Konstante Stromquelle für Power LED's

Als Alternative könntest Du auch nach geeigneten Schaltreglern suchen, und die als Stromquellen verschalten. Bist Du bereits auf die 6 Stränge mit 5 LEDs festgelegt, oder könnten die auch anders anveordnet sein?

Spricht ja nichts gegen selber bauen...
Ich hatte zB. den lm3407 verbaut, allerdings mit nur 350mA.
Schau dir mal den lm3404 an, den hat Dino AFAIR bei seinem Magierstab verwendet.

Dino hatte doch auch 3W-LEDs drin (oder sogar 5W?)

Der 3404 kann dauerhaft 1A

Die LM's sind integrierte Schaltregler, und übernehmen in etwa (!) das, was in Deiner Schaltung der OPAMP mit etwas von dem Kram rundrum macht.

Letztendlich gibt es sowas wie 'ne Stromquelle ja gar nicht - das sind auch nur Spannungsquellen, nur eben welche, deren Spannung genau so geregelt wird, daß ein vorgegebener Strom fließt.

Bei "Deinem" Vorschlag wird (wenn ich das richtig verstanden habe) die Spannung (und damit auch der Stromfluß durch die LED) geregelt, indem der MOSFET als variabler Widerstand verwendet wird, an ihm ein variabler Teil der Versorgungsspannung abfällt. Letztendlich sowas wie ein Linearregler (auch als Spannungsfresser bekannt).

Ein Schaltregler hingegen schaltet - ein Abwärtsregler "zerhackt" die Spannung, was integriert (L-C-Tiefpaß) dann zur gewünschten verringerten Spannung führt; ein Aufwärtsregler pumpt die Spannung quasi hoch - hier hatte ich zB mal 'n LED-Ringlicht mit 32 LEDs zusammengesetzt. Das konnte zB mit 'nem 9V-Block betrieben werden (irgendwas zwischen ca. 3,5V .. 24,8V).

Natürlich könntest Du Dir (wir sind ja hier in einem Mikrocontroller-Forum) auch selbst einen AVR als Schaltregler implementieren - ich würde dafür eventuell einen mit high-Speed-Timer (PLL) in Erwägung ziehen, wenn der FET der letztendlich schalten soll zu hohe Umladeströme erfordert, und am Gate zusätzliche Treiber-Transistoren nötig sind, außerdem einer mit komplementären PWM-Ausgängen und (!) 'ner dead-Time (zB Tiny26 bzw der neue Tiny261/461/861).

Letztendlich erfindest Du damit das Rad neu, die Regler sind in sich bereits abgestimmt... Deine Sache...

Hi,

also nen analoger Regler ist bei den Strömen schon ... naja ... es geht grade noch so.
Du hast 19V vom Netzteil. Dein Strang hat 5 LEDs mit jeweils 3V (also 15V).
Dann hast du bei 700mA also 4V zu verbraten. Das macht dann 2,8W Verlustleistung pro Strang.
Bei 6 Strängen also 16,8W. Das wird schon ganz gut warm

Deine Schaltung die du verlinkt hast ist auch nen Schaltwandler. Allerdings diskret aufgebaut (also alles Einzelteile)
Sieh dir mal meinen "Magierstab" bei den Projekten an. Da ist nen Wandler drin der etwa 1,2A kann.
Das ist nen LM3404. Den bekommt man auch problemlos bei Reichelt. Es läßt sich auch recht gut aufbauen.
Mit nem anderen Meßwiderstand kann man den auch auf andere Ströme einstellen. Wenn du die anderen Bauteile drum herum ohne SMD (also normal bedrahtet) einsetzte mußt du lediglich das IC mit dem SO8-Gehäuse auf die Platine bringen. Ist aber auch nicht so kompliziert.

Mit dem MC34063 hab ich auch versucht den Strom hinzubekommen. Das ist allerdings schön nach hinten losgegangen (LEDs geschrottet). Außerdem ist der auch ganz gut warm geworden.Alles mit Einzelteilen war mit einfach zu kompliziert und zu groß.

- mikrocontroller.net - Konstantstromquelle (<-deine Schaltung)
- mikrocontroller.net - Konstantstromquelle für Power-LED (<- mit MC34063)

Gruß
Dino

Hallo zusammen,

LotadaC schrieb:

Die LM's sind integrierte Schaltregler, und übernehmen in etwa (!) das, was in Deiner Schaltung der OPAMP mit etwas von dem Kram rundrum macht.

Bei "Deinem" Vorschlag wird (wenn ich das richtig verstanden habe) die Spannung (und damit auch der Stromfluß durch die LED) geregelt, indem der MOSFET als variabler Widerstand verwendet wird, an ihm ein variabler Teil der Versorgungsspannung abfällt. Letztendlich sowas wie ein Linearregler (auch als Spannungsfresser bekannt).

Ein Schaltregler hingegen schaltet - ein Abwärtsregler "zerhackt" die Spannung, was integriert (L-C-Tiefpaß) dann zur gewünschten verringerten Spannung führt; ein Aufwärtsregler pumpt die Spannung quasi hoch - hier hatte ich zB mal 'n LED-Ringlicht mit 32 LEDs zusammengesetzt. Das konnte zB mit 'nem 9V-Block betrieben werden (irgendwas zwischen ca. 3,5V .. 24,8V).


Letztendlich erfindest Du damit das Rad neu, die Regler sind in sich bereits abgestimmt... Deine Sache...

Zum Vergrößern anklicken....

Interessanter Vorschlag!
Allerdings sollte man bei "selbstgebauten" Schaltregler beachten, dass sie erhebliche Störungen erzeugen können.
Schon bei fertigen Schaltreglern kann das ein Thema sein. Entstörmassnahmen zur Einhaltung der EMV sind da zu beachten.

Auf der anderen Seite haben Längsregler das Problem, dass da oft Leistung verbraten wird.

Auf jeden Fall aber ein interessantes Thema, bei dem man viel lernen kann

Werde mal in meiner Schaltungssammlung suchen, vielleicht finde ich ja noch was passendes.
Dauert aber leider noch etwas.


MfG

FreeVee

Hi,

FreeVEE schrieb:

LotadaC schrieb:

Bei "Deinem" Vorschlag wird (wenn ich das richtig verstanden habe) die Spannung (und damit auch der Stromfluß durch die LED) geregelt, indem der MOSFET als variabler Widerstand verwendet wird, an ihm ein variabler Teil der Versorgungsspannung abfällt. Letztendlich sowas wie ein Linearregler (auch als Spannungsfresser bekannt).

Zum Vergrößern anklicken....

Interessanter Vorschlag!
Allerdings sollte man bei "selbstgebauten" Schaltregler beachten, dass sie erhebliche Störungen erzeugen können.
Schon bei fertigen Schaltreglern kann das ein Thema sein. Entstörmassnahmen zur Einhaltung der EMV sind da zu beachten.

Zum Vergrößern anklicken....

nein. Da wird nix linear geregelt. Der Schaltregler arbeitet lediglich nicht mit einem festen Takt sondern variabel.
Der MOSFET bleibt solange eingeschaltet bis ein bestimmter Strom durch R1 und damit auch durch L1 und der LED fließt (Reihenschaltung). Dieser Strom wird durch die Vergleichsspannung am Teiler R6/R7 eingestellt.

Wenn der Spannungsabfall am R1 (und damit der Strom) die Schaltschwelle des Komparators IC1A überschreitet, dann wird der MOSFET abgeschaltet und die Spule L1 induziert eine Spannung um das Magnetfeld aufrecht zu halten (Schaltreglerprinzip). Diese Spannung kann über D1, die LED und R1 weiter einen Strom aufrecht halten.

Wenn das zusammensackende Magnetfeld und damit die Induktionsspannung nicht mehr ausreicht um einen gewissen Strom durch R1 aufrecht zu halten, dann kippt der Komparator wieder und schaltet den MOSFET wieder ein.

Über R4 ist eine kleine Hysterese beim Komparator eingestellt.

Q4 (BF245) soll lediglich einen von der Eingangsspannung Uin unabhängigen gleichmäßigen Basistrom bei der Gegentaktendstufe für die MOSFET-Ansteuerung gewährleisten. Die Gegentaktendstufe soll steile Schaltflanken des MOSFETs ermöglichen. Das verringert die Verlustleistung.

Ist eigentlich eine Standart-Einfach-Schaltwandlerstufe.

Für PWM wird der Komparator einfach blockiert und damit der MOSFET totgelegt.

Der Takt des Schaltwandlers verändert sich mit der Last, der Eingangsspannung und mit der Induktivität der Spule selbsttätig. Da ist kein fester Oszillator drin der eine Frequenz vorgibt und dann alles über PWM erledigt.

Gruß
Dino

dino03 schrieb:

...Deine Schaltung die du verlinkt hast ist auch nen Schaltwandler. Allerdings diskret aufgebaut (also alles Einzelteile)...

Zum Vergrößern anklicken....

Stimmt, der 393 ist ein Komperator, also quasi ein OPAMP mit "unendlicher" Verstärkung...
Somit schaltet das auch. Bei den Integrierten Schaltkreisen ist dann im allgemeinen alles bis auf U1, L1 und R1 enthalten, was die von FreeVEE angesprochene EMV-Geschichte verbessert (da minimiertes Design). Bei manchen ICs ist auch der "Schalter" (U1) integriert.

@FeeVEE: Die Idee war damals, mittels highspeed-Timer (PLL) im fastPWM 'nen externen FET (und klassischerAufwärtsregler-Schaltung) zu steuern (ggf mit vorgelagerten Push-Pull-Treibern), und den Spannungsabfall am Shunt mit dem ADC zu messen.
Das i-Tüpfelchen wäre dann 'n PID, der aus dem AD-Result den PWM-Compare vorgibt.
Ich wollte damit damals 'ne OSTAR-Lightning befeuern (1A@24V oder so, peak 1,5A), und die Temperatur über den AC zur Notabschaltung nutzen, habe das aber bisher nicht durchgezogen.
Inzwischen findet man bestimmt auch dafür 'n geeigneten IC (aufwärts).

Nachtrag: is 'ne "LEW E3A", peak sind 2A max 10µs pro 100....µs

dino03 schrieb:

Hi,

nein. Da wird nix linear geregelt. Der Schaltregler arbeitet lediglich nicht mit einem festen Takt sondern variabel.
Der MOSFET bleibt solange eingeschaltet bis ein bestimmter Strom durch R1 und damit auch durch L1 und der LED fließt (Reihenschaltung). Dieser Strom wird durch die Vergleichsspannung am Teiler R6/R7 eingestellt.

Gruß
Dino

Zum Vergrößern anklicken....

Hallo zusammen,

... habe ich auch nicht gesagt. Mein Beitrag war eher "allgemein" gehalten.
Aus dem Text heraus hatte ich es so verstanden, dass der Themenstarter eine Konstantstromquelle mit diskreten Bauteilen aufbauen wollte.
Da irgendwo noch etwas über lineargeregelte Quellen geschrieben wurde, hatte ich lediglich den Nachteil dieser Quellen bekräftigt.

Oft wird ja die Meinung vertreten, dass lineargeregelte Spannungsquellen unmodern sind. Nur wird oft genug vergessen, dass diese für manche Zwecke durchaus noch geeignet sind - Beispiel LM780x.

Allerdings sind die Schaltwandler auch nicht ganz unproblematisch...
... hatte schon mal ein kleines Steckernetzteil (aufgebaut mit Schaltwandler) von einem bekannten Handyhersteller, welches mir die restliche Elektronik stark negativ beeinflusst hatte. Soviel zum Thema EMV.

Auf jeden Fall kann man bei einem Selbstaufbau viel lernen.

MfG
FreeVee

Hallo,

FreeVEE schrieb:

Oft wird ja die Meinung vertreten, dass lineargeregelte Spannungsquellen unmodern sind. Nur wird oft genug vergessen, dass diese für manche Zwecke durchaus noch geeignet sind - Beispiel LM780x.

Allerdings sind die Schaltwandler auch nicht ganz unproblematisch...
... hatte schon mal ein kleines Steckernetzteil (aufgebaut mit Schaltwandler) von einem bekannten Handyhersteller, welches mir die restliche Elektronik stark negativ beeinflusst hatte. Soviel zum Thema EMV.

Zum Vergrößern anklicken....

Bei Meßanwendungen würde ich immer auf linear geregelte Spannungsquellen gehen weil die einfach weniger Einstreuungen und Störungen erzeugen.

Wenn es auf hohe Ausgangsleistung oder wenig Verlust ankommt, dann sind eher Schaltwandler dafür geeignet. Dafür machen die aber auch gerne mal Probleme mit Einstreuungen oder zicken bei unsauberem Aufbau rum.

Lineare Regler sind meißt wesentlich einfacher aufzubauen und benötigen weniger Platz auf der Platine. Dafür benötigt man aber oft noch Platz für einen Kühlkörper undmuß sich Gedanken über die Wärmeabfuhr machen (Löcher im Gehäuse, Lüfter, ...).

In Elektor ist zZt ein Labornetzteil drin das einen Schaltwandler als Vorregelung hat und danach mit einem Linearen Regler den Rest erledigt. Damit hat man bei entsprechender Siebung/Filterung ein Netzteil das die Vorteile von beiden Arten kombiniert. Dafür ist es aber auch schon etwas umfangreicher im Aufbau.

FreeVEE schrieb:

Auf jeden Fall kann man bei einem Selbstaufbau viel lernen.

Zum Vergrößern anklicken....

Das stimmt auf jeden Fall. Wenn man den reinen Kosten/Nutzen-Faktor nicht so im Fokus hat, dann kommt das dazugewonnene Wissen stark in den Vordergrund. Dabei ist es nicht nur der reine Aufbau der Schaltung sondern auch die Gedanken die man sich bei der Entwicklung vor dem Aufbau machen muß.

Gruß
Dino

dino03 schrieb:

In Elektor ist zZt ein Labornetzteil drin das einen Schaltwandler als Vorregelung hat und danach mit einem Linearen Regler den Rest erledigt. Damit hat man bei entsprechender Siebung/Filterung ein Netzteil das die Vorteile von beiden Arten kombiniert. Dafür ist es aber auch schon etwas umfangreicher im Aufbau.

Zum Vergrößern anklicken....

Wobei lineargeregelte Netzteile dafür mehrere Abgriffe im Ringkern (z. B. 5V, 10V, 15V, 20V) haben, was denn per Relais umgeschaltet wird, um so die Verlustleistung zu vermindern. Allerdings setze ich persönlich auch eher auf Schaltnetzteile und hoffe auf die lineare Ausrottung. Ich muss die scheiß schweren Kisten ja immer hin und her wuchten ^^'