Hallo,
ich bin grade dran mir Konstantstromquellen zu bauen um ein paar Luxeons
zu befeuern.
Konstantstromquellen mit Linearreglern sind aber "plöht" :) Ok, momentan
könnte ich diese Zusatzheizung hier gut gebrauchen es ist schweinekalt
und es liegt nen haufen Schnee draußen rum...... g
Ich möchte einen Schaltregler als Konstantstromregler verwenden, dazu
hab ich aber einige Fragen:
Grundsätzlich kann jeder Schaltregler solange er über einen
Feedback-Eingang verfügt im Konstantstrommodus betrieben werden wenn man
die Feedbackspannung z.B. an der Last in der GND-Leitung über einem
passend berechneten Widerstand abgreift. Ist dies Korrekt oder hab ich
nen Denkfehler drin?
Die meisten gut erhältlichen und auch bezahlbaren Schaltregler
(Urgestein MC34063, den moderneren LM2574 oder die Teile von LT oder TI)
haben eine Feedbackspannung von 1,25 Volt. Wenn ich dafür aber nen
Widerstand berechne heizt der je nach LED-Strom ganz gut und versaut mir
den guten Wirkungsgrad des Schaltreglers je nach Strom erheblich.
Außerdem will ich ja nen Schaltregler um Energie zu sparen (mit dem
Ergebnis daß der Akku länger hält) und um die "Heizleistung" möglichst
klein zu halten (das Problem mit der Wärmeabfuhr und Kiloweise
Alukühlblech bin ich dann auch gleich los g)
Ich meine mal gelesen zu haben daß ich ja den Spannungsfall am
Widerstand kleiner dimensionieren kann, und dadurch weniger
Verlustleistung am besagten R habe. Die Spannung setze ich dann mittel
eines LM358 OPs wieder auf die benötigten 1,25V rauf.
Meine Bedenken sind jedoch folgende:
Wenn ich den Widerstand auf z.B. 0,1 Ohm verkleinere und einen passend
dimensionierten OP da hinten dran hänge der den Feedback-Pins "füttert"
wird die Schaltung nicht instabil da der OP mit einer großen Verstärkung
arbeiten muß? Kann der LM358 überhaupt eine so kleine Spannung wie sie
am Shunt-Widerstand abfällt überhaupt noch sauber erkennen? (deshalb
meine Frage ob das ganze instabil wird, ich möchte mir meine teuren
Luxeons nicht braten g) Wenn der LM358 das nicht packt werde ich wohl
eine negative Supply für diesen brauchen, macht das ganze natürlich auch
nicht grade kleiner, vom Mehraufwand ganz zu schweigen.
Hat schon mal jemand eine Konstantstromschaltung mit einem MC34063 oder
einem LM2574 o.ä. aufgebaut und die Feedbackspannung mittels des LM358
"hochgesetzt" ohne das es probleme gab? Wenn ja wären konkrete Infos zum
Verhalten der Schaltung sehr erwünscht. :D
EDIT: Laut Datasheet kommt der LM358 am Ausgang fast bis auf 0V runter
und ist nur nach VCC begrenzt. Wie das mit den Eingängen aussieht weiß
ich leider nicht, vielleicht hat jemand für mich ein paar Infos.
Problem2:
Ich möchte das ganze mal zu Versuchszwecken mit einem LM2574 (kleiner
8-Pinner im DIL-Gehäuse) probieren.
Jetzt möchte ich die Schaltung aber auch komplett abschalten können ohne
daß das Schaltregler-IC noch an meiner Versorgung rumnuckelt und mir so
heimlich die Akkus leersäuft. Soweit kein Problem, der LM hat ja nen
ON/OFF-Pin. Das Schalten klappt auch wunderbar, nur hab ich schon ne
weitere Idee, könnte ich den Eingang mittels PWM füttern und damit eine
Dimmung der LED erreichen? Oder ist die Methode die ich letztens in
einer AN (allerdings von ON betreffend den MC34063) gelesen habe mittels
PWM und Spannungsteiler auf den Feedback-Pin einzuwirken und dadurch die
Spannung "hochzuziehen" besser, bzw. überhaupt erfolgversprechend? Gibt
es konkrete Dimensionierungen dafür oder Vorschläge zur Berechnung?
Sorry für die vielen Fragen aber bevor ich Rauch und Frust produziere
frag ich halt lieber, da ich langsam in die Schaltregler-Welt einsteigen
will bin ich halt noch etwas unsicher.
MfG
Martin
Hallo,
hast du die ICs schon gekauft?
Für LED gibts einfachere Sachen wie LM3402, LM3404, ZXLD1350 und 1360
oder 1362. ON bringt gerade einen Nachfolger des MC34063 mit 200mV UFB
als NCP/NCV3065 auf den Markt, Muster gibts wohl schon.
ELV hat mal eine derartige Schaltung veröffentlicht:
http://www.elv.de/output/controller.aspx?cid=74&detail=10&detail2=13698
auf der rechten Seite findest du unter Zusatzinformationen die
Bauanleitung.
Bei allen diesen Schaltungen verlierst du den Massebezug der LED!
Arno
LM358 kann bis zum Ground am Eingang im linearen Betrieb funktionieren;
für Deine Zwecke (LED-Strom-Genauigkeit so um die +-5%) wird's sicher
gehen.
(Langsame, so um die 100Hz mit ca. 40-50 Stufen) PWM wird sicher mit
beiden Methoden gehen, wobei die zweite (Feedback-Offset) die schnellere
ist (sprich einen besseres Kontrastverhältnis erzielt)
Hallo,
die Geschichte mit OP Amp funktioniert. PWM geht auch bis ca. 150 Hz.
Ich habe den 2574 mal testweise gesteckt, daher habe ich kein
Schaltbild.
Dafür habe ich aber eines mit 2675.
Siehe anhang.
Hallo,
vielen Dank für die Zahlreichen Antworten, besonders michelw und Arno_h.
:)
Zu den Bauteilen:
von den MC34063 hab ich noch ca. 5 Stück da, habe aber letztens von
einem Kollegen 50 Stück LM2574 geschenkt bekommen die waren Übrig (Er
hat eine eigene Firma, dort bestückt er nach Auftrag Leiterplatten.).
Ich würde also gerne die LM2574 verwenden da ja nun massig da sind.
Noch eine Frage zur PWM:
Wenn ich die PWM auf den Enable-Eingang gebe wird der Regler ja nur
schnell ein und ausgeschaltet. OK, 100-150HZ sieht man nicht mehr
flimmern aber die Video oder Digicam im Videoaufnahmemodus sieht das
leider immer noch.
Deshalb meine Idee das PWM-Signal durch ein RC-Filter zu schicken und
zusätzlich zum Feedback-Strom auf den Feedback-Pin zu legen. Wenn ich
die PWM schnell laufen lasse daß ich hinter dem RC-Filter nur noch eine
sehr geringe Welligkeit habe sollte ich damit ja eine Stromreduktion
erreichen oder? Da ich ja mit "fast" Gleichspannung arbeite und mir der
Elko am Ausgang ja die Schaltfrequenz ebenbügelt sollte das gehen. Wenn
mein Gedankenkonstrukt richtig ist erreiche ich damit eine
Stromreduzierung durch die Power-LED ohne viel Aufwand und ohne
störendes Flackern.
Ist dies richtig oder hab ich irgendwo einen Denkfehler drin der mir den
Erfolg versaut oder Bauteile zerstört?
Weitere Frage: :)
Mein nächstes Projekt soll eine RGB-Leistungsdiode enthalten, ich hab
mir so nen Teil von Prolight über LED1 bestellt. Die LED hat je
Diodenchip 1W Leistung und eine gemeinsame Anode. OK, zugegeben ich
glaube ich hab mir das Ding etwas vorschnell bestellt, es soll die
RGB-Dinger ja auch als 6-Pinner geben bei der jede Farbe komplett extra
Rausgeführt wird nur hatten die diese bei LED1 nur als Emitter. Auf
Platine ist mir das ganze aber lieber. :)
Mein Gedanke war, da ich auf Widerstände verzichten will, daß ich (wegen
der gemeinsamen Anode) 3 Stück invertierende Schaltregler im
Konstantstrommodus mit dem LM Aufbaue. Die Anode der LED kommt an GND,
die jeweiligen Kathoden werden über je einen Schaltregler gesteuert. Da
diese ja im invertierenden Modus Arbeiten und ich ne "negativere"
Spannung gegen GND bekomme (für die LED ist GND ja dann "positiver" und
kommt somit an die gemeinsame Anode) sollte das gehen oder gibt das
Rauch?
MfG
Martin
Hallo michelw,
mir ist im Schaltbild aufgefallen daß der LMV321 verwendet wird, laut
dem Datenblatt von National soll der bis auf die niedrige
Versorgungsspannung die gleichen Eigenschaften haben wie der LM358 (von
dem ich auch noch massig da habe g)
Hat das einen Grund daß du den LMV-Typen verwendest oder ist das egal
und ich kann den bedenkenlos durch den LM358 ersetzen?
MfG
Martin
Hallo,
Den LMV habe ich nur genommen, weil er im SOT23-5 steckt, und wenig
Platz benötigt.
Als RGB LED kann ich Dir die P5 von Soul Semi empfehlen.
Gibt es bei versch. Distris.
@michelw,
danke damit bin ich beruhigt. :)
Die Seoul RGBs in der P5 variante sehen sehr gut aus und haben auch noch
zwei große Vorteile. (Habe grade mal die Datenblätter von Seoul und
Prolight verglichen)
Die Seoul hat alles komplett einzeln rausgeführt, somit kann ich
Schaltregler ohne große Verrenkungen verwenden. :)
Das Seoul-Teil ist bei gleichem (!) Strom um einiges Heller als die
Prolight
Und das beste: Das ding ist 5 Euro billiger bei viel besseren
Parametern... (nachgesehen bei LED-Tech.de)
Verdammt, das nächste mal lese ich mehr bevor ich bestelle. :)
Was hast du für Erfahrungen mit der P5 bzw generell mit den Seoul-LEDs
(Nur Neugierhalber)? Ich hab schon öfters gelesen daß die um einiges
Effizienter sein sollen im Sinne von mehr Lichtleistung (bei den RGB
wußte ich das bis jetzt noch nicht)
Martin
@ Martin (Gast)
>Grundsätzlich kann jeder Schaltregler solange er über einen>Feedback-Eingang verfügt im Konstantstrommodus betrieben werden wenn man>die Feedbackspannung z.B. an der Last in der GND-Leitung über einem>passend berechneten Widerstand abgreift. Ist dies Korrekt oder hab ich>nen Denkfehler drin?
Passt.
>Widerstand berechne heizt der je nach LED-Strom ganz gut und versaut mir>den guten Wirkungsgrad des Schaltreglers je nach Strom erheblich.
Ja.
>Verlustleistung am besagten R habe. Die Spannung setze ich dann mittel>eines LM358 OPs wieder auf die benötigten 1,25V rauf.
Passt.
>wird die Schaltung nicht instabil da der OP mit einer großen Verstärkung>arbeiten muß?
Nein. Der OPV arbeitet z.B. mit Verstärkung 10, alles easy. Schnelle
Verstärker werden nur bei KLEINEN Verstärkungen instabil, aber nicht bei
grossen.
> Kann der LM358 überhaupt eine so kleine Spannung wie sie>am Shunt-Widerstand abfällt überhaupt noch sauber erkennen?
Wie klein ist denn bei dir klein? Ich würde nicht unter 50mV gehen, eher
100mV. Das ist ein riesiges Signal für einen OPV.
>Luxeons nicht braten g) Wenn der LM358 das nicht packt werde ich wohl>eine negative Supply für diesen brauchen, macht das ganze natürlich auch
NEE, eben nicht! Der LM358 kann am Eingang wie Ausgang auf 0V runter.
Das ist seine Spezialität.
>Deshalb meine Idee das PWM-Signal durch ein RC-Filter zu schicken und>zusätzlich zum Feedback-Strom auf den Feedback-Pin zu legen. Wenn ich
Naja nicht ganz.
>Ist dies richtig oder hab ich irgendwo einen Denkfehler drin der mir den>Erfolg versaut oder Bauteile zerstört?
Wenn, dann soltest du eine klassische analoge Stromvorgabe machen. Also
PWM per Tiefpass filtern. Siehe PWM. Diese Gleichspannung solltest
du zum Spannungssignal der Strommessung addieren! Das bewirkt, dass der
Strom runtergeregelt wird. Also dein LM358 wird dann als Addierer
geschaltet, kein grosser Aufwand.
>der gemeinsamen Anode) 3 Stück invertierende Schaltregler im>Konstantstrommodus mit dem LM Aufbaue. Die Anode der LED kommt an GND,
Könnte aufwändig werden.
MFG
Falk
@falk,
Danke für deine Antworten, so wie man sieht bin ich also doch noch
lernfähig. :)
Das der LM358 bis auf 0 Runter kann, da war ich mir nicht so sicher,
deshalb meine Nachfrage. g
Das die Geschichte mit den drei Invertierenden Schaltregler schwierig
wird ist mir (leider) auch klar, aber ich sehe das positiv, ich lerne
was dabei. Ich will endlich von den Linearreglern weg, da diese bei den
Strömen die man durch Power-LEDs schickt so eklig kochen. :D :D
Was ich nicht so ganz verstehe ist deine Antwort bezüglich der
PWM-Einspeisung.
Ich habe mir das ganze so gedacht:
Ich erzeuge mittels OP wieder durch Abgriff an einem kleinen Shunt das
Feedbacksignal für den Schaltregler. Zu diesem Signal (ok muß ich
vielleicht mittels Widerständen entkoppeln da bin ich mir wie du sicher
merkst noch etwas unsicher) lege ich die von mir Erzeugte geglättete PWM
dazu. Der Schaltregler ist dann der Meinung daß er Zuviel Ausgangsstrom
liefert und regelt den Duty-Cycle zurück so daß weniger Strom fließt.
Ist diese Methode falsch bzw hab ich nen gravierenden Denkfehler drin?
Wie meinst du das mit dem OP-Addierer? Hättest du mir da ein Beispiel?
Ich hab mal nach OPs als Analogaddierer gegoogelt, die Schaltungen
welche ich gefunden habe brauchen alle ne negative Supply. :( Öhm nun ja
und die wollte ich mir gerne Sparen. :)
Ein Beispiel der Addierer-Schaltung wäre nett damit ich das Verstehe.
MfG
Martin :)
@ Martin (Gast)
>merkst noch etwas unsicher) lege ich die von mir Erzeugte geglättete PWM>dazu.
Was bitte ist "lege ich die von mir Erzeugte geglättete PWM dazu."???
Hühner legen Eier, aber ne Spannung dazulegen macht keiner. Du must sie
addieren.
>welche ich gefunden habe brauchen alle ne negative Supply. :( Öhm nun ja>und die wollte ich mir gerne Sparen. :)
Hmmm, dann wird das wohl so sein. Ich hab im Moment keine Schaltung ohne
negative Versorgung parat. Vielleicht geht die aktive Schaltung im
Artikel Spannungsteiler.
MFG
Falk
@Falk,
zugegeben etwas blöde formuliert von mir bitte Entschuldige.
Ich meinte daß ich nach dem OP noch einen Widerstand schalte. Nach
diesem Widerstand speise ich über einen weiteren Widerstand mein
geglättetes PWM Signal ein. Mir sind jetzt nur zwei bedenken dazu in den
Sinn gekommen.
Der OP hat ja eine Push-Pull-Ausgangsstufe, d.h. daß dieser mir meine
eingespeiste Spannung auch runterziehen kann, das sollte der Widerstand
vermeiden. Wird die PWM Ausgeschaltet (ich gehe davon aus daß die PWM
von einem AVR z.B. der ATmega Serie erzeugt wird) so wird der
betreffende Pin wenn er noch als Ausgang geschaltet ist versuchen die
nun Anstehende Spannung gegen GND abzuleiten. Das muß ich verhindern da
der Schaltregler ansonsten durch die kleinere Feedbackspannung probieren
wird das durch erhöhen des Duty-Cycle auszugleichen. Es kann sein daß
die LED dann zu viel Strom erhält und zerstört wird, je nach
Dimensionierung der Rs. Ich würde einfach eine Diode nach den PWM-Pin
Schalten, so daß dieser nur Spannung ausgeben kann aber keine Aufnehmen.
Die von dir vorgeschlagene Schaltung (Aktiver Spannungsteiler) sieht
interessant aus, das ganze werde ich mir mal genauer ansehen und auch
mal probieren zu berechnen. Die Schaltung die mir anfänglich vorschwebte
war eine der passiven Spannungsteilerschaltungen, genauer die die nur
aus 3 Widerständen besteht nur daß ich statt konstanter VCC mein
geglättetes PWM-Signal einspeise.
Was mir grade noch in den Sinn kommt: Ich kann den Schaltregler ja wenn
mir die Spannung am Eingang nicht reicht auch als Step-Up verwenden, die
Feedback-Beschaltung bleibt ja meines Wissens gleich. Falls der
LED-Kreis eine Unterbrechung hat Steigt die Ausgangsspannung aber so
hoch an daß der Reglerchip zerstört wird. Kann ich das Verhindern in dem
ich eine Z-Diode vom Positiven Ausgang des Reglers (also dort wo die LED
mit der Anode dranhängt) auf den Feedback-Pin schalte? Wenn ich eine
Z-Diode mit 36V nehme sollte die bei der Spannung ja leitend werden und
den Regler "bremsen". :)
Danke schon mal für die Antworten. :)
Martin
@ Martin (Gast)
>mal probieren zu berechnen. Die Schaltung die mir anfänglich vorschwebte>war eine der passiven Spannungsteilerschaltungen, genauer die die nur>aus 3 Widerständen besteht nur daß ich statt konstanter VCC mein>geglättetes PWM-Signal einspeise.
Genau so würde ich es auch machen, dann brauchst du auch keine negative
Versorgungsspannung und auch keine Diode. Die Formeln sind im Artikel.
>ich eine Z-Diode vom Positiven Ausgang des Reglers (also dort wo die LED>mit der Anode dranhängt) auf den Feedback-Pin schalte? Wenn ich eine
Sicher, ist doch aiuch so im Artikel Konstantstromquelle
vorgeschlagen.
>Z-Diode mit 36V nehme sollte die bei der Spannung ja leitend werden und>den Regler "bremsen". :)
Bremsen nicht, aber die Ausgangsspannung steigt nicht unermesslich. Aber
denk dran, dass die Z-Diode dann die volle LEistung abkriegt.
MFG
Falk
Hallo Falk,
danke für die Infos, ich werde jetzt mal langsam beginnen nach der
Korrektur des Schaltplanes zum Layouten überzugehen.
Ich verstehe aber deine Antwort bezüglich der Z-Diode nicht.
Wenn ich die Kathode der Z-Diode an den positiven Ausgang, also zur
Anode der Power-LED lege und die Z-Dioden Anode über einen kleinen
Widerstand direkt an den Feedback-Pin des Schaltreglers muß diese ja
nicht große Ströme verkraften oder? Der Feedback-Pin ist ja trotz den
Spannungsteilers den ich mit der Addirerschaltung dranhängen will recht
hochohmig. Würde ich die Z-Diode paralell zur Power-LED schalten dann
würde diese die ganze Verlustleistung verkraften müssen da bin ich mir
sicher. :) Oder habe ich was übersehen?
Steigt die Spannung am Ausgang stark an, z.B. durch eine Unterbrechung
des Lastkreises so wird ab der Z-Spannung der Diode diese Leitend und
der Feedback-Pin wird schnell hochgezogen. Sind die 1,25V erreicht
verringert der Schaltregler den Duty-Cycle und die Spannung am Ausgang
steigt nicht weiter. Der Power-Luxeon kann das ja egal sein, wenn diese
bei 36V trotzdem noch konnektiert ist ist die sicher kurz seeeeehr hell
aber halt nicht lang. :)
Falls ich was verdreht oder vergessen haben sollte korrigiere mich
bitte.
Martin
@ Martin (Gast)
>des Lastkreises so wird ab der Z-Spannung der Diode diese Leitend und>der Feedback-Pin wird schnell hochgezogen. Sind die 1,25V erreicht>verringert der Schaltregler den Duty-Cycle und die Spannung am Ausgang>steigt nicht weiter. Der Power-Luxeon kann das ja egal sein, wenn diese
Ja aber am Feedback-Pin hängt ja auch der Strommesswiderstand. Ach so,
du meinst mit OPV dazwischen. Dann könnte es funktionieren. Probiers
aus.
MFg
Falk
Hallo,
habe grade die Testschaltung auf dem Steckbrett in Betrieb genommen und
was soll ich sagen: Es funktioniert alles, inklusive der PWM-Dimmung
usw.
Vielen Dank an alle die mir mit Tips und Vorschlägen geholfen haben.
@Falk,
Das mit der Z-Diode habe ich auch getestet allerdings mit dem
Hintergedanken daß es wenns nicht geht knallt und im dümmsten Fall alle
Bauteile (bis auf die Widerstände :D) zerstört werden. Aber für den
Lernprozess müssen ja manchmal Opfer gebracht werden... :) Ich hab
sicherheitshalber zum Testen nen MC34063 genommen der ist nicht so teuer
und es sind ja noch 5 Stück da die nicht anderweitig verplant sind. :)
Aber es geht einwandfrei, ich hab allerdings aus Sicherheitsgründen
keine Luxeon zum Testen genommen sondern eine Dummy-Luxeon (Viele 1N4007
hintereinander). Sobald ich die Pseudo-Luxeon vom Laufenden Schaltregler
entferne steigt die Spannung sofort auf ca. 33V an und bleibt dort.
(Schaltregler als Step-Up, beim Step-Down geht das ja nicht) Ich hab mir
mal die Kennlinie der Z-Diode im Datasheet angesehen anscheinend ist es
normal daß der Zenereffekt bei kleinem Strom etwas früher einsetzt. Ist
aber in meinem Fall egal da diese Diode ja nur zu Schutzzwecken
verwendet wird, genauigkeit ist da nicht so wichtig.
So nun gehts ans Layouten, einer meiner Kollegen (ist glaube ich hier
auch auf dem Board registriert) macht mir sicher die Platinen da ich
selbst keine Ätzanlage besitze. :))
Danke an alle
Martin