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Thema: Treiber Baustein für 20W... 50W High Power LED's

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von wkrug
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    Treiber Baustein für 20W... 50W High Power LED's

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    Hallo,

    ich Suche einen passenden Treiberbaustein für eine 20W High Power LED ( Huey Jann , Reichelt: LED H20WG NWS ).
    Wenn möglich sollten auch die 50W LED's damit ansteuerbar sein.

    Ich hab bis jetzt den MIC3232 gefunden, der zwar geeignet wäre, aber nur schwer in kleinen Stückzahlen zu kriegen ist ( DigiKey ).

    Der Chip sollte einen PWM Eingang haben und bei 14V LED Spannung wär wohl auch ein Step Up Wandler besser geeignet. - Weil ich aus der Stromversorgung ( Schaltnetzteil ) auch, mittels Spannungsregler, die Stromversorgung für den Microcontroller gewinnen möchte.

    Hättet ihr da noch passende Alternativen ?

  2. #2
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    Also, ich nehme mal an, dass das ganze Netzbetrieb ist. Ich würde dir von einem Schaltregler erstmal abraten.

    Viele High-Power-LEDs lassen sich als Konstantstromquelle linearisieren, desshalb ist eine Lineare Ansteuerung auch noch sehr effizient. (Ein Nutzer bei µC.net hat geschrieben, dass er im Worst case sowas um die 94% hatte).

    Mein Vorschlag wäre einen Power-FET zu nehmen, und mittels OPV eine Konstantstromquelle zu bauen. Dabei bitte einen gescheiten OPV verwenden, z.B. TLC272, besser TLV272 oder sowas). Wenn du einen Schaltplan brauchst, melde dich...

    Um jetzt PWM Support zu bekommen, würde ich zwischen Ausgang vom OPV und FET einen Widerstand einbauen. Mittels eines zweiten FET, z.B. BSS138, 2N7000 oder so ziehst du jetzt das Gate vom Powerfet nach GND, und deine LED verlischt...

    Leistungstechnisch dürfte das ganze keine Probleme machen, halt eventuell einen Kühlkörper mit verbauen.
    Im eingenen Interesse würde ich schauen die Gate-Kapazitäten vom Powerfet so gering wie möglich zu wählen, und das R entsprechend hoch. (Stand-by-Verbrauch) Jetzt kannst du damit Tau (R*C) ausrechnen und die Periode (würde mal sagen so mind. 30 tau, je mehr tau desto besser) für dein PWM abschätzen.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von wkrug
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    Also, ich nehme mal an, dass das ganze Netzbetrieb ist. Ich würde dir von einem Schaltregler erstmal abraten.
    Gibt es dafür triftige Gründe ?
    Ich hätte halt gerne einen Step Up Wandler gehabt, dann könnte ich ein fertiges 12V Schaltnetzteil verwenden, das dann mittels 5V Spannungsregler die Elektronik versorgt und auch die LED Konstantstromquelle speist.

    Lineare Konstantstromquelle:
    Die LED's haben ja bis zu 16V Schwellenspannung. Da müsste dann eine Eingangsspannung von 20...24V zum Einsatz kommen.
    Im schlechtesten Fall ( Eingang 24V, LED 14V Strom 1,4A ) müsste dann die lineare Konstantstromquelle 14W verheizen. Das wollte ich eigentlich vermeiden.

    Der Treiber soll für einen 220V DMX Scheinwerfer zum Einsatz kommen.
    3 Treiber sollen dabei in ein Gehäuse.
    Es wird schon schwierig genug, den Kühlkörper für die LED's unter zu kriegen, eventuell muß sogar aktiv mit Lüfter gekühlt werden.

    Um jetzt PWM Support zu bekommen, würde ich zwischen Ausgang vom OPV und FET einen Widerstand einbauen. Mittels eines zweiten FET, z.B. BSS138, 2N7000 oder so ziehst du jetzt das Gate vom Powerfet nach GND, und deine LED verlischt...
    Dem Gate des Transistors also die Ansteuerspannung klauen.
    Dann regelt allerdings der OPV voll auf. Eventuell wär es besser die Referenzspannung des OPV auf 0 abzusenken.

    Sei mir nicht böse, aber ich denke die Schaltnetzteillösung ist wegen der eingesparten Verlustleistung trotzdem besser.

    Eine LED Konstantstromquelle mit LM3404 hab ich schon im Einsatz. Allerdings reicht für die hier angestrebten LED's die Leistung nicht.

  4. #4
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    Ich hätte dir halt die Quick 'n' Dity Lösung vorgeschlagen, da diese relativ einfach ist und gemessen zum Aufwand relativ leicht und schnell aufgebaut ist.
    Ich weiß nicht wie weit du dich mit Schaltreglern auskennst, aber wenn es dir auf jedes mA ankommt, kannst du auch mittels eines MCUs einen Regler für Syncronus-Step-Down bauen. Leistungstechnisch ist das nur durch deine FETs und Spulen begrenzt. Ich würde dir allerdings davon abraten. Auch wird das genaue Strom-Sensen zu einer Herausforderung. Eventuell schauste dich bei On mal um ob die nicht schon so einen Regler haben.

    Bei PWM und LEDs ist der Treiber ja entweder auf Full-Trottle oder garnichts, d.h. du hast hier nur die Verlustleistung bei maximaler LED-Leistung, multipliziert mit dem Duty deines PWMs. Diese Lösung hat vielleicht ein paar Watt mehr Verlustleistung, dafür hundert Entwicklungsstunden weniger, als die von mir oben vorgeschlagene Lösung.

  5. #5
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    Ich habe gerade mal bei ON geschaut. DIe haben was was für dich sein könnte:
    NCP3020

    Da hast du 0.6 V Feedback, über die kannst du den Strom bestimmen. Sollte auch einger maßen machbar sein vom Designaufwand her. Verlustleistung soltle hier kaum noch vorhanden sein.

  6. #6
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    Hab mir mal das Datasheet des NCP3020 kurz angeschaut.
    Prinzipiell wär das Teil schon geeignet.
    Leider ist da kein Inhabit oder anderer Eingang, den man für eine PWM benutzen kann.

    So einen Step Up wandler mit einem LT 1070 hab ich schon mal entwickelt.
    Allerdings ist da der Überspannungsschutz ( bei offenen Ausgänge ) und der fehlende PWM Eingang das Problem.
    Den Überspannungsschutz konnte ich mit einem 2ten Regelkreis realisieren. Bei der PWM trau ich mich nicht so richtig an den VC Eingang ran.
    Zudem ist bei diesem Chip die Referenzspannung mit 1,24V für eine Stromdetektion schon ziemlich hoch.

  7. #7
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    Jein! Du kannst die Sensespannung durch einen nichtinvertierenden Verstärker mittels OPV hochverstärken.
    LT ist meiner Meinung nach überteuert. 12 Euro ist jenseits von gut und böse! Zudem ist der nicht sycronus (also mit diode). Das schmälert den Wirkungsgrad extrem.
    Überspannungsschutz kann man auch mit einer Z-Diode machen...

    Willst du jetzt einen Step-up oder down?

  8. #8
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    Das mit dem OPV ist mir schon klar, allerdings kriegt man dabei gerne Oszillationen in das System rein, die natürlich keiner will.

    Mir wär ein Step Up Wandler lieber, weil ich dann mit einer 12V Versorgungsspannung für das ganze System auskommen könnte.

    Bei einem Step Down Wandler müsste zumindest der Spannungsregler gekühlt werden.
    Ausserdem wird es bei einem 7805 bei 24V Betriebsspannung auch schön langsam knapp.

    Mir geht es nicht darum, jedes Milliwatt Verlustleistung zu vermeiden, sondern eine einigermassen universelle Schaltung zu bekommen, die man auch mal für andere High Power LED's verwenden kann und möglichst ohne aufwändige Kühlung auskommt.
    Der Bauteileaufwand sollte dabei auch noch überschaubar sein.
    Darum dürfte ein spezieller ( LED- ) Schaltregler vermutlich die beste Lösung sein.
    Ich lass mich aber gerne von was Anderem überzeugen wenn es denn klappt.
    Als Netzteil hatte ich an ein Netzteil von Reichelt gedacht, wie z.B. das SNT MW60-xx oder das SNT MW100-xx.

    Das ist letztlich günstiger und leichter als eine klassische Trafo - Brückengleichrichter Kombo.
    Mit dem SNT MW25-12M hab ich schon gute Erfahrungen gemacht.
    Mit der abgegebenen Spannung möchte ich dann die LED Treiber ( Konstantstrom ) und den Controllerteil ( 5V ) versorgen.

  9. #9
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    Warum nimmst du nicht ein NT mit einem Ausgang für die Led und einen für µC? Z.B. dieses http://www.reichelt.de/?ACTION=3;GRO...42c627a42d4234

    Du könntest auch ein NT mit einer hohen Spannung für die Led (z.B. 24V) und mit einem Step Down (Schaltregler) die Versorgung für den µC machen.

    Stromquellen habe ich nur bis 1,2A (z.B. RECOM RCD24-1,2) gefunden.
    Oder diese Platine http://www.netzgeraet.de/index.html?...ed_treiber.htm

    MfG Hannes

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von wkrug
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    @021aet04
    Das mit dem Doppelnetzteil ist eine gute Idee.
    Allerdings hat da die 5V Seite einen max Strom von 3A, die 24V Seite allerdings nur 1,8A.
    Vom Aufwand her ist ein Step Up Wandler nicht größer als ein Step Down.

    Da ich auf der 5V Seite auch einen integrierten DC/DC Wandler einsetzen könnte - Ich brauch da ja nur gut 100mA - ginge natürlich auch ein 24V Netzteil mit nachgeschaltetem Step Down Konstantstromregler für die LED's.

    Einen speziellen Treiberbaustein für die LED's, der gut erhältlich ist, haben wir aber noch nicht gefunden.
    Wenn nichts hilft, werd ich eben doch bei Digikey ordern müssen.
    So eine 20W LED hat einen Vorwärtsstrom von 1,4A und eine Schwellenspannung von typ. 14V.

    Meine bewährten LM3404 Treiber kann ich da nicht einsetzen, weil da max. nur 1A geht.

    Die fertige Konstantstromquelle, aus deinem Link ( Best.Nr. 43-700-01850 ) hat keinen Dimm Eingang für eine PWM und ist mit knapp 40,-€, ich brauch das Ding ja 3 mal, auch nicht gerade günstig.

    Anscheinend sind diese High Power LED's >10W noch nicht sehr verbreitet, sonst müsste es eigentlich schon mehr Zubehör dafür geben.

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