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Hallo!
ist es möglich LEDs ohne Vorwiderstand an 12V zu betreiben, wenn sie per pwm angesteuert werden? bzw was müsste ich machen, um mir den Vorwiderstand sparen zu können?
ich möchte nämlich 10 SuperFlux RGB-LEDs per PWM ansteuern, und das bräuchte n haufen 9W wiederstände.... (Die LEDs sind diese: http://www.dotlight.de/datasheets/LL-U48RGB3C-001.pdf )
Ich hoffe es gibt eine gute Lösung
Vielen Dank im voraus
mfg
m0
Hallo,
der maximal zulässige Spitzenstrom ist laut Datenblatt 100 mA. Wenn man in der Spezifikation bleiben will, muß man auf jeden Fall den Strom begrenzen.
Prinzipiell gibt es bei Wechselstrom (PWM) auch die Möglichkeit, den Strom mittels einer Induktivität oder einer Kapazität zu begrenzen. Der Vorteil gegenüber dem Ohmschen Widerstand wäre, daß die Leistung nicht "verbraten" wird. Die Leistungsaufnahme und die Verlustwärme sind also geringer. Nachteil ist der höhere Schaltungsaufwand und Preis.
Lohnen tut es sich allenfalls bei Forderung nach geringer Leistungsaufnahme (Batteriebetrieb, Abwärme), oder wenn die LEDs stufenlos gedimmt werden sollen.
Du kannst den Strom genauso gut mit zwei Transistoren in Stromquellenschaltung begrenzen. R1 ist so auszulegen, dass bei dem maximalen Strom 0.7V abfallen, in Deinem Fall also 7Ohm (6.8 in Reihe E12).
Die Anzahl LEDs, die Du in Reihe schalten kannst, hängt von der maximalen Betriebsspannung ab. Widerstand R2 ist so zu wählen dass genügend Basisstrom für die (in Deinem Fall) 100mA zur Verfügung steht.
Wenn Du R2 statt an Vcc an den PWM Ausgang des Mikrocontrollers anschließt , kannst Du darüber die Helligkeit dimmen, ohne den Maximalstrom zu überschreiten.
Vielen Dank!
Aber ogni42, verstehe ich das richtig, deine Schaltung macht im grunde nichts anderes, als bei zu viel strom auszuschalten und dann aber gleich wieder ein, eine art PWM, nur ohne feste frequenz, oder?
Bei 12V autobatterie könnte ich quasi immer 3 LEDs in reihe schalten, oder?
Und wenn der maximalstrom nicht überschritten wird brauch ich auf die Spannung nicht mehr zu achten, oder wie?
mfg
m0
Die Schaltung ist eine klassische Konstantstromquelle. Sie regelt sich automatisch und analog so aus, dass der eingestellte max. Strom fließt - sofern die Spannung groß genug ist. Wenn du ein paar LEDs in Reihe schaltest, hast du recht wenig Verluste, da die Transen ja nur den verbleibenden Spannungsabfall verbraten müssen. Es wird keine PWM erzeugt.Zitat:
Zitat von m0
Noch sparsamer geht es ggf. mit PWM, aber dafür mit viel größerem Schaltungsaufwand. Hier würde ich mal nach entsprechenden Chips von Maxim etc schauen.
Sigo
ah sehr gut!! vielen vielen dank! nun aber noch etwas... 100mA dürfen ja nicht dauerhaft auf die LED, sndern nur maximal, kann ich trotzdem 100mA als Strom einstellen, weil es ja ständig geregelt wird, oder muss ich den normalen dauerstrom einstallen? und die spannung ist egal solang der strom geregelt ist, oder?
mfg
m0
Du musst den Strom so einstellen, dass der Maximalstrom (besser noch, der Nominalstrom) der LED nicht überschritten wird.
Sofern Du mit PWM dimmen willst, kannst Du auf den Maximalstrom gehen, musst dann aber das Puls/Pause-Verhältnis der PWM so anpassen, dass Du die LED nicht grillst.
Auf Dauer geht, wie der Name sagt, nur der Dauerstrom ;-)
Als R2 würde bei einem normalen 5V-Signal 1kOhm in Ordnung sein, oder? das sollte mein PIC dann auch gut schalten können, oder müssen da tatsächlich 100mA fließen? der PIC leistet ja maximal 20mA... ?? sorry für die vielen doofen fragen aber ich bin im moment etwas verwirrt
R2 soll den Basis-Strom für Q2 liefern, damit dieser leitend wird.
Für etwa 100mA LED-Strom und einem Verstärkungsfaktor (hFE) von 100 bei einem 'normalen' NPN-Transistor (der BC337-40 hat 250) ist ein Basisstrom von Ib = Ic / B = 100mA / 100 = 1mA erforderlich.
Bei einem 5V µC-Ausgang minus 0,7V Basis-Emitter-Spannung errechnet sich der Widerstand: R = U / I = 4,3V / 1mA = 4,3kOhm. Der nächst tiefere Wert wäre 3,9kOhm.
An R1 müssen bei 100mA LED-Strom 0,6V abfallen, damit Q1 leitend wird und den Strom über R2 für die Basis von Q2 'runter zieht'; so wird der LED-Strom auf ca. 100mA begrenzt.
R1 errechnet sich: R = U / I = 0,6V / 0,1A = 0,6Ohm.
und für eine RGB-LED ists der Aufbau, Werte entsp. anpssen - und ganz wichtig, das C (100p) nicht vergessen!!!!
Hallo!
Und was genau bewirkt hier jetzt der Kondensator? Die Schaltung ist ja dieselbe wie oben von ogni42, nur mit PNP-Transistoren... Der Kondensator müsste ja dann theoretisch auch oben rein, oder? mir leuchtet nur nicht ganz ein was der bewirkt... vielleicht kann mir das noch jemand erklären... ich weis ich bin recht blöd aber in die Richtung habe ich bisher noch nichts mit PWM und Transistoren gemacht und ich würde das gern ganz verstehen...
Vielen Dank für alles!!!
mfg
m0
Hallo m0!
Ich nehme an, du willst mittels PWM die Farbe der RGB-LEDs steuern. Dann geht die Serienschaltung der LEDs nicht, weil sie eine gemeinsame Anode haben. In dem Fall würde ich an deiner Stelle einen DC/DC-Wandler (12V->5V) kaufen und die Schaltung für 5V auslegen. Dann kannst du ganz normale Vorwiderstände für jede LED nehmen. Die gemeinsame Anode der LEDs an die +5V klemmen und pro Farbe einen Leistungstransistor BD433, BD131, BD235 oder ähnlich einsetzen. Emitter des Transistors an Masse, Kollektor an die 10 Vorwiderstände einer Farbe. Basis des Transistors über einen 390Ohm an den µC zur PWM-Ansteuerung.
Vorwiderstand für grüne und blaue LED: 22 Ohm
Vorwiderstand für rote LED: 39 Ohm
Der max. Strom wird dadurch auf ca. 55mA pro LED begrenzt.
Waste
Sowas blödes...daran hab ich gar nicht mehr gedacht... das ist ja der wahnsinn.... verdammt
für 12 LEDs brauche ich dann ja einen wandler der 3A aushält, der würde mich ja ein Vermögen kosten..... gibt es vieleicht noch eine andere Möglichkeit? vielleicht ein IC oder keine Ahnung, denn wenn ich die Strombegrenzung für 12x3 LEDs einzeln aufbaue wird das ja auch riesig.... hat vieleicht noch jemand eine idee??
danke für den tipp waste!
m0
Nein, auch die gängigen RGB LEDs (zumindest die, die ich kenne) verkraften max 25mA Dauerstrom. Bei 36*25mA bleibst der Gesamtdauerstromverbrauch unter 1A
Schau dir das Datenblatt meiner SuperFlux-LEDs an da braucht Rot 80mA und grün und blau jeweils 75mA ;) das ist ja grad mein Problem, gibt es eine Möglichkeit (wielleicht per PWM mit pulse/pause-Verhältnisvon ca 3/5 und einem Elko) die 12V auf 5V zu regeln?
Hoppla, hatte ich übersehen :oops:
Als Schaltwandler könntest Du den LM 2576-5.0 einsetzen. Der kostet bei reichelt 1,60 plus Kleinkram. Sollte also mit <5€ auskommen.
Dann geht wastes Vorschlag.
Also ich möchte mal zu Denken geben, wenn Du die LEDs mit Überspannung/Strom betreibst und nur via PWM auf die richtigen Werte regelst, gehst Du in meinen Augen ein Risiko ein ... dafür sind Material und Arbeitszeit zu schade, find ich ;-)
Denn ein unvorhergesehender Programmschritt kann dazu führen, daß der Port länger als die "normale" Zeit High bleibt, z.B. wenn Du einen Interrupt via Serielle verarbeitest oder auch nur normale Programmierfehler machst ... dann war es das letzte Leuchten ... wenn Du dagegen ein geschaltete Stromquelle nimmst, die auf 20 mA eingestell ist, passiert nix. Auch sind Bauteiltoleranzen dann egal!
Meine oben gezeigte Schaltung ist auf 20 mA ausgelegt, denn sie ist für RGB-Leds bei mir in Verwendung :-)
Und das C dient dazu, eine Schwingverhalten zu vermeiden!
Leider gibt es diese geschaltete Stromquelle nicht als "ein Bauteil".
ok, dann kann ich ja mehrere LED Parallel anschließen und dafür den strom stärker einstellen, und was habe ich dann für verluste? die gleichen wie wenn ein Wiederstand den überschuss verheitzt? nicht oder?
Hallo
Schau doch mal das Datenblatt von dem LED Treiber ZXLD1350 von Zetex an( Hab leider jetzt den Link nicht)
Das Teil gibt es bei Farnell schon für 1,11€ es kann bis 350mA Strom liefern und ist dazu noch schön klein.
Hier ist der Link zum Datenblatt http://www.farnell.com/datasheets/79524.pdf
Auch der ZXLD1350 ist nicht zur Lösung des Problems der RGB-LEDs geeignet.
Es ist ein Buck-Controller / Step-Down-Wandler mit Strombegrenzung erforderlich, der die Plus-Leitung 'schaltet' und regelt und auch in der selbigen, also High-Side den aktuellen Strom mißt.
Die mir bisher bekannten Regler messen alle über einen niedrigen R im GND-Zweig den Strom. Es muß aber für 3 LEDs mit gemeinsamer Kathode getrennt der Strom gemessen werden.
Also, ich habe jetzt einen Schaltregler aufgebaut, mit dem ich die Spannung so regle, dass ich nurnoch 10Ohm Vorwiderstände brauche, jedoch schalte ich die LEDs mit einem BC338-25 Transistor, und wenn ich mehrere LEDs in reihe schalte, trotz separatem Vorwiderstand, wird der Strom schwächer, der durch jede einzelne LED fließt.
Kann das daran liegen, dass ich den Transistor mit einem 500Ohm widerstand ansteuere, und somit an der Basis "nur" 10mA fließen, oder woran könnte das liegen?
Vielen Dank schonmal!
m0
Poste doch mal den Schaltplan, bitte.
Wie hoch ist die Betriebsspannung, wieviele LEDs schaltest du in Reihe und wie hoch ist deren Durchlassspannung ?
500 ohm klingt gut bei einem minimalen Stromverstärkungsfaktor vom 100 und 5 V sinds genau 1A
Schaltplan kann auch nie Schaden
MfG Matthias
LEDs parallel schalten ist keine gute Idee, weil die unterschiedliche Durchlassspannungen haben, auch baugleiche (Exemplarstreuung, unterschiedliche Temperatur, etc). Die LED mit dem niedrigeren V_F bekommt dann Überstrom.