Zeitlich stabile Steuerung für High Power LEDs (ohne PWM)

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Autor
Zeitlich stabile Steuerung für High Power LEDs (ohne PWM)
Suche nach: pwm (3609)

    







BID = 763763

maaf

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Beiträge: 29
Wohnort: D
 

  


Hallo zusammen!

Ich bin auf der Suche nach einem regelbaren LED-Treiber, der die LED tatsächlich konstant und stabil leuchten lässt.
Es geht hier nicht um klassische Beleuchtung, sondern eher um Messtechnik. LEDs sollen als Normlichtquelle dienen, deren Helligkeit sich per Software steuern lässt und möglichst konstant ist. Hier soll es aber erstmal nur um die Hardware, speziell um den Treiber gehen.
Die LEDs sind High Power LEDs, I_max=1A.

Eine Steuerung der Helligkeit über PWM fällt logischerweise aus, wodurch schonmal viele gängien Ansätze ausscheiden.

Ich hatte mir noch den ZXLD1360 angeschaut, hier ist der Rippelstrom aber zu hoch (+-15%).
Die Literatur spricht auch von 10-25% Rippelstrom, ich bräuchte sowas unter 1%...
Gibt es noch andere Fertig-Treiber, die in der Hinsicht besser sind?

BID = 763781

QuirinO

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Beiträge: 2205
Wohnort: Behringersdorf
Zur Homepage von QuirinO ICQ Status  

 

  

Der ZXLD1360 funktioniert über einen Step-Down wandler, Zerhackt also das Signal auch und verursacht so den Ripple.
Was spricht gegen eine Konstantstromquelle z.B. mit einem Fet, deren Rückkopplungszweig die LED-helligkeit über einen Sensor überwacht und so regelt? Sollten effektiv auch nur eine Hand voll Bautele werden. Je nach Stromaufnahme oder FET-Typ sollte dieser dann aber gekühlt werden.

BID = 763788

Onra

Schreibmaschine



Beiträge: 2473


Zitat :
QuirinO hat am  3 Mai 2011 22:23 geschrieben :

Was spricht gegen eine Konstantstromquelle z.B. mit einem Fet, deren Rückkopplungszweig die LED-helligkeit über einen Sensor überwacht und so regelt? Sollten effektiv auch nur eine Hand voll Bautele werden. Je nach Stromaufnahme oder FET-Typ sollte dieser dann aber gekühlt werden.

Nicht nur der FET, sondern vor allem die LED. Mit deinen Anforderungen wirst du auch meiner Meinung nach nicht um eine lineare Stromquelle herumkommen.
Du solltest die LED in dieser Funktion mit nicht mehr als 50% der Leistung betreiben. Aufgrund der Erwärmung musst du für gleichbleibende optische Leistung noch was zulegen können, ebenso bei längerem Gebrauch zum Ausgleich der Degradation. Ebenso erhöht sich bei moderaten Strömen die Lebensdauer. Die optische Leistung sinkt mit der Temperatur je nach Farbe mehr oder weniger stark.
Bei kleinen Strömen bleibt das Weiß auch nicht mehr weiß, Farbverschiebungen gibts nicht nur durch den Strom, sondern auch durch Temperatureinflüsse.
Osram lässt zum Beispiel bestimmt nicht grundlos in den DB die U/I Kennlinie nie bei 0 beginnen.

Wie willst du die Leistung messen?

Onra

BID = 763817

maaf

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Beiträge: 29
Wohnort: D

Rückkopplungszweig mag bei einer LED noch funktonieren, das ganze soll aber auf ein Array mit mehreren hundert LEDs erweitert werden, welche lokal gesteuert werden können um eine homogene Bestrahlung zu erreichen.

Der Einfluss von Strom und Temperatur auf die LED Parameter sind mir natürlich bekannt. Sowohl die LEDs als auch die Leistungselektronik wird wassergekühlt und den Temperatureinfluss gering zu halten. Degradation hoffe ich durch regelmäßiges Kalibrieren in den Griff zu bekommen.

Ich hatte mir noch eine Variante mit Digitalpoti überlgt. Im Prinzip wie diese Schaltung, nur mit einem Digitalpoti wie dem AD5293 mit 1% Toleranz und 1024 Schritten. Den könnte man dann auch direkt bzw. über einen Demultiplexer ansteuern.

BID = 763849

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Im Prinzip wie diese Schaltung,
So baut man keine Meßschaltungen!
Was soll das denn werden , wenn es fertig ist?

BID = 763867

ElektroNicki

Inventar



Beiträge: 6429
Wohnort: Ugobangowangohousen

So ein Digitalpoti nützt dir aber nichts, wenn du keine ausreichend stabile Spannung hast.
REF02 wäre ein Stichwort...

_________________

BID = 763870

hajos118

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Beiträge: 2453
Wohnort: Untermaiselstein


Zitat :
maaf hat am  3 Mai 2011 21:36 geschrieben :

LEDs sollen als Normlichtquelle dienen, deren Helligkeit sich per Software steuern lässt und möglichst konstant ist. Hier soll es aber erstmal nur um die Hardware, speziell um den Treiber gehen.
Die LEDs sind High Power LEDs, I_max=1A.

Bis zu 1A kann ein normaler Spannungsregler (LM317 o.ä.). Der kann (per elektronischem Poti) auch als programmierbare Konstantstromquelle betrieben werden. Schaltung gibt's im Datenblatt (iirc).


_________________
Interpunktion und Orthographie dieses Beitrags sind frei erfunden.
Eine Übereinstimmung mit aktuellen oder ehemaligen Regeln wäre rein zufällig und ist nicht beabsichtigt.
Wer einen Fehler findet, darf ihn behalten!

BID = 766227

maaf

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Beiträge: 29
Wohnort: D

Erstmal vielen Dank für die Ansätze!

Ich hab mir das Thema Konstantstromquelle mit OPV als Spannungsfolger, FET und Shuntwiderstand mal genauer angeschaut und finde es ganz vielversprechend.
Kommt mit relativ wenigen/günstigen Bauteilen aus (ich muss ja ca. 100 LEDs einzeln ansteuern) und der Strom lässt sich linear steuern.
In den meisten Online-Abhandlungen zu dem Thema wird allerdings ein Transistor (bzw. Darlingtonstufe) anstatt des FET verwendet (z.B. hier).
Zumindest in der Minimalbeschatung scheint die Schaltung mit FET zum Schwingen zu neigen, was zusätzliche R und C nötig macht und somit den Aufwand wieder erhöht.
Was wäre denn der Nachteil einer Darlingtonstufe ggü. eines FET?


Noch etwas zur Ansteuerung der KSQ:
Da ich sehr viele Kanäle ansteuern muss, werde ich wohl eine Fertiglösung nehmen, und zwar 0...10V aus einem DMX-Demultiplexer, den ich per Software ansteuern kann. Ich hoffe die Steuerspannung ist stabil genug, ansonsten muss diese noch stabilisiert/geglättet werde. Das werde ich mir aber nächste Woche genauer anschauen.

BID = 766321

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
geht hier nicht um klassische Beleuchtung, sondern eher um Messtechnik. LEDs sollen als Normlichtquelle dienen
Je länger ich den Thread verfolge:
Sag' bitte, daß das ein Scherz sein sollte.
Warum glaubst du, sind Messgeräte teuer?



Antwort:
Weil da doch etwas mehr als Anfängerwissen drinsteckt.
Manchmal braucht es sogar Bauteile, die es nicht an jeder Ecke gibt.


[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 20 Mai 2011  0:36 ]

BID = 766345

maaf

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Beiträge: 29
Wohnort: D

perl, das sollte kein Scherz sein, es geht um ein Uni-Projekt, Messgeräte usw. sind also vorhanden. Die LEDs werden als Lichtquelle zum spektralen Vermessen von Solarzellen verwendet. Diese sollte eine möglichst (ich weiß, zu unpräzise) konstante Strahlung abgeben.
Das Budget ist begrenzt und dass ich keine Hochpräzisionsmessgeräte mit einfachsten Mittel aufbauen kann, ist mir auch klar. Natürlich sollte die Schaltung am Ende funktionieren, aber vielmehr geht es doch darum, dass ich auch was dabei lerne. Deshalb erstmal einen einfachen Ansatz, den ich dafür verstehe, der dann optimiert werden kann/muss. Es steht dir frei, mir dabei behilflich zu sein, oder nicht.

BID = 766429

Onra

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Beiträge: 2473

Hast du schon mal Verbindung mit diesbezüglichen Fachleuten wie z.B. hier: http://www.isfh.de/ aufgenommen?

Onra

BID = 766866

hajos118

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Beiträge: 2453
Wohnort: Untermaiselstein


Zitat :
maaf hat am 20 Mai 2011 10:01 geschrieben :

Die LEDs werden als Lichtquelle zum spektralen Vermessen von Solarzellen verwendet. Diese sollte eine möglichst (ich weiß, zu unpräzise) konstante Strahlung abgeben.

Ich bin nicht sicher, ob ein konstanter Strom auch eine konstante Strahlung abgibt. Da wird wohl noch ein Regelkreis aufgebaut werden müssen...

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