High efficient LED supply by a various input voltage

[s.o.]

Hallo,

erst einmal, nein der Beitrag (ich verwendete jetzt extra das Deutsche Wort) ist auf Deutsch.

Ich habe ein Problem. Ich habe eine variable Spannung (3V-8V) und will damit ohne klassische Konstantstromquelle die LED bei steigendem und sinkendem Strom gleich hell lassen. (Also die Led sollte gleich hell leuchten ob man 4 V am Eingang hat oder 8 V.) Dabei möchte ich möglichst wenig Energie verblasen. (Der LED stehen max. 200mA bei 6V zu! Die LED verkraftet _DAUERHAFT_ max. 1000mA und 4V)
Meine Idee war jetzt das ganze abhängig der Eingangspannung per PWM zu pulsen. (Also 3V immer an, 6 V nur x% an). Erst einmal ist das möglich ohne das die LED schaden nimmt.
Wenn ja, wie rechne ich die Leistung aus? LEDs sind ja Dioden und Dioden haben eine e-Funktion. Das heißt also der gute Atmel darf dann viel rechnen um die effektive Leistung konstand zuhalten?Beachete bitte, ich weiß nur die aktuell anliegende Spannung.

Hoffe ihr könnt mir helfen.

Michael

[s.o.]

Weis niemand rat oder schreck der englische Titel ab?

[fhs]

Hallo,


...schreck der englische Titel ab?

<Korinthenk...-Modus EIN>
1. Ja, tut er, da es besser "high efficiency LED driver for a supply voltage range of ...V to ...V" heißen sollte.
<Korinthenk...-Modus AUS>
2. Mir ist unklar, weshalb Du den Aufwand der PWM treiben möchtest, aber eine Konstantstromquelle ablehnst. Es gibt DC/DC-Konverter als ICs, die spezifisch zum Treiben von LEDs mit Konstantstrom ausgelegt und recht effizient sind.
3. In den LED-Datenblättern ist gewöhnlich ein Graph zu finden, aus dem erkennbar wird, wie hoch man mit dem Strom bei einer bestimmten Impulsdauer gehen kann, wobei auch das Tastverhältnis relevant ist, da es letztlich ja um die Temperatur des Halbleiters geht. Das und gleichzeitig die subjektive Bewertung der Helligkeit in Software umzusetzen, stelle ich mir nicht gerade sehr einfach vor.


Gruß

Fred

[PICture]

Hallo!

Zum Aufwandvergleich möchte ich eine Konstantstromquelle mit nur einem MOSFET und einem Widerstand vorschlagen.

MfG

[s.o.]

Ja, ganz einfach wird es nicht. Als Inputrange dachte ich an max. 12 V EIne Klassische Konstantstromquelle per LMxxx ist mir zu verschwenderisch. Ein DC Wandler MCxxxx braucht gleich soviel komponenten und wird so breit.
Ich werde mal nach einem Graph schauen, wieviel ich die dioden belasten kann...

[avion23]

Hallo s.o.

sinnvoll wäre es gewesen, die genauen Leistungsdaten der Led an Stelle eines falschen Titels zu posten. Die Daten, die du oben genannt hast, können nicht stimmen.

Der Wirkungsgrad einer LED steigt, wenn der Strom sinkt. Du möchtest die LED also nicht pulsen, sondern eine Konstantstromquelle bauen. Dafür gibt es 100000 Schaltungsvorschläge. Wenn du die Eingangsspannung auf 4V-8V statt 3V-8V einschränkst sogar 10x so viele. Eine kleine Auswahl
http://www.ledstyles.de/ftopic4124.html?s=ab02dd85db3611d0c79f28380ffa89f4 1505c11f

und
http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Schalt regler

[s.o.]

Hallo avion23,

vielen Dank für deine Antwort. Der Stepdowkonstantstromregler gefällt mir super! Nur wie stelle ich da den Strom ein?

Grüße

Michael

[avion23]

Falls du den zweiten link mit dem mc34063 meinst: Mittels RSC. An diesem WIderstand fällt eine Spannung ab. Der mc34063 versucht die Spannung konstant zu halten. Wegen U = R * I, U= konst, R = konst --> I = konst und wird durch die Verhältnisse bestimmt. Die Spule berechnest du lieber mit http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_e/smps_e.html . Passende Spulen hat reichelt mit der L-PISR.

Allerdings ist der MC34063 nicht mehr neu. Er regelt relativ schlecht, nutzt die Spule nicht ganz aus und hat eine hohe Referenzspannung. Neuere sind natürlich besser :)

Unter http://www.led-treiber.de/html/getaktete_treiber.html findest du auch eine "back to the basics" Version von einem Schaltregler. Den kann man auch noch nach dem nächsten Weltkrieg bauen, die n-kanal version ist ganz gut. Verwende besser die bipolar version vom ne555, die schaltet den mosfet schneller durch als die cmos version.

[s.o.]

Hallo avion23,

vielen Dank für deine Antwort. Man muss den mc34063 mit 1,25 Volt speisen. Das sollte desshalb lieber der Effizenz wegen per OPV hochverstärken. Wenn man es dann noch übertreiben will: Externe FETs.
Weist du zufällig ob der mc34063 bipolar oder fets hat? (der Verlustleistung wegen!)

Kennt jemand zufällig einen IC der eine niedrige Referenzspannung hat und sonst wie der mc34063 ist und auch noch bezahlbar ist. Also bitte keine 5 Euro Maxim Schaltwandler ;)

Die "Backtothebasics"-Version finde ich nicht so genial, da hier die Effizenz weit unter der MC Version liegen wird. Sorry.

[avion23]

Ich meine dass mc34063 gegen Masse schaltet, bipolar, mit 2V drop. D.h. für einen externen Mosfet bräuchtest du noch mindestens einen pullup, wegen der Effizienz besser einen treiber.

Wegen Alternativen: http://www.mikrocontroller.net/articles/Standardbauelemente#Schaltregler
LM2976 hat 50kHz, also machbar. Spule von Reichelt l-pisr.

Die Variante von led-treiber.de hat bei mir maximal 80%, das ist schon ganz gut :)

[BASTIUniversal]

Hi!
In der aktuellen Elektor (Dezember 08 ) ist ein Schaltplan zu einer "Geschalteten" Konstantstromquelle drin (es wird ein LM2575 zweckentfremdet). Mit Hilfe eines Potis kann man den Strom zwischen 100mA und 1A einstellen. Das ganze läuft als Step-Down Wandler und kann (abhängig von der Eingangsspannung) bis 8 Power LEDs treiben.
Der Wirkungsgrad wird mit min. 80% (bis 87%) angegeben.

Ich denke, das ist die Moderne Alternative zum MC34063. Ich werd's auf jeden Fall mal ausprobieren :)

MfG
Basti

[s.o.]

Ich habe meine Idee mit dem PWM mit meiner Höheren Spannung doch nicht ganz aus dem Kopf schlagen können, da das nur ein FET ist und ein STEPDOWN gleich so in die breite geht.

Ich will fongende LED verwenden. http://www.led-tech.de/de/High-Power-LEDs-Cree/CREE-XR-E-7090-Serie/CREE-XR-E-7090-Q5-Emitter-LT-1144_120_77.html
Um aber erstmal die PWM länge berechnen zu können habe ich mir folgendes Problem: Ich möchte die Kennlinie der DIode als Mathematische Funktion haben. Also quasi i_led(voltage)=... Nur wie stelle ich eine solche Funktion auf?

[Besserwessi]

Wenn man das per PWM Regeln will, braucht man auch einen passenden Regler, der FET allein gibt noch kein PWM außerdem braucht man noch einen passenden Vorwiderstand, der dann einiges an Wärmefreisetzen muß.
Ein Schaltregler braucht auch nicht viel mehr (Spule, oft eine Diode, 2 Kondensatoren), und dafür sollte man leichter passende ICs finden. Mit passendem IC könnte das sogar kleine werden als die PWM Regelung, denn es muß weniger Wärme abgegeben werden.

Der MC34063 ist wirklich nicht mehr der neueste, aber dafür einer der billigsten.

[s.o.]

Radio Eriwan: Ja, Besserwissi, im Prinzip hast du ja recht. Der MC34063 hat an den Transistoren einen Spannungsabfall von 2V für die Referenzspannung des Konstantstroms nochmal 1,25V, sprich 3,25V würden so verschwendet. Um das zu kompensieren bräuchte man einen FET und einen OPV um es hochzuverstärken, dann sind wir bei 3 ICs + Hühnerfutter.

Hingegen einen Controller(AVR) für das PWM habe ich eh auf der Patine. Meine Denkensweise war mit dem AVR per ADC Spannung und Strom zu messen. Der AVR gibt dann entsprechend ein PWM aus, an einen FET geht. Der FET steuert die Led durch, die als "Vorwiderstand" eine kleine Spule mit Freilaufdiode hat.
Vorteil: Bauteilarm, direkte Kontrolle des Sollstroms vom AVR
Nachteil: Hoher Entwicklungsaufwand und AVR wird (mehr oder minder) durch das Regeln belastet,

[Besserwessi]

Wenn man eine Controller mit nutzen kann, ist es natürlich möglich die Regelung durch den µC zu machen. Allerdngs wird man da eventuell auch eine Verstärkung für das Stromsignal brauchen oder mit geringer Genauigkeit auskommen müssen.