Regelbare Konstantstromquelle

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Autor
Regelbare Konstantstromquelle
Suche nach: konstantstromquelle (922)

    







BID = 514874

MaxTec

Gerade angekommen


Beiträge: 10
Wohnort: Siegen
 

  


Hallo zusammen!

Ich möchte, trotz begrenzter Elektronikkenntnisse, eine sehr sparsame, regelbare Konstantstromquelle für high power LEDs bauen, die die Batterien ordentlich leer saugt (im Rahmen der Sparsamkeit).

Hier habe ich eine brauchbare aber nicht regelbare Grundschaltung gefunden, die aber nicht die nötige Leistung bringt.

Keine Links zu Werbeschleudern - Um die Grafik passend zu verkleinern > paint verwenden! - imageshack.us
Ich hoffe das Bild ist zu erkennen.

Die Schaltung ist wie die erste (siehe oben) aufgebaut, jedoch mit Poti anstelle des 30 Ohm Widerstands. Der Strom fliesst auch nicht durch die LED, sondern von der Schaltung auf die Basis eines Leistungstransistors. Über den wird/werden dann die LED/LEDs gesteuert.
Das ganze soll mit 4.5, 6 oder 9 V laufen, weil ich noch nicht weiss welcher Batteriehalter in mein Gehäuse passt. Ich kann leider nicht nach geeigneten Teilen suchen, daher habe ich einfach mal nach Gefühl welche eingebaut, die mir bekannt waren. Der Widerstand vor dem Poti soll verhindern, dass man die LEDs brät.

Meine Fragen:
Funktioniert die Schaltung so wie ich mir das dachte?
Gibt es eine passendere Auswahl und Dimensionierung der Teile?
Gibt es eine bessere Anordnung der Teile?
Wenn die 3,04 Ampere durch die LEDs fliessen und ich 9V anliegen habe, verbrennt der Leistungstransistor dann die restlichen 5.3V, sprich 16,1W?
Macht ein MOSFET das sparsamer?
Kann man, falls der Transistor tatsächlich so hungrig ist, den Strom nicht sparsamer begrenzen, so dass gerade die LEDs satt werden?

Ich wäre für jeden Tipp dankbar.
(Und für nen Schaltplan erst!)

Danke im Voraus!
M.T.

BID = 514881

conner0414

Gerade angekommen


Beiträge: 10
ICQ Status  

 

  

Mit einer Linearregelung wirst du nie sparsam werden...
Ich würde es mit einem Schaltregler z.B. L200 versuchen. Der kann zwar nur 2A aber dafür würde ich dann einfach immer 2 LEDs in Reihe schalten. (was sind das eig. für LEDs? LUXEON?)

mfg conner0414


PDF anzeigen


BID = 514886

Ltof

Inventar



Beiträge: 9333
Wohnort: Hommingberg


Zitat :
conner0414 hat am 11 Apr 2008 18:28 geschrieben :

Mit einer Linearregelung wirst du nie sparsam werden...

Und weshalb schlägst Du dann einen Linearregler vor?

_________________
„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)

BID = 514920

Onra

Schreibmaschine



Beiträge: 2488

Hallo,
eine Stromregelung ohne Sensor für den Strom wird nicht funktionieren.
Wie kommst du auf die 3,04 Ampere bei 3,7Volt?
Welche LED und wie viele davon willst du verwenden?

@Ltof: Der L200 kann übrigens (wie auch der LM317) auch als Schaltregler beschaltet werden.

Onra

BID = 514938

MaxTec

Gerade angekommen


Beiträge: 10
Wohnort: Siegen

Hallo,

danke erstmal für die Antworten. Ist ja schön, dass sich jemand für solche Probleme interessiert.

@conner0414:

Das Teil sieht interessant aus, aber ich verlier da etwas den Überblick. Wie baue ich das in meine Schaltung ein? Oder wird das komplett anders verschaltet? Warum ist das dann sparsamer?
Das in Reihe schalten von LEDs wollte ich soweit möglich vermeiden, weil ich dann bei mindestens 7,4 V liege und auf die 9 V Spannungsversorgung angewiesen bin, die möglicherweise nicht in mein Gehäuse passt.

@onra:

Es sollten 3 CREE XR-E 7090 Q5 LEDs parallel werden, die saugen maximal je 1 A bei 3,7 V. Dazu kommen noch zwei weisse ultra bright Standard-LEDs mit je 20 mA bei irgendwas zwischen 3 und 3,5 V.

M.T.

BID = 514943

MaxTec

Gerade angekommen


Beiträge: 10
Wohnort: Siegen

Nachtrag:

Mir ist gerade aufgefallen, dass man LEDs nicht parallel schaltet.
Kann man das nicht irgendwie elegant lösen, ohne mehrere Konstantstromquellen bauen zu müssen?
Evtl. je einen Transistor pro LED?

M.T.


[ Diese Nachricht wurde geändert von: MaxTec am 12 Apr 2008  0:09 ]

BID = 514946

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

Schalte die LEDs hintereinander und erhöhe die Betriebsspannung entsprechend.
Afaik sind auch schon speziell dafür entwickelte Chips auf dem Markt, denn die neuesten Hochleistungskreationen von Osram oder Philips haben intern 6 LEDs in Reihe und brauchen um 20 V.


_________________
Haftungsausschluß:



Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.



Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.



Besonders VDE0100; VDE0550/0551; VDE0700; VDE0711; VDE0860 beachten !

BID = 514953

Onra

Schreibmaschine



Beiträge: 2488

Hallo,
wie perl schon vorschlug, solltest du eine Reihenschaltung verwenden.
Wenn du die Möglichkeit zur Verarbeitung hast, könnte z.B. der LM3405 in deine Aufgabenstellung passen.
Ansonsten kannst du bei vielen Herstellern die Suche entsprechend eingrenzen oder bei Distris wie Digikey, Farnell, distrelec und Co herstellerübergreifend suchen. Oft sind dort auch direkte Datenblattlinks vorhanden.
Hast du nackte Emitter oder sind die LED schon auf eine (Alu-) Platine aufgelötet? Ohne Kühlung ist die Lebensdauer bei Maximalstrom im unteren Minutenbereich.

Übrigens unterliegst du einem Gedankenfehler, der für die LEDs tödlich sein kann.
Zitat: "die saugen maximal je 1 A bei 3,7 V". Leider ist es umgekehrt. Die LED vertragen maximal 1 A und haben dann ungefähr 3,7 V Flussspannung! Der Strom ist das entscheidende Kriterium, gerade auch im Hinblick auf den TK von -4mV/K.
In den ersten 1000 Betriebsstunden darf auch UF um bis zu 200 mV abnehmen. Cree ist da noch eng toleriert, bei anderen Herstellern geht das bis zu 0,5 V.


Onra

BID = 514961

MaxTec

Gerade angekommen


Beiträge: 10
Wohnort: Siegen

Hallo,

der LM3405 passt im Prinzip hervorragend. Im Datenblatt steht aber nur was von zwei LEDs in Reihe und da braucht der schon über 9 V Eingangsspannung. Wo hole ich die her. Wieviel braucht der erst für 3 LEDs? Die Effizienz ist im Gegensatz zu zwei LEDs bei einer weissen LED leider nur um die 80%.

Wenn ich mich jetzt aus praktischen Gründen dazu entscheide drei Schaltungen mit je einer LED zu bauen, welche Schaltung der im Datenblatt vorgeschlagenen wäre dazu geeignet?

Datenblatt:
http://www.national.com/ds/LM/LM3405.pdf

Könnte ich die dann auch dimmen?

Oder müsste ich die Dimm-Schaltung aus den Anwendungsvorschlägen nehmen?

http://www.national.com/an/AN/AN-1644.pdf

Aber welche Teile brauche ich dann dafür?
Und wie bekomme ich diese Steuer-Wechselspannung?
Wie steuer ich die Steuer-Wechselspannung dann, um damit die Leistung zu regeln?

M.T.

BID = 515094

Onra

Schreibmaschine



Beiträge: 2488

Hallo,
Asche auf mein Haupt, das ist ja auch ein Buck-Wandler.
Die Beschaltungen ändern sich eigentlich nur in der Erzeugung der Hilfsspannung für den Boost-Eingang, der dem Schalttransistor eine etwas höhere Spannung zur Verfügung stellt.
Die Regel-PWM kommt im einfachsten Fall von einem 555.

Bei 3 Reglern gibt es bestimmt auch ähnliche Lösungen (LM3405 bei digikey 3,07€, ähnlich der ZXLD1360 bei Farnell).

Der LT3478 als Boost-Wandler, der alle 3 in Reihe treiben könnte, kostet bei digikey 6,44€ als Einzelstück).

http://www.linear.com/pc/downloadDo.....19379

Welche Leistungsfähigkeit hattest du denn den Batterien/Akkus zugedacht?

Onra

BID = 515114

MaxTec

Gerade angekommen


Beiträge: 10
Wohnort: Siegen

Hallo!

Huh, das wird ja immer haariger.
Also von der Leistung her ist der LT3478 des Problems Lösung. Als annähernd passende Beispiele haben die da aber nur 6 LEDs bei 700 mA oder eine bei 1 A aufgeführt.
Kann man da auch einfach 3 LEDs bei 1 A nehmen?
Wie gibt man dem IC bescheid, dass er 3 LEDs bei 1 A versorgen soll?
Verbrennt der MOSFET hinter der LED bei diesen Schaltungen nicht so viel Leistung wie bei einer einfachen Schaltung mit Widerständen?
Ich habe keine Ahnung, welche Schaltung ich nehmen und wie ich die Teile dimensionieren soll.

Könnte ich als PWM-Quelle die folgende Schaltung nehmen und einfach LEDs, currrent limiting resistor und MOSFET raus machen und den Kontakt, an dem ehemals das Gate des MOSFET war, an den PWM-Kontakt der Dimm-Schaltung (welche auch immer) machen?
Kommt das mit Spannung und Leistung hin, oder vertragen die beiden Schaltungen sich nicht?

Bild eingefügt

PS: Ich muss 3, 4 oder 6 Mignon Alkaline Batterien in Reihe nehmen, je nachdem wie das mit dem Platz hin kommt. Ich hoffe, dass es die 6 Batterien in Reihe werden. Im Prinzip gingen auch zwei Baby-Zellen in Reihe, aber nach der Effizienz-Kurve im Datenblatt des LT3478 sinkt die Effizienz erheblich mit der Inputspannung, weshalb wenigstens 4 Zellen gut wären.

Grüße
M.T.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: MaxTec am 13 Apr 2008  4:59 ]

BID = 515132

Ltof

Inventar



Beiträge: 9333
Wohnort: Hommingberg


Zitat :
Onra hat am 11 Apr 2008 21:22 geschrieben :

Der L200 kann übrigens (wie auch der LM317) auch als Schaltregler beschaltet werden.

Ich denke nicht, dass MaxTec das nach dem Beitrag von connor0414 versteht.

Der L200 wird als Linearregler verkauft. Was man damit machen könnte, steht auf einem anderen Blatt. Im Datenblatt steht es nicht - jedenfalls nicht in dem geposteten.

_________________
„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)

BID = 515150

Primus von Quack

Unser Primus :)
nehmt ihn nicht so ernst




Beiträge: 7389

...soll das jetzt ne "regelbare Stromquelle" oder ne "Konstantstromquelle" werden

_________________
...geguckt wird mit den Augen, nicht mit den Fingern!

BID = 515161

Onra

Schreibmaschine



Beiträge: 2488

Hallo,
3 LED mit 3,5W ergibt 10,5W, bei einem Wirkungsgrad von optimistischen 80% sind am Eingang gute 13W bereitzustellen. Bei einem max Schaltstrom des LT von 4,5A bleiben bedingt durch die Spulenstromvariation ca. 2,5A zulässiger Eingangsstrom übrig.
6 Volt am Eingang sind also Pflicht. Je höher die Eingangsspannung, desto weniger Strom wird benötigt und die ohmschen Verluste verringern sich.
Die Schaltung mit dem 555 sieht gut aus, der LT verträgt am PWM-Eingang bis 15V.

Nochmal: bist du in der Lage SMD-Bauteile zu löten?
Ach ja, wie lange sollen die Zellen denn halten?

Onra

BID = 515510

MaxTec

Gerade angekommen


Beiträge: 10
Wohnort: Siegen

Hallo!

Wenn 4 Mignon Batterien nicht passen, muss ich wohl auf Micro Batterien umsteigen. Irgendwie werde ich schon 6 V hinbekommen.

Zum SMD-Löten:
Ich habe noch nie SMD gelötet, noch nie Platinen geätzt und noch nie ein Platinenlayout erstellt. Noch nicht einmal einen Schaltplan habe ich mit einem Editor erstellt.
Es wäre schon reizvoll so einen Schaltplan professionell umzusetzen, aber zunächst wollte ich das Ding ans Laufen bringen, dann kann ich über eine SMD Version nachdenken.
Allerdings fuddel ich gerne mit einem kleinen IC rum und löte Drähte an seine Füsschen, wenn das praktikabler ist.

Die Batterien sollten einfach möglichst lange halten. Ich bin bezüglich der Batterien lieder wenig flexibel. Wenn die 2 bis 4 Stunden halten, wäre das schon gut. Bei etwas geringerer Leistung z.B. 3 W würden 4 Batterien zu je 1,5 V mit 2500 mAh immerhin "5 Studen minus Verlust" halten. Das wäre OK.

Grüße
M.T.


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