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Thema: PWM glätten

  1. #11
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    LiFePo4 Akku selber bauen
    Morgen flo1,

    hast du eine grobe Schaltungsskizze? Bis auf den Problemfall mit deiner PWM? Kann man sicher das passende dafür hier im Threat ermitteln. So auf den ersten Blick sieht es für mich aus als wolltest du die hfe messen.

    @Ceos
    Der Begriff Impendanzwandler (OpAmp mit Rückführung auf Minus udn Plus Signaleingang von RC) ist korrekt. Geglätteter wird es dadurch aber nicht, aber der Einbruch unter Last ist nicht mehr vorhanden.
    Reduktionsmöglichkeiten:
    - höhere PWM
    - S&H-Stufe nach RC udn vor Impendanzwandler (z.b. mit CD4066)
    - mehr RC-Zeit (größere R und C)
    - PWM deaktivieren nach erreichtem Wert und AVR am PWM auf Input schalten in Verbindung mit Impendanzwandler. Dann hält das RC-Glied noch kurze Zeit seinen Wert.

    Strobe wird aktiviert wenn
    Grüße Wolfgang

  2. #12
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Nachdem ich in einem anderen Thread zum Thema LEDs dimmen auf denEinsatz eines Tiefpassfilters hingewiesen wurde (Induktivität plus Freilaufdiode) habe ich nach dem Nutzen der Suchfunktion im Forum diesen Thread gefunden! Im anderen Thread wurde darauf hingewiesen das die Lösung mit Induktivität und Freilaufdiode weniger Leistung verbraten würde als ein Vorwiderstand. Das interessiert mich sehr.

    Ich habe in meinem Modellsegelboot 2 Anwendungen für eine Schaltung zum Dimmen von LEDs. Bei einer Anwendung werden circa 30 LEDs geringer Leistung (20-30mA pro LED=> circa 700mA), bei der anderen werden 4 LED Strahler mit je 700mA-1,2A eingesetzt. Da das Ganze mit Akkus betrieben wird spielt der Leistungsverlust über die Vorwiderstände eine größere Rolle. Meine Lösung soll eine PWM zum dimmen verwenden, trotzdem müssen die LEDS vor zuviel Strom geschützt werden. Wie muß ich bei diesen beiden Anwendungen die Tiefpässe dimensionieren (Die Vorwärtsspannung der LEDs liegt immer so zwischen 3,0 und 3,6V und mein Bordnetz stellt diese Vorwärtsspannung bereit.
    Ich hoffe ich habe meine Frage verständlich gemachtm die Hintergründe erläutert und jemand kann mir ganz konkret sagen wie ich die Schaltung und Dimensionierung zu machen habe. Danke.
    MfG

    Hellmut

  3. #13
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo!

    @ Hellmut

    Fürs Dimmen von LEDs, braucht man normaleweise keine Tiefpässe, da das Auge, bei genügend hocher PWM Frequenz, den Strom "glättet, der durch die LEDs fliesst.

    MfG

  4. #14
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Hallo PICture. In dem anderen thread hier im Forum wurde der Tiefpass als effizientere Lösung, verglichem mit dem Einsatz eines Vorwiderstandes zur Begrenzung des Stromes durch die LED empfohlen! Da dort von Induktivität und Freilaufdiode gesprochen wurde bin/war ich der Meinung da würde von einem Tiefpass gesprochen!
    MfG

    Hellmut

  5. #15
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    tiefpässe vernichten den effekt des PWM an LEDs die MÜSSEN mit direktem PWM angesteuert werden! die PWM frequenz sollte aber ausreichend hoch sein, damit man das flimmern nicht mehr sieht

  6. #16
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von Willa
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    Ein Max16820 würde für dich nicht in Frage kommen?
    Viele Grüße, William
    -> http://william.thielicke.org/

  7. #17
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    Um nochmal auf die Sache mit der Spule und der LED zu kommen:
    Wenn man statt einem Widerstand eine Spule mit einer LED in Reihe schaltet(und zusätzlich noch eine Freilaufdiode zum Schutz des PWM Generators) und eine PWM anlegt, so sollte dass doch auch klappen bei entsprechend gewählten Bauteilen.
    Strom steigt mit I=U/L * t , wenn man also immer nur kurz einschaltet sodass kein zu hoher Strom entsteht und den Strom dann wieder abklingen lässt, so hätte man doch eine relativ verlustfreie LED Schaltung, würde ich jetzt mal so behaupten.
    Grüße,
    Harri

  8. #18
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    Wenn man bei LEDs das PWM Signal mit Widerstand und Kondensator glättet, hat man auch nicht mehr Verlust als ohne den Kondensator. Das Licht der LED hängt vom mittleren Strom ab, nicht vom effictivwert. Allerdings gewinnt man auch nicht viel denn es ist nicht schwer die PWM Frequenz hoch genug zu wählen das das Auge kein Flackern sieht.

    Bei der Hochleistungs LEDs muß man aufpassen mit den Spitzenströmen, die können zum Teil nicht viel mehr Spitzenstrom ab.

    Mit Spule und Freilaufdiode wird auch dem PWM Signal so etwas wie ein Schaltwandler. Damit kann man das zuviel an Spannung nutzen und spart so tatsächlich Energie ein. Man muß aber ein bischen aufpassen der LED nicht zu viel Strom zu geben, da die Strombegrenzung nicht mehr so einfach über einen Widerstand erfolgt. Insbesondere darf das PWM Verhältnis eine gewisse Grenze nicht überschreiten, denn bei 100% Ein ist keine Strombegrenzung mehr da. Die Helligkeit wird auch nichtlinear vom PWM Verhältnis abhängen.
    Die Alternative wäre es ein Schaltregler IC zu nehmen, das den Strom regelt.

  9. #19
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    Hellmut, für die 30 einzelnen LEDs wirst du um einen Vorwiderstand für jede einzelne LED nur mit recht großem Aufwand herumkommen. Der Vorwiderstand ist ja quasi der Stromregler für die LED!
    Die zweite Möglichkeit wäre, alle LEDs in Reihe zu schalten, dann brauchst du aber eine Spannung von knapp 100 Volt mit Stromregelung auf etwa 20 mA. (Kann man mit Schaltregler erreichen. Ist aber aufwendig.)
    Die dritte Möglichkeit wäre, für jede einzelne LED einen Schaltregler aufzubauen, der den Strom regelt. Das wäre noch viel aufwendiger.

    Für die großen LEDs müsste es fertige Regler geben... Aber wie man die dimmt kann ich dir auch nicht sagen. Wahrscheinlich kommt man auch da nicht um Selbstbau eines Schaltreglers herum, was aufwendig ist. Die einfache Alternative sind halt Vorwiderstände zur Stromregelung auf 700 mA + PWM zur Dimmung.

    Du könntest mal ein paar Details bekanntgeben, z.B: die Bordnetzspannung und ob die LEDs einzeln geregelt werden können sollen. Dann könnte man konkretere Tips geben.

    harry3, ja, das geht, aber dadurch dass man den Strom immer wieder abklingen lassen muss, kann man nicht die volle Leistung erreichen. Man will ja zu keiner Zeit über den Nominalstrom der LED kommen.
    Man darf auch kein zu hohes Tastverhältnis zulassen, sonst kann der Strom nicht mehr ganz abklingen und man kann den Strom nicht mehr begrenzen.

  10. #20
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Wenn man die Spannung passend wählt, kann man mit ziehmlich kleinen Vorwiderständen auskommen und verliert dann nur etwa 0,2 bis 1 V. Auch bei einem Schaltregler verliert man für die Stromrelung etwa 50 - 300 mV am Shunt.

    Man muß auch nicht alle LEDs parallel oder in Reihe schalten. Vermutlich wäre bei den 30 LEDs eher ein Mittelweg, mit je 5-10 LEDs in Reihe sinnvoller. Das hängt natürlich auch von der geforderten Mustern ab.

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