Hallo Zusammen, Bei High-Power (RGB) LEDs lese ich immer wieder, dass man eine Konstantstromquelle verwenden soll. Dies ergibt auch Sinn, wenn man beispielsweise von 12V auf 3V kommen möchte. Ich habe nun allerdings vor, mehrere RGB(W) High Power LEDs über PWM zu steuern, dabei soll jeder Kanal jeder LED separat geregelt werden. Bei 4 RGBW LEDs würde ich dann aber 16 Konstantstromquellen benötigen. Es wäre um einiges einfacher, einen Konstantspannungsregler z.B. auf Basis des XL4015 wie folgt zu verwenden: Beispiel: - RGBW LED, 4*350mA, 2,6 - 3.6V - Regler auf 3,8V einstellen - Zur Sicherheit LED nur mit 300 mA betreiben - Vorwiderstand für Rot: 1,2 / 0,3 = 4 Ohm -> 0,5 W Metallschicht Widerstand - Vorwiderstand für Blau: 0,2 / 0,3 ca. 0,7 Ohm Dadurch, dass die Spannung nicht viel zu hoch ist, hält sich die Verlustleistung an den Widerständen in Grenzen. Dann noch auf jeden Kanal ein FET und Verbindung zum MC für PWM und gut ist. Ich habe bisher noch keinen Artikel gefunden, der diesen Ansatz verfolgt. Gibt es einen mir nicht erkennbaren Grund, der dagegen spricht? Freue mich schon auf Eure Antworten. Gruß Niklas
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Niklas T. schrieb: > Bei 4 RGBW LEDs würde ich dann aber 16 Konstantstromquellen benötigen. Das kommt drauf an, ob jede LED einzeln verdrahtet werden kann oder ab sie Anschlüsse gemeinsam genutzen. 0.2V Oberspannung ist recht knapp, es sei denn, die LEDs sind thermisch vernünftig gekoppelt und halbwegs gut selektiert.
Hallo Wolfgang, danke für die schnelle Antwort. Wolfgang schrieb: > Das kommt drauf an, ob jede LED einzeln verdrahtet werden kann oder ab > sie Anschlüsse gemeinsam genutzen. Ja, ich hab vor, jeden Kanal separat anzusteuern. > 0.2V Oberspannung ist recht knapp Was wäre denn angebracht? 0,5V? 1V? Was kann schlimmstenfalls passieren, wenn die Oberspannung zu gering ist, außer dass die LED zu dunkel wird / falsche Farbe hat?
Niklas T. schrieb: > Ja, ich hab vor, jeden Kanal separat anzusteuern. Das war schon klar. Die Frage ist, wieviel Anschlüsse die LEDs haben, 5 oder 8? > Was kann schlimmstenfalls passieren, wenn die Oberspannung zu gering > ist, außer dass die LED zu dunkel wird / falsche Farbe hat? Das Problem hat die LED, die mehr Strom bekommt. 17% siehst du in der Helligkeit kaum, aber der Strom ist dann schon an der Grenze. Und der als Grenze angegebene Wert gilt nur bei bestimmten Bedingungen, die im Datenblatt angegeben sind. > Was wäre denn angebracht? 0,5V? 1V? Kommt drauf an, wie ähnlich sich die LEDs sind, wie gut sie thermisch gekoppelt sind und wie die Kennlinie aussieht.
Wolfgang schrieb: > Die Frage ist, wieviel Anschlüsse die LEDs haben, 5 oder 8? Alle bisher angeschauten LEDs haben 8 Anschlüsse, wobei ich mich noch nicht auf eine spezielle festgelegt habe. Ich habe mich wahrscheinlich nicht präzise genug ausgedrückt: Jede LED und jede Farbe soll extra angesteuert werden können. Jeder Licht-Emitter hat also seinen eigenen Vorwiderstand und FET zum PWM Generator / MC. Wenn ich es richtig sehe, spielen dann die Anzahl der Anschlüsse keine Rolle, da die LEDs nicht in Reihe betrieben werden. Auch die thermischen Unterschiede der LEDs sollten dann wohl keine Rolle spielen (?).
Ein korrekt ausgelegter Vorwiderstand ist völlig in Ordnung, solange man nicht den Maximalstrom ausnutzen will. Aber das sollte man in der Regel sowieso nicht tun, eher 2/3. Korrekt ausgelegt heißt natürlich, dass die Erwärmung mit einbezogen wird. Man kann da so vorgehen, dass die LED auf den geplanten Kühler geklebt/geschraubt wird und dann wir der gewünschte Strom per Netzteil eingestellt und gewartet bis die Leuchte Betriebstemperatur erreicht hat. Diese Flußspannung wird dann zum Berechnen des Widerstandes genutzt.
Hallo J.S. Dein Vorgehen hört sich sinnvoll an, werde ich wohl so machen.
Niklas T. schrieb: > Was kann schlimmstenfalls passieren, wenn die Oberspannung zu gering > ist, außer dass die LED zu dunkel wird / falsche Farbe hat? Hi Niklas, das mit der Farbe war gar nicht so daneben. Ich hatte einmal LED der Farbe "amber"=gelb. Mit Kältespray drauf gesprüht war das Licht der LED grüngelb, bei normaler Temperatur war die LED dottergelb, im heißen Zustand war die LED orange. Zu wenig "Oberspannung" kann zu einem Weglaufen der Temperatur nach oben und damit tatsächlich zu einer Farbändrrung führen. Die erhöhte Temperatur altert die LED rapide und damit wird die LED tatsächlich dunkler oder fällt ganz aus. Wenn dir das egal ist, weil die LEDs ohnehin nicht lange leuchten und irgendwann durch die nächste, noch bessere LED-Generation ersetzt wird, ist es wurst. Ich habe früher bei meinen Modellflugzeugen immer auf ein therisch gesundes Umfeld gesorgt, aber was hilft es wenn die LED 50.000 Betriebsstunden hält, der Flieger aber nach 200..500 Flugstunden im Flueger-Himmel ist?
Kennst Du die PT4115? Der ist vom Bauteile-Aufwand her sehr minimalistisch und unkritisch im Design. Konkrete Vorschläge für die Bauteile: Spule Reichelt L-242418FPS 68µ, Diode SS16, Strommesswiderstand 3x 1Ohm parallel, Bauform 0603..1206 Wenn man parallel zur LED noch einen kleinen MLCC spendiert (muss nicht sein) wird Strom glatt wie Kinderpopo. Fertiger PWM-Eingang für den Microcontroller. Einziger Warnhinweis: Der PWM-Eingang ist relativ ungeschützt und kann durch ESD leicht beschädigt werden, ist aber im Allgemeinen kein großes Problem.
Hallo Niklas, ich nutze auch Vorwiderstände, weil ich mit getakteten Konstantstromquellen eher schlechte Erfahrungen gemacht habe. Bei irgendeiner Helligkeit haben sie ein unruhiges Licht erzeugt. Durch Kondensatoren wurde die Schaltung für meine Anwendung zu träge. Vielleich kannst Du für jede Farbe einen Konstantspannungsregler und gleiche Vorwiderstände nehmen. Gruß Carsten
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Hier Leistung einsparen ist löblich, führt aber bei dem Ansatz zu geringerer Stabilität. Da sind noch Leiterbahnen, ggf. Stecker und Drähte. Schaltungsvorschlag für ausreichend brauchbaren Konstantstrom linear mit PWM im Bild ( + Simu LTSpice). Da ist noch 0,5V Reserve für Verbindungen und Temperaturgang blauer + weißer LED. Der auszuwählende npn muß eine ausreichende Verstärkung haben bei den gewünschten 300mA (hier ist jetzt nur irgendeiner drin).
Niklas T. schrieb: > Dadurch, dass die Spannung nicht viel zu hoch ist, hält sich die > Verlustleistung an den Widerständen in Grenzen Wie kommst du darauf, dass an den weissen und blauen LEDs 3.6V bei Nennstrom abfallen ? Im Datenblatt steht sicher ein Bereich, z.B. 3.0 bis 3.6 oder 3.2 min 3.6 typ 4.0 max. Und nun rechne deinen Strom am Vorwiderstand noch mal. Nun sind das mit 0.7 Ohm an 3.8V irgendwas zwischen 850mA und 0A, also klar unbrauchbar. Damit der Strom durch eine LED halbwegs definiert begrenzt werden kann braucht es eine deutlich höhere Spannung, z.B. 5V und 5.1 Ohm mit 0.63W, was dann zwischen 352mA und 196mA bewirkt, weniger als 1:2 und damit akzeptabel
Carsten-Peter C. schrieb: > Bei > irgendeiner Helligkeit haben sie ein unruhiges Licht erzeugt. Ich finde deinen Erfahrungsbericht ja legitim, aber was ich denn unruhiges Licht? Schwingender Regler? > Durch > Kondensatoren wurde die Schaltung für meine Anwendung zu träge. Ein MLCC von ca. 1..5uF sollte keine Trägheit verursachen, die man mit dem Auge wahrnehmen könnte. Für die Glättung des Stroms hingegen macht diese Größenordnung an Kondensator schon einen Unterschied.
Die Cree XM-L RGBW verträgt bis zu 1A pro Chip. Baue damit auch gerade eine Leuchte. Die Vorgänger-LED, genauer gesagt Cree MC-E RGBW hatte ich 10 Jahre lang in einer Leuchte, wo ich per PWM alle vier Farben einstellen konnte. Was ich an dieser Stelle noch empfehlen kann, ist in Reihe zur 625nm LED eine 660nm LED zu schalten, wenn es der Platz und die Flussspannung erlauben. Dadurch wird der rote Teil erstens heller, und vor allem aber auch satter in der Farbe. 625nm ist nämlich schon ein ziemlich helles Rot.
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Helge schrieb: > Schaltungsvorschlag für ausreichend brauchbaren Konstantstrom > linear mit PWM im Bild ( + Simu LTSpice) Da ist nix mit Konstantstrom. Die Schaltung erzeugt harten, PWM-modulierten Strom mit voller Amplitude auf der Lampenleitung. Bei einem Step-Down könnte man den LED Strom regeln, statt ihn hart zu schalten und hätte nicht den Dreck auf der Leitung.
Wolfgang schrieb: > Da ist nix mit Konstantstrom. Die Schaltung erzeugt harten, > PWM-modulierten Strom mit voller Amplitude auf der Lampenleitung. Konstantstrom, PWM-moduliert. Das ist die einfachste Methode. Richtig linear mit 16x DAC ist mehr Aufwand.
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H. schrieb: > aber was ich denn > unruhiges Licht? Schwingender Regler? Da ist ein mehr oder weniger, je nach Helligkeit leichtes Flackern zu sehen. Die PWM-Frequenz beträgt 100Hz Netzsync. H. schrieb: > Ein MLCC von ca. 1..5uF sollte keine Trägheit verursachen, die man mit > dem Auge wahrnehmen könnte. Entweder ändert sich die "Flackerfrequenz", oder der Dimmer wird zu träge. Also, wenn ich den Dimmtaster loslasse, dimmt er für eine kurze Zeit weiter bzw. fängt zeitversetzt an zu dimmen. Vielleicht hilft meine Schaltung weiter. Die Transistoren habe ich gewählt, weil ich sie noch hatte und nicht kaufen musste. Gruß Carsten
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Helge schrieb: > Schaltungsvorschlag für ausreichend brauchbaren Konstantstrom Grundsätzlich hat du ja Recht, aber die Schaltung mit der Leuchtdiode als Referenz passt nicht gut für höhere Leistungen. Der Grundgedanke dabei war, den Teperaturkoeffzienten des Transistors (BE 2mV/°C) mit dem einer grünen LED zu kompensieren. Das wiederum erfordert eine enge thermische Kopplung und auch passende LED. Das wird mit dem TL431V (Uref=1.24V) wesentlich stabiler, ändert aber nichts daran, dass diese Variante fast das 1,5-fache der LED-Leistung verbrät. Auch muß man wegen der PWM sehr darauf achten, dass der Stromregler nicht zu schwingen beginnt. Da hat der oben genannte PT4115 (4-5€/10Stk.) schon seine Vorteile. @Niklas Dass mit den (niedrigen) Widerständen würde ich lassen. Auch ein höherer Widerstand von 2,3 Ohm (für Il=300mA@25°C) führt zumindest in der Simulation schon zu 350mA bei 60°C. Und das berücksichtigt noch nicht die Exemplarstreuungen (Uf 3.1-3.7 V). Ein Abgleich, wie von J. S. beschrieben, mag eventuell funktionieren, führet aber zu temperaturabhängigen Farbveränderungen.
Danke für Eure Antworten. Nun verstehe ich die Nachteile, die ein einfacher Widerstand bei High-Power LEDs mit sich bringt. Wahrscheinlich wird es dann wirklich auf den PT4115 hinauslaufen.
xlser schrieb: > Da hat der oben genannte PT4115 (4-5€/10Stk.) schon seine Vorteile. Hab erst welche bekommen: 6-7€/100 Stück. Hab die viel im Einsatz und kann nur Gutes darüber berichten. z.B. https://www.ebay.de/itm/100PCS-PT4115-SOT89-IC-LED-drive-power-NEW-GOOD-QUALITY/221892037374 oder https://www.ebay.de/itm/100PCS-PT4115B89E-PT4115-4115-IC-LED-drive-power-SOT-89/293687785220
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xlser schrieb: > diese Variante fast das 1,5-fache der LED-Leistung verbrät. Da hatte ich wohl versehentlich die Leistung von Q1 anstatt D3 von der Gesamtleistung abgezogen. Sieht mit knapp 700mW also nicht ganz so schlimm aus.
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