PWM mit min 20kHz und Konststromquelle 1600mA

[Besserwessi]

Die meisten LEDs kann man nicht einfach so parallelschalten. Die Stromverteilung ist ungleichmäßig und thermisch instabil. Das heißt die wärmeste LED kriegt den meisten Strom und sich noch weiter erwärmt, oft bis zum Ausfall. Bei einigen baluen und weißen LEDs kann das gehen, das sind dann aber eher die schlechteren LEDs mit viel innenwiederstand.

Wenn die Spannung gut zu den LEDs paßt spart der Schaltwandler auch nicht mehr viel.

[miki.kunze]

Hi, habe mir mittlerweilen ein paar Teile besorgt und eine Konstantstromquelle aufgebaut (siehe Anhang - Schaltplan).
Habe die KSQ wie von Besserwessi vorgeschlagen mit einem Schaltregler (LM2576) gebaut und das dimmen über den Strom zusätzlich mit einem Poti gelöst.

Das funktioniert soweit schon mal, verstehe aber nicht wie ich die Stromstärke errechnen kann.
Habe folgende Messungen gemacht:

Messung 1:
R1 = 100Ohm und R2 = 166Ohm
U = 3,27V und I = 80mA

Messung 2:
R1 = 1kOhm und R2 = 2kOhm
U = 3,66V und I = 149mA

Messung 3:
R1 = 10kOhm und R2 = 18kOhm
U = 3,4V und I = 300mA

Wie man U berechnet steht im Datenblatt (U = 1,23 x (1+ R2 / R1), dementsprechend habe ich auch die Widerstände gewählt. Aber ich verstehe nicht, wie man die Stromstärke errechnet?!? Das einzige was ich aus den Messungen herauslesen kann, ist dass umso größer die Widerstände sind umso höher ist dann auch die Stromstärke.

Die meisten LEDs kann man nicht einfach so parallelschalten. Die Stromverteilung ist ungleichmäßig und thermisch instabil.

Kann man nicht vor jede LED einen kleinen Widerstand (1Ohm) einbauen, der dann die Ungleichmäßigkeiten ausbügelt?

Ich wollte die LEDs an z.B. 4 normalen AA NiMH-Akkus (2300 mAh / 1,2 V ) betreiben. Somit habe ich genug Strom, aber nicht genug Spannung um die LEDs in Reihe zu schalten. Denn für 6 LEDs bräuchte ich dann doch 350mA und ca. 20V Spannung, oder sehe ich das falsch?

Oder müsste ich das in diesem Fall über einen Step-Up-Wandler machen?

[Besserwessi]

Eine Reihenschaltung ist wahrscheinlich einfacher und man bräuchte keine Widerstände um den Strom gleichmäßig zu verteilen. Andererseits sind Step up Wandler von 4,8 V auf 20 V in der Regel weniger Effektiv und aufwendiger als Step-down von 4,8 auf 3,8 V. Es wird vermutlich nicht viel Unterschied machen. Im Idealfall sollte man aber nicht die Spannung, sondern direkt den Strom regeln. Mit dem LM257x geht das allerdings nicht so gut wegen der relativ hohen Ref. Spannung. R2 würde dazu durch die LED ersetzt und R1 mußte wesentlich kleiner werden.
Um mit dem LM257x als Stromregler noch einen guten Wirkungsgrad zu erhalten müßte man da wohl die Spannung an R1 etwa 10 fach verstärken.

Bei dem Spannungsregler kommt es mehr auf das Verhältnis R1/R2 an, weniger auf den Absolutwert. Mit 100 / 200 Ohm sollte also das gleiche rauskommen wie bei 1 K /2 K. Die Stromstärke errechnen geht nicht so einfach, da braucht man bei der Spannungsregelung die Kennlinie der LED und den Vorwiderstand.

Der Schaltregler kann zwar einen besseren Wirkungsgrad (z.B. 90 %) erreichen, aber auch mit der einfachen linearen Schaltung kommt man schon auf etwa 75 % Wirkungsgrad. Ich weiss nicht, ob sich da der Aufwand lohnt.

[niki1]

Kann man nicht vor jede LED einen kleinen Widerstand (1Ohm) einbauen, der dann die Ungleichmäßigkeiten ausbügelt?

Das wird sich nichts bringen denn diese Unregelmäßigkeit hängt vom Innenwiderstand der LED ab . Und die ist bei jeder Led anders , deshalb auch diese Unregelmäßigkeit. Das heißt du würdest das Problem nicht beheben.
Somit würdest du jeden einzelnen Innenwiderstand der um 1 Ohm erhöhen.-> Und das wäre das selbe, wie ohne den 1 Ohm.

Mfg niki1

[miki.kunze]

Ok, dann versuche ich doch lieber eine Lösung zu finden, die LEDs in Reihe zu betreiben. Vielleicht wäre ja eine mögliche Lösung nur 3 LEDs an einer KSQ zu betreiben und das Ganze dann einfach 2mal an die Batterien anzuschließen... wenn das überhaupt geht. Ist mir gerad so in den Kopf gekommen.

Im Idealfall sollte man aber nicht die Spannung, sondern direkt den Strom regeln. Mit dem LM257x geht das allerdings nicht so gut wegen der relativ hohen Ref. Spannung.

Mit Ref. Spannung meinst du die Spannung die am Feedback des LM2576 liegt? Mit welchem Schaltregler kann ich denn den Strom regeln?

Da die LEDs mit den 4 Batterien möglichst lange leuchten sollen, finde ich schon, dass der Aufwand lohnt. Könnte mir zwar mehr Akkus kaufen und die Batterien dann häufiger wechseln, aber dass sind dann wieder Kosten, die man doch durch eine gute Schaltung meiden kann...
Aber wichtiger ist, dass die Schaltung selber so wenig wie möglich Wärme produzieren soll, weil die LEDs eh schon heiß sind und dann noch uneffektiver werden würden und dann wiederum mehr Strom ziehen.

Ach nur so ne interessens Frage:
Die Schaltregler arbeiten doch mit einer Frequenz. Funktionieren die also über PW-Modulation?

[Besserwessi]

Man kann auch den LM2576 zur Stromregelung nehmen geht aber nur nicht so gut. Es geht mit vielen Reglern, besonders denen für ein einstellbare Spannung. Man muß im wesenlichen die Rückkopplung nicht über den Spannungsteiler, sondern über einen Widerstand in Reihe zur Last laufen lassen.

Die Schaltregler arbeiten auch mit PWM.

Die Lösung 2 Schaltregler für je 3 LEDs ist durchaus eine Überlegung Wert.

[wkrug]

Ich hab vor einen RGB Strahler mit 3 Schaltregler IC's vom Typ LM3404MA zu bauen.
Das IC kann bis zu 1A Strom ab und hat einen TTL PWM Eingang.

Viel Beschaltung brauchts eigentlich nicht mehr viel drum herum.
Ob da PWM Frequenzen bis 20kHz gehen, sollte das Datenblatt beantworten können.

Leider liefert Farnell die von mir bestellten IC seit ca. 6 Monaten!! nicht aus.

Eventuell werd ich mich nach anderen Quellen umschauen müssen.

!Edit
Segor www.segor.de hat das IC im Programm...

[miki.kunze]

Der LM3404MA hat einen Vin von 6-45V. Das hilft mir leider nicht, da ich nur 4,8V zur Verfügung habe.

Suche jetzt schon länger nach einem passenden Schaltregler, finde aber keinen. Kann mir jemand vielleicht einen Empfehlen.

Brauche einen, der folgende Spezifikationen erfüllt und möglichst effizient ist:
Vin = 4,8V (4x AA NiMH 1,2V)
Iout bis zu 0,7A

entwedern Vout = 3,5V (Step-Down) --> Aber dann müsste ich ja pro LED einen verbauen, das ist Unsinn...
oder Vout = 7V (Step-Up)
oder Vout = 10,5V (Step-Up)
oder Vout = 21V (Step-Up)

Von der PWM-Dimmung bin ich mittlerweilen weg, da die Schaltregler mir einer höheren Freqeunz arbeit und ich die Dimmung dann über den Strom regulieren möchte.

Es gibt Schaltregler z.B. der LM 2574 N3,3 mit einer festen Out-Spannung. Kann man bei denen auch den Strom mit einem Poti regulieren? Die Spannung soll ja auch bei 3,3V bleiben, aber die Stromstärke soll reguliert werden...

[niki1]

Könnte man sich den Schaltregler nicht selber bauen , wenn man fixe Werte und fixe Lasten hat.
Dann bräucht man ja keine Regelschaltung, da die Lasten gleich bleiben. ?



Mfg niki1

[Besserwessi]

Ganz selber bauen würde ich den Wandler nicht. Man sollte wenigstens so etwas wie einen MC34063 als Basis nehmen. Man sollte aber auch direkt passende Regler finden können. Step down hat duchaus auch Vorteile. Wenn man etwas Verlust in Kauf nimmt für die Widerstände um den Strom gleichmäßig zu verteilen könnte man auch mit nur einem Step down wandler auskommen. Der Verlust sollte bei etwa 0,2 V liegen, das wäre vergleichbar zum unterschied zwischen einem einfachen Regler mit Diode wie dem LM2576 oder einem guten mit 2 MOSFETS. Man könnte die einzelnen Widerstände auch gleich als Shunt für die Strommessung mit nutzen und hätte dann nur relativ wenig zusätzliche Verluste.