Hallo, ich möchte ein Blitzlicht mit etwa 12 LEDs aufbauen. Jede LED zieht 1A, max 1,5A. Der Impuls ist so, dass sie 1575ms aus sind und dann für 75ms an. Angesteuert werden sollen sie von einem IRLML5203. Der kann, wenn ich es richtig verstehe, kurzweilig 24A, dauerhaft 3A schalten. Ich bin nicht ganz sicher, ob ich meine 12 LEDs damit problemlos ansteuern kann. Gruß Gerd
Fig 11 im Datenblatt zeigt, dass 75ms schon so lang ist, dass der Chip nur den 3-fachen Strom aushält, also 9A. Zu wenig für deine 12-18.
Gerd T. schrieb: > Danke! > Dann gehen aber 9 LEDs pro Transistor. Du willst mit einem Transistor 9 parallel geschaltete LEDs treiben? Das ist wahrscheinlich immmer noch viel zu viel. Für deine Rechnung hast du implizit angesetzt: - dass pro LED nur 1A fließt (wieso war dann im Eröffnungspost von bis zu 1,5A die Rede?) - dass der FET optimal angesteuert wird (betreibst du ihn wirklich mit -10V Gate Source Spannung oder mit weniger? Nutzt du einen schnellen Gatetreiber oder kommen signifikante Umschaltverluste dazu?) - dass das Gehäuse des FET auf 25°C festgehalten wird (betreibst du dem FET im temperierten Ölbad oder werden sich seine Lötanschlüsse aufheizen?) Schau dir auch Fig. 8 im Datenblatt an: 9A darfst du mit optimaler Ansteuerung gerade mal für einen 10ms Puls fließen lassen - bei längerer Pulsdauer oder bei nicht optimaler Ansteuerung überhitzt der FET schon im ersten Puls. Wenn du versuchst, die Schaltung ans theoretische Limit des FETs zu designen, wird sie in der Praxis früher oder später den Geist aufgeben (eher früher). Lass etwas Reserve, nimm ggf. einen kräftigeren FET oder eine andere Schaltung. Falls dir höhere Spannungen zu Verfügung stehen (die du ohnehin fürs volle Aufsteuern dieses FETs bräuchtest): kommt denn keine Serienschaltung deiner LEDs in Frage?
Warum willst du einen p-Kanal FET nehmen? N-Kanal FETs haben meist die geringeren Kanalwiderstände und höheren möglichen Maximalströme. Vielleicht bekommst du das mit einem n-Kanal Typ hin. Ansonsten was im SO8 Gehäuse könnte deinen gewünschten Strom sicherlich ebenfalls treiben und ist nur unwesentlich größer.
Blitz mit 3000lm 75ms wäre heftig, wenn Personen direkt aus dem Nahbereich angestrahlt werden.
Gerd T. schrieb: > Ich bin nicht ganz sicher, ob ich meine 12 LEDs damit problemlos > ansteuern kann. Das kommt drauf an, ob du bereit bist, sie in Serie zu schalten.
Sorry, ich hatte in den letzten Tagen viel zu tun und kam nicht dazu. Ich habe zu dem Projekt eine Schaltung von einem Freund bekommen, die ich auf meine Bedürfnisse aber etwas anpassen muss. Leider hat sich herausgestellt, dass mein Freund für die Erstellung der Schaltung in Eagle Bauteile verwendet hat, die die gleiche Gehäuseform haben, aber andere Bezeichnungen. Das heißt die Bauteile stimmen nicht. Ich muss nun die korrekten Bauteile ermitteln, und erst dann macht es Sinn eure Punkte umzusetzen bzw. eure Fragen zu beantworten.
Gerd T. schrieb: > Dann gehen aber 9 LEDs pro Transistor. Möchtest Du handeln? Es gibt doch wohl genug Mosfets die deutlich mehr vertragen wie der den du verwenden möchtest. Und weshalb parallel? Welche Uf haben die Leds bei 1A? Gerd T. schrieb: > Ich habe zu dem Projekt eine Schaltung... Zeig mal.
:
Bearbeitet durch User
Ich hatte mich bzgl. der 9 LEDs vertippt. Ich meinte natürlich 6 Stück. Hier mal die Eagle-files, aber bitte beachten, die Bauteilbezeichnungen sind nicht korrekt! Auch die Widerstandswerte sind evtl. Blödsinn. Das muss ich nun erst mal alles neu herausfinden. Außerdem hab ich mal ein PDF einer Probeschaltung angehängt. die darin enthaltenen Bauteile sollten stimmen.
:
Bearbeitet durch User
Dieter schrieb: > Blitz mit 3000lm 75ms wäre heftig, wenn Personen direkt aus dem > Nahbereich angestrahlt werden. 3000lm reicht gerade mal für ne durchschnittliche Wohnzimmerbeleuchtung. Gerd T. schrieb: > Außerdem hab ich mal ein PDF einer Probeschaltung angehängt. die darin > enthaltenen Bauteile sollten stimmen. Wieso ist da jetzt ein IRLZ34N? Das ist ja ein völlig anderer Transistor? Der packt das zwar, hätte dann aber gerne einen Kühlkörper. DaBla sagt, dass der Rth bei 75ms in etwa dem statischen Rth entspricht. Deshalb ein Kühlkörper, auch wenn nur 230mW durchschnittlich anfallen. Also ein kleiner "Aluklotz" wird reichen, Wärmewiderstand ist mehr oder weniger egal, dafür reicht selbst Junction-Ambient vom TO-220. Die Leiterbahnen werden dir bei 12A allerdings verdampfen.
qwertzuiopü+ schrieb: > Wieso ist da jetzt ein IRLZ34N? Das ist ja ein völlig anderer > Transistor? wenigstens ist es jetzt ein nFET - der bis vor kurzem betrachtete pFET wäre nicht nur von der Leistung her sondern auch von der Funktion an der Stelle Unsinn gewesen. qwertzuiopü+ schrieb: > Der packt das zwar, hätte dann aber gerne einen Kühlkörper. Den wird er nicht benötigen. Denn die LEDs haben laut Schaltplan einen Vorwiderstand von 2 Ohm (5 mal 10 Ohm parallel). An den 12V werden ganz sicher keine 12A fließen können.
Achim S. schrieb: > qwertzuiopü+ schrieb: >> Wieso ist da jetzt ein IRLZ34N? Das ist ja ein völlig anderer >> Transistor? > > wenigstens ist es jetzt ein nFET - der bis vor kurzem betrachtete pFET > wäre nicht nur von der Leistung her sondern auch von der Funktion an der > Stelle Unsinn gewesen. Und die 3A sind für Vgs -10V spezifiziert, würde also auch nicht passen. Gerd T. schrieb: > Hier mal die Eagle-files, Nutzen mir leider nichts, einigen anderen wohl auch nicht.
Gerd T. schrieb: > die Bauteilbezeichnungen sind nicht korrekt Das würde ich auch sagen. Wozu ein low drop Regler, wenn aus 12V 5V werden sollen. Warum die Kondensatoren eines 7805 beim 2940, keinen Bock in dessen Datenblatt zu gucken ? Warum überhaupt ein 1A Regler wenn die Schaltung gerade mal 30mA schlucken wird. Warum kein (100k) pull down am MOSFET obwohl der an einem Pin hängt der nach RESET erst mal ein Eingang ist. Warum ist die längste Leitung, ein mal im Kreis um die Platine, die wichtigste, nämlich GND. Und ja, 12V / 2 Ohm sind gerade mal 6 A, die Leiterbahnen eher 1A.
qwertzuiopü+ schrieb: > Dieter schrieb: >> Blitz mit 3000lm 75ms wäre heftig, wenn Personen direkt aus dem >> Nahbereich angestrahlt werden. Und in den Blitz schauen. Fehlte hier. > 3000lm reicht gerade mal für ne durchschnittliche Wohnzimmerbeleuchtung. Fuer Raumbilder ohne Personen volle Zustimmung. Fuer angestrahlte Personen, bitte in gute Ergonomiegrundlagen schauen. Anstiegszeit und Zeitdauer bei max. Lichtleistung.
MaWin schrieb: > Und ja, 12V / 2 Ohm sind gerade mal 6 A, die Leiterbahnen eher 1A. Gehn wir mal davon aus, dass von den 12V auch noch ein signifikanter Anteil an den LEDs hängen bleibt und nicht alles am 2 Ohm Vorwiderstand verbraten wird, dann wird der tatsächliche Strom gleich nochmal entspannter.
MaWin schrieb: > Warum überhaupt ein 1A Regler wenn die Schaltung gerade mal > 30mA schlucken wird. Einem TO-92 wirst die gut 200mW P_tot doch nicht unbedingt aufdrücken wollen ;-)
Nach derzeitigem Stand kann ich sagen, dass die in dem PDF genannten Bauteile stimmen. Dies war ein Probeaufbau, der nicht mit SMD-Bauteilen umgesetzt wurde. Hier waren 3 LED's in Reihe angeschlossen. Ich möchte dies nun mit SMD Bauteilen umsetzen, und letztlich 12 LED's anschließen. Diese LED soll verwendet werden: https://www.leds.de/cree-xp-g2-s2-smd-led-mit-10x10mm-platine-338lm-6200k-cri-70-68470.html Ich habe von dem Schaltplan aus Eagle mal noch ein PDF angehängt. Das hat aber noch die falschen Bauteile, so wie es aussieht.
:
Bearbeitet durch User
Die SMD Bauteile sollten die folgenden sein:
IC3: ATTINY 2313 SO: Reichelt
ATTINY 2313A-SU: Reichelt
IC2: LM2940: LM 2940 IMP5.0: Reichelt
Q1: IRLZ34N:
https://www.jsumo.com/irlz34-logic-level-smd-mosfet-transistor-n-ch-55v-30a
Worin besteht der Unterschied zwischen ATTINY 2313 SO und ATTINY
2313A-SU?
Ich möchte nun erst mal den fehlerhaften Plan korrigieren, und erst im
zweiten Schritt den Plan so modifizieren, dass 12 LED's angeschlossen
werden können. Der Grund liegt darin, dass wir je nach Anwendungsfall
die eine oder die andere Variante brauchen.
:
Bearbeitet durch User
Gerd T. schrieb: > Worin besteht der Unterschied zwischen ATTINY 2313 SO und ATTINY > 2313A-SU? http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel-2543-AVR-ATtiny2313_Summary.pdf http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/8246S.pdf Auf die Schnelle nicht viel. Was ich gefunden habe: Seite 11: ATTINY 2313 SO (ATtiny2313-20SU): bis 20MHz, Vcc=2.7-5.5V, Packge: SOIC-20 Seite 12: Attiny2313A-SU: bis 20MHz, Vcc=1.8-5.5V, Package: Package SOIC-20 Wahrscheinlich unterscheiden sie sich noch in ein paar anderen Dingen, aber dafür musst du dann die Datenblätter vergleichen... Gruß, Christoph
:
Bearbeitet durch User
Der 100-Ohm Gatevorwiderstand schaut für mich recht kontraproduktiv aus. Was hast du dir bei dem gedacht, oder ist der einfach Copy-Paste aus irgendeiner anderen Schaltung da reingewandert? Der AVR schaltet das Mosfet-Gate auch ohne Vorwiderstand ohne Probleme.
Vielen Dank für eure Tips und Hilfe. Ich habe, soweit ich das einschätzen kann, keinen wesentlichen Unterschied entdecken können. Es hat mich gewundert, denn warum gibt es bei Reichert dann beide? Der 100Ohm Widerstand ist von einer Schaltung so übernommen worden. Den Sinn kann ich daher nicht erläutern
Wenn ich das richtig sehe, schaltet der IRLZ34N 30A bzw. 21A bei 100°C problemlos. Wenn ich nun 3 LEDs in Reihe schalte, dann würden mit 12 LEDs nur 6A anfallen und somit wäre alles im Grünen Bereich. Das heißt, die Schaltung wäre so ohne Probleme auf 12 LEDs erweiterbar. Sehe ich das richtig? Noch eine Frage zu den 12V Versorgungsspannung. Die Schaltung wird mit einem 12V Bleigel-Akku betrieben. Da sind ja durchaus Spannungen zw. rund 13 und 11V möglich. Die Leuchtkraft der LEDs ist stark von der Stromstärke abhängig, und die wird im Datenblatt anhängig von der Versorgungsspannung angegeben. Hier ein paar Werte zum Verdeutlichen: - 350mA, 2,8V, 148 lM - 700mA, 2,9V, 271 lm - 1000mA, 3V, 360 lm - 1500mA, 3,1V, 488 lm Wenn ich die LEDs mit 3,1V betreiben will, müssen am Vorwiderstand 2,7V abfallen. Somit müsste ich doch gewährleisten, dass eine extrem stabile 12V Versorgung vorhanden ist, sonst habe ich massive Einbußen in der Leuchtkraft. Wenn die Spannung stabil einstellbar wäre, könnte man den Vorwiderstand für die LEDs auch ganz weglassen. Ich denke hier sollte die Schaltung um einen passenden Baustein erweitert werden.
:
Bearbeitet durch User
Gerd T. schrieb: > Wenn die Spannung stabil einstellbar wäre, könnte man den > Vorwiderstand für die LEDs auch ganz weglassen Nein. LEDs werden mit einem fixem Strom betrieben, und suchen sich dann ihre Spannung selber aus. Wenn du das mit Konstant-Spannung statt Konstant-Strom versuchst, hast du den Effekt, dass die LEDs bei Zimmertemperatur gerade richtig laufen, aber dann im Sommer plötzlich durchbrennen oder im Winter nur noch halb so hell sind. die Vf-Angabe ist immer nur ein Richtwert, anhand dem man z.B. einen Vorwiderstand bestimmen kann. z.B. Steht bei deiner LED im Datenblatt: Bei 350mA liegt die Vf typischerweise bei 2,8V, kann aber (max) auch bei 3.15V liegen. Min-Wert ist nicht angegeben, liegt aber vmtl. nochmal einige 100mV unter den 2,8V. Diese Schwankungsbreite kannst du dann Pi-mal-Daumen auf die höheren Ströme umrechnen... --> Leg deine Schaltung auf deinen Wunsch-Strom durch die LEDs hin aus, Schaltungs-Ideen findest du bei den Konstantstromquellen Aber für deinen Blitz würde ich das über einen Kondensator machen, der auf eine fixe Spannung geladen wird, unabhängig vom Batterie-Ladezustand. Dann den Vorwiderstand anhand des max. Puls-Stroms der LED bemessen. Gerd T. schrieb: > Der 100Ohm Widerstand ist von einer Schaltung so übernommen worden. Den > Sinn kann ich daher nicht erläutern Dann hat er auch keinen Sinn.
Aber da müsste dann doch bei den 12 LEDs ein echt fetter Kondensator rein, oder? 6A*12V*0,075s= 5,4F Wäre es nicht sinnvoll stattdessen das hier vorzuschalten: https://www.ebay.de/itm/250W-10A-Step-Up-Spannungsregler-Konstantstromquelle-Boost-Konverter-8-5V-48V/183528614062?hash=item2abb2868ae:g:YccAAOSwmLZb5tRz
:
Bearbeitet durch User
MaWin schrieb: > Fig 11 im Datenblatt zeigt, dass 75ms schon so lang ist, dass der > Chip nur den 3-fachen Strom aushält, also 9A. Zu wenig für deine 12-18. Ich frag mich gerade wie man da mit dieser Grafik auf 9A kommt
165MΩ bei 5V Vgs, multipliziert mit 24A ergibt bei mir 3,7V Verlustspannung. Diese mit 24A multipliziert ergibt 89 Watt Verlustwärme. Das ist vielleicht eventuell ganz knapp über den 200mW, die ich Bauteilen in diesem Gehäuse normalerweise zumuten würde. Aber nur gaaanz knapp :-) Aber so viel wird es nicht sein, denn bei 3,7 Verlustspannung leuchten die LEDs ja gar nicht mehr. Nehmen wir mal an, die LEDs haben 3,5V Betriebsspannung, dann bleiben für den Transistor 1,5V übrig. 1,5V / 165MΩ = 9,6A 1,5V * 9,6A = 14,4 Watt Ist immer noch ganz knapp mehr als 200mW. Da sagt mir der gesunde Menschenverstand schon, dass das nicht gut gehen kann. Aber egal, stellen wir mal doof und rechnen uns das weiter schön. Es sind ja nur kurze Impulse: 14,4 Watt * 75ms / 1575ms = 0,67 Watt Das ist immer noch viel zu viel. Selbst unter Missachtung sämtlicher anderer Beschränkungen des Datenblattes und Chinesichem Optimismus geht die Rechnung bei weitem nicht auf. > Ich bin nicht ganz sicher, ob ich meine 12 LEDs > damit problemlos ansteuern kann. Jetzt bist du aber sicher, oder? Und du weißt, wie du demnächst nachrechnest. Die Verlustwärme ist bei den allermeisten Halbleitern der erste Knackpunkt, der Dir einen Strich durch die idealisierten Zahlen macht. Auf Platz 2 sehe ich dann das SOA Diagramm, aber so weit kommen wir hier schon nicht.
Wie ich ja geschrieben hatte, waren die Bauteile und die Werte zu Beginn meiner Frage hier ja vollkommen falsch, weil der Plan, den ich bekommen hatte, fehlerhafte Bauteile enthielt. Inzwischen sind wir bei anderen Bauteilen: >IC3: ATTINY 2313 SO: Reichelt > ATTINY 2313A-SU: Reichelt > >IC2: LM2940: LM 2940 IMP5.0: Reichelt >Q1: IRLZ34N: >https://www.jsumo.com/irlz34-logic-level-smd-mosfet-transistor-n-ch-55v-30a Außerdem weiß ich inzwischen, dass jeweils drei LEDs in Reihe geschaltet werden. Somit reduziert sich der max. Strom auf 6A. Die Leiterbahnen, die die vollen 6A leiten sollen, habe ich mit 4mm breite großzügig ausgelegt. Die Bahnen, die nur die 1,5A leiten sind 0,6mm breit. Das müsste auch passen.
:
Bearbeitet durch User
Basierend auf der angeführten Rechnung hab ich das mal für den IRLZ34N durchgerechnet. 0,046Ohm*6A=0,276V 0,276V*6A=1,656W Laute Datenblatt müsste das aber doch vertretbar sein.
Dieter schrieb: > Nochmal, bitte: > 0,046Ohm*(6A)^2=.... Und du meinst, da kommt ein schöneres Ergebnis bei heraus?
@ Stefanus F.: Ja heißt ja, das geht, oder ja, das Datenblatt gibt das her, es funktioniert aber nicht, weil ich es immer noch nicht geschnallt hab? ;-(
Gerd T. schrieb: > Laute Datenblatt müsste das aber doch vertretbar sein. Wenn man ignoriert, dass die angegebene thermische Impedanz da ganz klar sagt, dass der Transistor deutlich zu warm wird. Im Mittel nicht, aber die 75ms sind zu lang, damit das Gehäuse das puffert.
Gerd T. schrieb: > @ Stefanus F.: Ja heißt ja, das geht, oder ja, das Datenblatt gibt > das > her, es funktioniert aber nicht, weil ich es immer noch nicht geschnallt > hab? ;-( Es geht, denke ich. Sowohl nach Datenblatt als auch praktisch.
qwertzuiopü+ schrieb: > Wenn man ignoriert, dass die angegebene thermische Impedanz da ganz klar > sagt, dass der Transistor deutlich zu warm wird. Im Mittel nicht, aber > die 75ms sind zu lang, damit das Gehäuse das puffert. Kannst du bitte anhand des Datenblattes erklären, worn du das erkannt hast?
Danke, dann werde ich mal einen Testaufbau in Angriff nehmen. Bzgl. der Konstantstromquelle: Ernst B. schrieb: >Aber für deinen Blitz würde ich das über einen Kondensator machen, der >auf eine fixe Spannung geladen wird, unabhängig vom >Batterie-Ladezustand. >Dann den Vorwiderstand anhand des max. Puls-Stroms der LED bemessen. Da wäre aber ein fetter Kondensator notwendig. Ich habe hier eine Konstantstromquelle gefunden, die geeignet wäre. Sie nimmt zwar etwas Platz in Anspruch, aber mit Kondensator scheint mir das bei den Strömen nicht gut umsetzbar. https://www.ebay.de/itm/250W-10A-Step-Up-Spannungsregler-Konstantstromquelle-Boost-Konverter-8-5V-48V/183528614062?hash=item2abb2868ae:g:YccAAOSwmLZb5tRz
Stefanus F. schrieb: > Kannst du bitte anhand des Datenblattes erklären, worn du das erkannt > hast? Normalerweise Fig. 11, aber den Plot gibt es leider nicht für Zth,JA (Also Junction-Ambient). Deswegen muss man ein bisschen abschätzen: Nehmen wir von der Kurve mit Duty-Cycle 0.05 mal den linearen Abschnitt (Mit dem statischen Rth,JA wären die 1,6W ja sowieso zu viel). Aus 0.7K/W bei 1ms ergibt sich eine Wärmekapazität von 1e-3s/0,7K/W=7e-4J/K Mit 75ms*1,66W=0,12J folgt daraus deltaT=0,12J/7e-4J/K=171K Das liegt über der statischen Erwärmung mit 62K/W, also ist deltaT "nur" 103K. Daraus folgt, dass das Gehäuse die 75ms nicht thermisch puffern kann. Und 103K sind bei Raumtemperatur überaus knapp dimensioniert. (Leichter, aber weniger exakt: Fig. 11 zeigt für 75ms schon klar eine Sättigung in Richtung statischer thermischer Widerstand, das kann man vereinfacht auch für Zth,JA annehmen)
qwertzuiopü+ schrieb: > 1e-3s/0,7K/W=7e-4J/K Das ist natürlich Unfug, 0,0014 wäre richtig und damit ist deltaT=84K. Schön ist das aber immer noch nicht für den MOSFET.
Da kommt doch noch ein Kühlkörper dran, zumindest dachte ich das.
Stefanus F. schrieb: > Da kommt doch noch ein Kühlkörper dran, zumindest dachte ich das. Klar, dann ist das kein Problem mehr.
OK, Kühlkörper wäre kein Thema. Oder besser den Transistor zwei mal verbauen, und jeweils nur die Hälfte der LEDs damit laufen lassen? Betreibe ich z.B. nur 9 LEDs damit, komme ich auf 4,5A, und damit auf ein deltaT von 49K. Damit wäre meine Schaltung mit zwei Transistoren auf max. 18 LEDs erweiterbar.
:
Bearbeitet durch User
Gerd T. schrieb: > Oder besser den Transistor zwei mal verbauen, und jeweils nur die Hälfte > der LEDs damit laufen lassen? Besser sich einfach von diesen Uralt-MOSFETs verabschieden und was modernes, wie den IRLR8726PBF nehmen (Gibts bei Reichelt). Max. 8mOhm bei VGS=4,5V, damit hat man bei 9A 650mW. Das D-PAK hat mit kleiner Kühlfläche auf der Platine (1 Quadratzoll, also 2,5x2,5cm) einen Rth von 50K/W. Macht 33K deltaT im Worst Case. Und kostet nur 60% des IRLZ34N.
qwertzuiopü+ schrieb: > Besser sich einfach von diesen Uralt-MOSFETs verabschieden Wenn der IRLZ34N uralt ist, dann bin ich Methusalem.
Stefanus F. schrieb: > Wenn der IRLZ34N uralt ist, dann bin ich Methusalem. Wenn du >=22 Jahre (Habe auf die Schnelle nur ein Datenblatt von '97 gefunden) bei einem Halbleiter nicht alt nennst, dann stimmt das wohl.
Mit 22 oder vor 22 Jahren (ist bei mir fast das Selbe) war ich noch schön.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.