann es zu > störendem flimmern kommen. Stroboskopeffekt beim TV etc. Es ist besser > sie mit einem Konstantstrom zu betreiben. Das lässt sich mit relativ > wenig Mehraufwand (Diode + Induktivität) realisieren. Nun, das Problem beim Dimmen über den Strom ist, dass sich die Farbe der LED ändert. Es werden vermehrt LED mit RA >95 verwendet, die dann mit Stromdimmung zu verhunzen wäre ja ein Frevel. Bei RGB und Tuneable White sowieso. Da setzt sich eigentlich PWM durch, z.B. https://www.mdt.de/LED_Controller.html oder https://www.biltongroup.com/de/produkt/BLREGKNX0024DC33020004035 Mit hinreichend hoher PWM-Frequenz gibts eigentlich kein flimmern. Bei meinem Prototyp im Produktivbetrieb mit 500Hz kann ich auf jeden Fall nichts feststellen. Achja, auch dimmbare Konstantstromtreiber wie z.B. Meanwell LDD-L machen PWM. Mit denen werde ich noch eine Variante des Dimmers aufbauen für Leuchten mit CC-LED.
Sir S. schrieb: > Der PCA kann 10mA Source/25mA sink (totem pole). > Der IRLZ44N hat eine Total Gate Charge von 48 nC. > PWM-Frequenz beträgt 500Hz. > 48nC * 500Hz = 24mA > Also den Strom auf 10mA begrenzen? 500R Vorwiderstand? AH! Verrechnet! 48nC * 500Hz sind nicht 24mA sondern 24µA. Damit ist die gemittelte Dauerlast, welche ja relevant für die thermische Belastung der IOs ist, weit weg vom Maximum. Jetzt wäre noch interessant wieviel Strom der PCA9685 kurzzeitig liefern kann, hier Beitrag "PCA9685 + Leistungs-MOSFET" war mal von 2-4x die Rede. Die 100R sollten aber nun passen. Mehr brauchts nicht.
Sir S. schrieb: > Einige der Kanäle werden nur um die 1A schalten, andere aber auch bis zu > 6A. > Daher auch der GND-Anschluss über 3 Klemmen. > Aktuell hab ich ein 320W NT (13,5A). > Mein Plan war, die 24V Netzteile immer nach Bedarf zu erweitern und auf > der GND-Seite zu koppeln (NICHT 24V-seitig) > Dazu brauchts es mMn keine speziellen parallel schalbaren Netzteile, die > braucht man doch nur, wenn man 24V koppelt. Angenommen du verkabelst deine LED's mit 1,5mm² aus dem Verteiler: dann darf keine einzelne Leitung mehr als (etwa) 13A Strom führen - sonst wäre sie überlastet. Also darf kein NT mehr als die genannten 320W haben. Oder du sicherst jeden Kreis noch mal einzeln ab. Parallel schalten über GND sollte so weit natürlich funktionieren - aber bedenke: gerade TW LEDs haben gerne gemeinsame Annode und getrennte Kathode. Das schränkt dich halt später in der Verkabelung ggf. noch ein. Deine Klemmen + PCB Layout für GND müssen natürlich in der Lage sein, den Strom aller NT zu führen. Da bist dann schnell in der 4mm² Grössenordnung. Angenommen deine GND Klemme hat ein Limit von 25A: Dann hast im Durchschnitt nur 1A je Kanal ... für vernünftige Raumbeleuchtung eindeutig zu wenig. Für viele kleine Dekolichter mag das reichen. vG Alram
Common Anode ist bei RGB, RGBW, RGBWW und auch bei WW eigentlich Standard. Passt auch zur Realität, weil man ja viel einfacher mit N-Channel FET auf der Low-Side schalten/dimmen kann. Dazu passt auch der Dimmer. Selbst wenn jeder Kanal ein eigenes GND hätte, könnte man auf der Kathodenseite gar nicht dimmen, da der Vgs max bei 16V liegt (ok, 12V lED würden gehen...) Die Klemmen können 12A: https://www.phoenixcontact.com/online/portal/de?uri=pxc-oc-itemdetail:pid=1757077&library=dede&tab=1 Auf der +24V Seite wird durch die Auswahl passender Netzteile (max ~12A, Strombegrenzung) eine Überlast ausgeschlossen. Die gemeinsame Masse kann natürlich mehr als 12A haben - aber dafür habe ich ja auch 3 Klemmen vorgesehen (J9 - 1, 2 und 3). Die jeweils mit 2,5mm², da sind 36A locker drin. Am besten wäre natürlich schon, jeden Kanal einzeln mit passender Sicherung abzusichern. Als ich den Preis für passende Reihenklemmen für KFZ Sicherung gesehen hab wurde mir anders (ST4-FSI/C).
Sir S. schrieb: > Die gemeinsame Masse kann natürlich mehr als 12A haben - aber dafür habe > ich ja auch 3 Klemmen vorgesehen (J9 - 1, 2 und 3). Die jeweils mit > 2,5mm², da sind 36A locker drin. Du gehst davon aus, dass wenn 36A parallel über 3 Klemmen (von denen eine mit 12A belastbar ist) fliessen lässt, sich der Strom genau in jeweils 1/3 pro Klemme aufteilt? Ich wär da jetzt eher skeptisch. Ich meine mal, hier im Forum gibts andere vom Fach, die das beurteilen können ob das bzw. unter welchen Umständen das machbar ist. Ich würde es jedenfalls nicht so machen. Mein Ansatz wäre da schon eher: - zwei Eingangsklemmen für 24V/GND die halt bis ca. 60A belastbar sind - an denen ein fettes 24V Netzteil anschliessen - dafür jeden Kanal direkt im Dimmer absichern oder eben 4er/8er Gruppen aufbauen, die gänzlich von einander isoliert sind (was meine persönliche Präferenz wäre). Alram
und wie würdest du die Gruppen gegeneinander isolieren? PWM über Optokoppler und extra Treiberstufe? für jede Gruppe einen eigenen PCA9685 ADUM1250? Damit treibst du den Aufwand ganz schön in die Höhe... meiner Meinung nach - unnötig.
achja, der GND Anschluss über mehrere Klemmen. Klar funktioniert das. Selbst wenn der Widerstand der unterschiedlichen Anschlüsse leicht unterschiedlich ist, und der Strom erstmal vermehrt über eine Stripe fließt, erwärmt sich diese, damit erhöht sich der Widerstand und es fließt mehr Strom über die anderen Klemmen. Bei Industriesteuerung gibts das öfters.
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