PWM glätten

[Hellmut]

Ich hatte am Ausgang meiner Überlegung noch keine Ahnung was an Überlegungen in dieses Teilprojekt kommen könnte, ich hatte aber ein ungutes Gefühl das mich anfing immer mehr zu belasten. Die letzten Beiträge hier sagen mir soviel, dass ich jetzt mein Gefühl als guten Hinweis bestätigen kann.
@Willa: Den Baustein von Maxim und Infos zu Applikationsnoten, usw. habe ich begonnen zu studieren. Die Appnote die ich gerade lese bestätigt die hier gemachten Aussagen und es scheint Bauteile für diese Funktion zu geben, welche aber für die konkrete Anwendung dimensioniert werden müssen!
@harry3: Danke. Ich hätte eigentlich auch durch eigene Überlegung dazu kommen können das die Freilaufdiode den PWM Generator vor den induzierten inversen Spannungen der Induktivität schützen müssen!
@dennisstrehl: Das Bordnetz wird nominal 24V aus Akkus haben, also die Spannungsvariabilität von Voll bis Leer haben (20V-28V worst case). Also die Bandbreite amuß bei der Dimensionierung für den worst case ausgelegt sein! Die circa 30 LEDs gleichzeitig regeln, getrennt davon die 4 Hochleistungsleds.
Schock: Addieren sich die Vorwärtspannungen der LEDs bei Reihenschaltung? Ich dachte z. B. 10 LEDs in Reihe, die Vorwärtsspannung von 3,6V anlegen und einen Vorwiderstand wählen um den Strom auf einen maximalen Wert von vielleicht 25mA zu begrenzen und dann die PWM um bis auf 0mA herunter dimmen zu können. Liege ich da falsch?
Die nicht lineare Charakteristik der Dimmung wollte ich in Software verbergen. Ein mega8 misst die Länge des Impulses am Empfänger der R/C-Fernsteuerung und verteilt den wahrgenommenen Dimmbereichverlauf über den Regelbereich in entsprechende PWM-Signale um.
Nochmals erweiterte Hintergrundinfos:
Die gedimmten circa 30 LEDs sollen indirekt das Deck beleuchten und damit bei Nachtfahrten das Deck blendfrei sichtbar machen. Am Sender steuere ich das mit einem Proportionaldrehkopf.
Die vier HochleistungsLEDs sollen die Segel beleuchten und damit bei Nacht sichtbar machen. Durch das Dimmen der 4 LEDs die unter Deck durch verglaste wärmebeständige Öffnungen von 20x20mm die Segel beleuchten kann man optisch die Segel aus dem Dunkeln ins Licht und zurück dimmen und so die Aufmerksamkeit der Beobachter gewinnen. Die Segelfläche ist etwa 1,5 Quadratmeter groß.

[dennisstrehl]

> "Schock: Addieren sich die Vorwärtspannungen der LEDs bei Reihenschaltung?"

Ja. Bei der Parallelschaltung addieren sich dagegen die Ströme der LEDs. Die LEDs sollte man aber nicht direkt parallel schalten, wegen Toleranzen und Temperaturabhängigkeit der Spannung an der LED.

Wenn man nur mit Vorwiderstand arbeitet, muss man bei der Bordnetzspannung eine Abwägung treffen. Wenn man eine einzelne LED und einen Vorwiderstand zusammenschaltet, ist der Strom halbwegs konstant bei sich ändernder Bordnetzspannung, jedoch werden 16,7V-24,7V "verheizt".
Wenn man mehrere LEDs in Reihe mit einem Vorwiderstand schaltet, ist die Spannung die am Widerstand abfällt kleiner, was weniger Verlustleistung erzeugt, aber der Strom ist dann stärker von der Bordnetzspannung abhängig.

Helfen könnte ein Spannungsregler auf 18 V (781. Wenn man dann 4 von den kleinen LEDs in Reihe schaltet, hat man schonmal 13,2 Volt, die restlichen 4,8 Volt bleiben für den Vorwiderstand. 4,8 Volt / 0,02 Ampere = 240 Ohm. In einem Vorwiderstand werden dann 96 mW verheizt, das benötigt zumindest keine eigene Kühlung und die Helligkeit ist durch den Spannungsregler unabhängig von der Bordnetzspannung. (Außer vielleicht im äußerst unteren Bereich.) Gesamtwirkungsgrad sind etwa 66% bis 47%, Eigenverbrauch des Reglers nicht mitgerechnet.

Als Alternative dazu könnte man den Stromregler auch selbst aufbauen.
http://www.elektronik-kompendium.de/...lt/0210253.htm .
Der Spannungsregler fällt dann weg, man kann dann wahrscheinlich 5 LEDs in Reihe schalten, der Wirkungsgrad wird etwas besser.

Meiner Meinung nach lohnt sich für die kleinen LEDs kein Schaltregler.


Nun zu den großen LEDs. Da werden dann entweder Leistungswiderstände fällig und Transistoren / Spannungsregler müssen gekühlt werden. Oder man setzt auf Schaltregler. Ist aber halt aufwendig.

[Ceos]

ausserdem kann man sich ja je nach anordnung der LEDs auch mit bissl bastelei und paar SMD widerständen aushelfen ... verlust hin oder her ... so bleibts relativ klein, wird halt nur n 5mm raster und kein 2.54er

dann klappts auch mit dem parallelschalten

EDIT: muss zugeben war zu faul alle posts nochmal zu lesen ... am aber den treiber bloß nich vergessen, n controller schafft kaum mehr als 2 - 3 LEDs pro pin

[wkrug]

Wenns um einen Schaltregler für High Power LED's geht würd ich mir mal den LM 3404 anschauen.
Er hat einen integrierten Stromregler und einen TTL Kompatiblen Dimm Eingang für PWM Signale.
Guck mal auf der Seiten von Herrn Plischka:
http://www.plischka.at/Leddriver_LM3404.html

[hardware.bas]

Um die, bei günstiger Bemessung geringen Verluste einer Strombegrenzung
für den LED-Strom wird man meistens nicht herumkommen. Das ist jedoch
nicht "Schuld" der PWM. Die PWM sorgt für SCHALTBETRIEB des Leistungs-
transistors bzw. Schaltgliedes, welches die LED ansteuert und verhindert
Leistungsverluste und Wärmeentwicklung in Diesem. Daher darf diese
weder geglättet, noch deren Kanten verschliffen werden. Das Einfachste
beim Flackern ist die Erhöhung der Frequenz, da führt kein Weg vorbei,
ein Blinkgeber ist ja auch PWM und da regt sich keiner auf, wenn bei
dem die Frequenz verändert werden soll. VG Micha

[Besserwessi]

@Hardware.bas: Bei leds kann man beim PWM Singnal auch ruhig einen RC filter zwischenschalten. Die LEDs reagieren nähmlich auf den mittleren Strom, nicht auf den Effektivwert wie eine Glühbirne. An welchem Widerstand man die überschüssige Spannung verheitzt ist für den Wirkungsgrad egal. Mit der Spule, Diode Kombination (notfalls auch ohne Kondensator) nutzt man die extra Spannung dagegen, genau wie beim Schaltnetzteil.


Auch bei den kleinen LEDs könnte sich ein Schaltregler lohnen. Allerdings wohl eher eine gemeinsame einfache Spannungsregelung auf stabile 19 V. Damit könnte man dann gerade noch jeweils 5 LEDs (bei 3.6 V) in Reihe Schalten. Die 30 LEDs sind dann immernoch 6 Stränge oder 120 mA.

[hardware.bas]

Bei PWM geht es in erster Linie darum, die Verlustleistung vom
Treibertransistor fernzuhalten. Der Vorwiderstand bildet mit der LED
den Verbraucher und muss so konzipert werden, daß die maximale
Leuchtstärke möglich ist. Der Vorwiderstand plus LED bildet zusammen
den Verbraucher, egal ob PWM oder nicht. Bei PWM gehts einzig und
allein um die Ansteuerung. Verschleifung und Glättung mit RC-Gliedern
ist nutzloser Bauelementeaufwand und macht das System ausserdem noch
träge. Und mit reiner PWM kann ich die (resultierende) Leuchtstärke
voll und ganz über die Sotware steuern, ohne irgendwelche Zeitkonstanten
und Nichtlinearitäten, bedingt durch Kennlinienkrümmungen des
Treibertransistor zu berücksichtigen. PWM ist konsequenter Schaltbetrieb.
VG Micha

[Hellmut]

@Willa: Maxim hat einige sehr interessante Bauteile für den Automobilsektor. Danke für den Tip! Werde Rückmeldung geben sobald ich meine schaltung, wie auch immer, stehen habe.

[flo1]

hey wer spricht denn hier von LEDs ich will den pwm nicht zum dimmen von irgentwas haben ich möchte einen möglichst sauberen A/D Wandler haben.
Und alles ausser PWM dürfte sich ein bischen schwirig gestallten.

Ich glaub ich mach das jetzt so 100 kOhm wider stand Kondensator gegen Masser 100kOhmWiderstand Kondensator gegen Masser und OPV

[hardware.bas]

Meinst sicher D/A-Wandler? VG Micha