ZXLD1360 (Gibt es bei Farnell)

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Es irrt der Mensch solang er strebt

Zitat : Jornbyte hat am  9 Feb 2008 23:25 geschrieben :

PWM

Na wenn pulsen mit 25 bis 100 kHz mit einem Dutycycle von 0,1 kein PWM ist, was dann? Weiter aufspalten kann ich das nicht mehr, da das aufeinander folgende Einzelblitze sein sollen.

Zitat : Morgoth hat am  9 Feb 2008 23:45 geschrieben :

ZXLD1360 (Gibt es bei Farnell)

Danke für den Hinweis. Das Teil hat aber einige Nachteile:
1. ich muss den erst mal beschaffen und billig ist der nicht gerade (ich brauche wie gesagt möglicherweise mehrere davon).
2. geht der nur bis 1 A, je nach Bedarf brauche ich aber vielleicht noch mehr.
3. ist der minimale Dutycycle 0,16. Da brennen mir aber nach wenigen Pulsen dann die LEDs schon durch (selbst bei 1 A).


Ich habe einige Leistungstransistoren, MOSFETs und Spannungsregler rumliegen. Und ich habe auch nichts gegen die Lösung mit dem Spannungsregler (das ganze wäre dann eine Kette aus geschaltetem MOSFET, Spannungs-als-Stromregler und LEDs). Die Frage ist nur, ob sich da irgendwas selbst zerstört, weil der Regler z. B. eine Zeit braucht um zu regeln.

Wenn du eine konstante Eingangsspannung hast, kannst du dir die Verrenkungen mit dem lm317 sparen, und die KSQ mit nem Transistor und einer Hand voll widerständen realisieren.
Aber auch dort wird ein zu kleiner Duty-Cycle bei hohen Frequenzen kritisch.

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Die Methode mit dem Transistor scheint in dem Fall am geeignetsten. Ein Spannungregler benötigt tatsächlich eine gewisse Zeit, um zu reglen (das habe ich nach längerer Suche irgendwo auf einer Seite über Konstantstromquellen gefunden). Mit dem Transistor habe ich außerdem gleich die Pulsmöglichkeit integriert.

Ich habe mir jetzt folgende Schaltung überlegt. Das 0V/5V-Signal kommt direkt aus einem µC und schaltet die erste Konstantstromquelle mit dem BC549. Die Stromquelle stabilisiert den Strom für die rote LED, sodass dieser (und damit U_f) auch unabhängig von der für die IR-LEDs angelegten Betriebsspannung ist. Die rote LEDs selbst kommt in die Nähe des Transistors T2 um einen eventuellen Temperaturdrift zu kompensieren (der 2SB883 ist ein PNP-Darlington, von dem ich einige Stück herumliegen habe; sonst gibt es keinen Grund speziell den zu verwenden). Das ganze sollte dann einen konstanten Strom für die Kette der IR-LEDs geben, relativ unabhängig von der Spannungsversorgung und den Toleranzen der LEDs. R2 und der Typ von LED1 (andere Farbe mit anderem U_f) müssen eventuell noch verändert werden, sollten dann aber relativ Toleranzunabhängig sein.

Sieht jemand ein Problem oder eine Verbesserungsmöglichkeit?

Zur Problematik der TKs einzelner Bauteile:
Allgemeine gute Übersicht:
http://www.zetex.com/3.0/appnotes/design/dn4.pdf

Bei LED ist der TK stark vom Material abhängig. Die jeweiligen Werte sollten im Datenblatt stehen.

Parallel zur LED würde ich noch einen R von ca. 15 - 27 kOhm einsetzen.


Onra

So, ich habe die Schaltung mal aufgebaut und getestet, da es hier ja keine großen Aufschreie gegeben hat Vom Prinzip her funktioniert sie so. Mit einer gelben LED habe ich ziemlich genau 1 Ampere. Bei meinem ersten Test mit Lastwiderstand statt LEDs hat man auch schön die Stromänderung mit der Temperatur sehen können. Bei 1,3 A und 60°C am Transistor habe ich dann wieder ausgeschalten. Ich habe noch keinen wirklichen thermischen Kontakt zwischen Diode und Transistor, deswegen ist da auch nichts kompensiert worden. Zweiter Test war dann mit einem draufgeklebten Chipsatzkühler, den ich inkl. Klebefläche von einem Mainboard "gerettet" habe. Hat mich erstaunt, wieviel das gebracht hat, obwohl das Ding grade mal 3 Kühlrippen hat. "Thermisch weggelaufen" ist es aber immer noch. Aber das war sowieso der ungetaktete Betrieb.

Gepulst ist der Transistor gerade noch merkbar warm geworden. Genauso wie die 10 IR-LEDs, die ich dann angeschlossen habe (ca. 35° mit IR-Thermometer gemessen). Die Stromregelung funktioniert hier richtig gut, bei allem was über 20 V ist hat der Transistor brav abgeriegelt.

Allerdings, hier kommen jetzt die Probleme. Das Ein- und Ausschalten dauert recht lange. Der Widerstand parallel zur Diode (dank an Onra) hat etwas gebracht, aber bis nach dem µC-Aus wirklich kein Strom mehr fließt, dauert es ca. 5µs. Kann man bei einem Darlington überhaupt schnellere Schaltzeiten herausholen? In der Sättigung ist er ja nicht, wenn er noch als Regler arbeitet, oder?

Das zweite, was mir durch lesen des Zetex Dokuments (in dem mir einige der Abkürzungen leider nicht so viel gesagt haben) aufgefallen ist und ich vorher nicht bedacht habe: ein Darlington hat ja zwei Basis-Emitter-Strecken, d. h. die Temperaturkompensation mit nur einer Diode ist sowieso Schmarren. Ich werde wohl am besten drei 4148 in Serie nehmen. Das ist dann zwar wieder überkompensiert, aber ich brauche mindesten 2 V Vorwärtsspannung und außerdem sind die so klein, dass sie schön in die Rippen des Kühlkörpers passen.


Aja, eine Warnung an alle, die's immer noch nicht gelernt haben, so wie ich: nicht auf einem Steckbrett umstecken solange da 35 V angehängt sind. Mein Test-ATmega8 hat jetzt nur noch 27 brauchbare Pins (ja, alle anderen funktionieren noch, darunter alle, die man zum Programmieren braucht).

Du könntest deinen Schalttransistor auch direkt in die Versorgung legen (dann muss er aber halt nen größeren Strom schalten)
Ich denke dein angepeilter Dutycycle ist einfach zu klein für ne KSQ

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Hallo,
der Darlington ist wirklich nicht der Schnellste und das Datenblatt nicht sehr ergiebig, was Schaltzeiten angeht.
Bist du wirklich an die 10 Dioden in Reihe gebunden?
Bei wenigen Dioden gibt es noch eine etwas brutale Methode, indem man einfach die Dioden kurzschliesst. Der Konstantstrom fliesst weiter, der Kurzschlusstransistor wird mit einer Basis-Kollektor-Diode zum "Schottky-Transistor" und muss nur bis deutlich unter die Diodenflussspannung durchschalten.
Bei deiner Verlustleistung scheint mir das aber nicht praktikabel.
Ein Rechteck mit einer tOn von 1µs kriegt wahrscheinlich noch nicht mal der BC so einfach gebacken. Hier ist auch noch Optimierung nötig.


Onra

So, das ganze hat sich jetzt ein bisschen relativiert. Die Anforderungen an die Zeit sind nicht mehr ganz so hoch. Dieser Teil einer Art einfachen Touchscreens (IR-Totalreflexion in einer Acrylglasscheibe mit Fotodioden darunter; in diesem Thread genauer beschrieben) soll "Blitze" für die Auswertung des Signals von mehreren Fotodioden erzeugen. Blöderweise habe ich die falsche Mindestdauer für ein stabiles Signal am ADC des AVR im Kopf gehabt (um den Faktor 10). Der benötig nämlich schon mal mindestens 13µs für eine AD-Wandlung mit niedriger Präzision, will man etwas genauere Werte, sollten es schon mindestens 60µs sein. (komisch, dass mir 1 µs lang vorkommt, aber 1MHz dann doch irgendwie "schnell" ist)

Die Wartezeit auf einen stabilen Wert am Ende der Kette µC -> KSQ -> IR-LEDs -> Fotodiode -> Strom-Spannungswandler-Opamp ist nach meinen Tests mit gesteckter Schaltung immer noch unter 10µs d. h. im Verhältnis zur reinen Umwandlungszeit nicht übermäßig groß. Der Wert verbessert sich mit höherem Strom durch die IR-LEDs noch etwas (die Kanten sind um einiges steiler), was noch zusätzlich den Effekt hat, dass ich den Strom-Spannungswandler-Opamp † anders einstellen kann, sodass das Umgebungslicht viel weniger Einfluss hat (diese Vermutung war auch der eigentliche Grund, warum ich mit so hohem Strom pulsen wollte).

Also bei den Zeiten ist die vorher dargestellte Schaltung recht gut geeignet (solange einem 10µs an Flanken nichts ausmachen). Die IR-Dioden (LD271) halten Laut Datenblatt bei 1 A auch noch 100µs Pulse aus (solange der DC unter 10% bleibt). Also auch das dürfte noch gehen (obwohl die Erwärmung, zumindest für das was ich sonst von LEDs im 5mm Gehäuse gewohnt bin, doch beträchtlich ist).

Das mit dem Kurzschließen ist immer noch eine Option: man muss ja nicht die ganze Zeit Kurzschließen sondern nur die Flanken "abkürzen" (vielleicht hat Onra das von Anfang an so gemeint), d. h. die KSQ weiterhin pulsen, aber den Kurzschlusstransistor nur dann sperren, nachdem die KSQ "konstant" ist und ihn wieder öffen bevor man die KSQ wieder sperrt. Ich habe da so einen MOSFET (auch von einem Mainboard; da sind echt nette Teile drauf mit einer typischen Rise-Time von unter 100ns, einer V_DS von 25 V und R_DSon von 7,4 mOhm. Den werde ich hier zwar nicht brauchen, aber ich glaube, der wäre genau der richtige für soetwas.