Konstantstromquelle 1.4A ?

[Crazy Harry]

hallo @ all,

ich suche eine schaltung für eine 1.4A-konstantstromquelle. mir ist klar, daß ich dabei evtl. recht hohe verlustleistungen habe (dewegen gefällt mir das ganze eigentlich auch nicht :D ).

betrieben werden soll damit eine LED 14V/1.4A 20W - ja ich hab seit letzter woche 2 von den dingern zu hause liegen :)

danke & gruss
harry

[robocat]

guten morgen,
der gute alte lm317 sollte dafür taugen. guck mal in das datenblatt von national (640kB), da sind einige anwendungsbeispiele drin.

die schönste lösung ist das aber nicht, selbst bei nur 1,2V spannungsabfall am regler (minimum) bist du schon bei 1,68W abwärme.

was sind denn das für monsterleds?

gruesse

[nikolaus10]

Hallo

14Volt ? kommen die aus dem PKW Bereich ?
Hast du mal ein Datenblatt dazu, kann sein das die auch anders betrieben werden?

MFG

[avion23]

Hallo Harry,
verrat uns bitte noch deinen Eingangsstrom/Eingangsspannung. Ist die LED von Osram? Wie gefälllt dir die Lichtfarbe und welchen Reflektor hast du benutzt?

Wenn U_in nur wenig größer als U_out und konstant: Widerstand
Wenn U_in größer als U_out: http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle
Das Prinzip mit dem alten MC34063 kannst du abändern. Der MC.. ist grundsätzlich ein voltage mode Schaltregler, d.h. er versucht eine konstante Ausgangsspannung zu halten. Die "Ausgangsspannung" ist hierbei der Widerstand Rx, an dem eine Spannung abfällt, die dann vom Schaltregler geregelt wird. In dem Vorschlag ist diese aber enorm hoch, ich würde da eher einen kleinen Shunt (günstig bei Conrad!) und einen opamp à la LM358 verwenden.
Der MC34063 ist schon etwas älter, sein Wirkungsgrad ist nicht so toll. Schau dir mal die LT dinger an, da gibt es ein paar nette Sachen mit mehr Funktionen und besserem Wirkungsgrad.
Wenn du eine Spule kaufst solltest du diese etwas überdimensionieren, zumindest den zulässigen Strom. Diode sollte schottky sein, weil du sonst viel Verlustleistung (schwierig zu kühlen) und damit auch Wirkungsgradverlust hast.

Ansonsten:
Falls es linear sein soll kannst du einen Shunt verwenden, mit einem operationsverstärker die abfallende Spannung verstärken und damit einen Mosfet ansteuern. Der LM317 braucht leider ziemlich viel Spannungsabfall am Widerstand (1.25V) und zusätzlich noch etwas Spannung zum regeln (~2-3V). Macht zusammen ~4V Verlust, als U_in > 18V, sind 22% Verlustleistung im günstigsten Fall! Die opamp + mosfet lösung braucht weniger raum zum regeln.

[Crazy Harry]

ja klar ein datenblatt hab ich selbstverständlich

ich habe das teil mal am woende getestet und es dazu auf einen pentium 4 kühler geschraubt. ich habe festgestellt, daß der strom bei erwärmung stark ansteigt ----> lüfter auch angeschlossen dann gehts.

momentan denke ich an eine konstantspannung (step-down-wandler; LM2576) mit vorwiderstand (0.33 - 0.5 ohm) und dauerlüfterkühlung nach.

achsoja: die leds gibts auch mit 50 und 100W :D

[EDIT]als farbe habe ich cold white genommen und verglichen mit einer 50W/12V halogenlampe ist die LED g e n i a l :)

die kennlinie ist wohl sehr steil: 12V 25mA ..... 14V 1.4A

[avion23]

Hey Harry,
du hast die LED doch wohl nicht über die Spannung gesteuert? Das macht man nicht ;) Du meinst ja selbst, dass die Kennlinie sehr steil ist. Der Temperaturkoeffizient ist -2mV/K.
Also bei 25°C Umgebungstemperatur und T_j = 125°C ist
Delta(T) = 100°K,
Delta(V) = -2mV*100 = -0.2V also ganz ordentlich zusammen mit der Serienstreung.

momentan denke ich an eine konstantspannung (step-down-wandler; LM2576) mit vorwiderstand (0.33 - 0.5 ohm) und dauerlüfterkühlung nach.
Was sagst du zu meinem Vorschlag? Stromgesteuerter Schaltregler, *eigentlich* ziemlich einfach.

Zur LED: Klingt nach einem Monster. 880lm sind nice. Freut mich, dass du zufrieden damit bist.

[robocat]

tut mir leid, wenn mein vorschlag mit dem LM317 ein griff ins klo war. ich dachte, dass man mit den 1,25V rechnen kann, weil nach oben (>14V) ja nie geregelt werden muss, und es damit praktikabel wird, wenn die Versorgungsspannung nicht weit >15,25V liegt.

gruesse

[Crazy Harry]

Was sagst du zu meinem Vorschlag? Stromgesteuerter Schaltregler, *eigentlich* ziemlich einfach.


ich hab mir gerade das datenblatt des MC34063 angeschaut: interessant wenn der wirklich die angegebenen 1.5A dauerhaft kann. allerdings bräuchte ich da eine "fertige" schaltung, da ich nicht so der analog-mann bin [-(

[EDIT] @avion23: schau dir bitte mal dan angehängte bild an. gehe ich recht in der annahme, daß der Widerstand Rsc für die Strombegrenzung zuständig ist ? ich glaube ich muß das mal praktisch testen ;)

[shaun]

Zerschiess Dir nicht Deine schöne LED! Der MC34063 kann SPITZE 1,5A, da muss schon was Dickeres her. Irgendein integrierter 3A-Schaltregler vom Schlage LM25xx mit 1,25V Sense-Spannung, Shunt in die Masseleitung, macht zwar immer noch 1,7W Verlust, aber allemal besser als ein Längsregler.

@avion: wo kommen die 2mV/K her? Das passt für einen Si-pn-Übergang, so ein Compund-Halbleiter wie eine LED dürfte insbesondere bei DER Flussspannung noch eine Ecke mehr haben.

[avion23]

Hallo Harry,
sei vorsichtig bei meinen Tipps, die sind reine Theorie ;) Der Rsc ist meines Wissens nach eine Art "Kurzschlussschutz", wenn z.B. die Spule in die Sättigung geht oder ein am Ausgang hängendes Bauteil gestorben ist, wird die High-phase vorzeitig abgebrochen. Meines WIssens nach darf dieser nicht für eine Konstantstromquelle missbraucht werden.
Die Bauteile die du suchst sind R1, R2. Dieser Spannungsteiler teilt die Spannung U_out im Verhältnis 3:1. D.h. R_ges = 4.8k, also regelt der Wandler auf V_ref * R_ges/R1 = 1.25V * 4.8k/1.2k = 5V. Ich hoffe, es war bis hierhin verständlich...

Was du schaffen musst ist an diesem Pin 1.25V im optimalfall anliegen zu haben, den Rest macht der Regler. Du könntest wie shaun gesagt hat einen shunt verwenden. Das wären dann
U_shunt = R_shunt * I
R_shunt = I / U_shunt
R_shunt = 1.4A / 1.25V
R_shunt = 1.12Ω
Mit der Verlustleistung von
P_shunt = R_shunt * I²
P_shunt = 1.12Ω * (1.4A)²
P_shunt = 2.2W was IMO ziemlich viel ist.
Bei einem shunt mit R_shunt2 = 0.05Ω (2*0.1Ω parallel) und einem opamp zur Verstärkung wären wir bei
P_shunt2 = 0.05Ω * (1.4A)²
P_shunt2 = 98mW + minimale Verluste im opamp. Deswegen habe ich diesen Vorschlag gemacht.

Die angegeben 1.5A sind leider maximal :( Und dazu fällt bei 1.5A ziemlich viel Spannung ab. Besser wäre ein externer Schalter, also mosfet, mit push-pull stufe davor. Oder du machst es wie shaun gesagt hat mit LM25??, das ist insgesamt billiger und du hast einen höheren Wirkungsgrad.

Wäre nett, wenn jemand die Fehler in meiner Rechnung korrigiert damit es nicht in alle Ewigkeit so stehen bleibt.

@shaun
Dir muss ich das mit dem korrigieren ja nicht mehr sagen ;) Die -2mV/K habe ich mir irgendwann mal angelesen und gemerkt, ich weiß nicht mehr woher. Onsemi gibt an:

Forward voltage:
All LEDs exhibit forward voltage variation as junction temperature changes. The temperature coefficient depends from junction type. InGaAlP LEDs (Yellow and Amber Red) have a coefficient of between -3.0 mV/K to -5.2 mV/K, and the InGaN LEDs (Blue, Verde Green, and White) have a coefficient of between –3.6 mV/K and -5.2 mV/K. (Golden Dragon LWW5SG)
aus: http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/TND328-D.PDF
Also danke für die Korrektur, da es 4 Leds seriell verschaltet sind (Annahme), könnten es -20mV/K sein. Das ist verdammt happig.