Unklarheiten zu Leerlauf von Netzteilen

Schaltungen, Widerstände, Spannung, Strom, ...

Moderator: T.Hoffmann

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grange
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Do, 20.10.16, 11:30

Hallo Leute,

habe leider noch nicht viel Erfahrung mit Elektronik im Allgemeinen, mir schwirrt aber seit einiger Zeit folgende Frage durch den Kopf.
Dazu einmal folgende Annahme: ich hätte gerne eine Lampe, die ich über einen µC ein- und ausschalten sowie dimmen kann. D.h. der Lichtschalter unterbricht nur den Stromkreis, alles andere könnte dann z.B. über Smartphone gesteuert werden (in ferner Zukunft, nur der Übersicht halber). Ich denke da an ein z.B. 12V-Netzteil, wobei ich den µC über eine Step-Down-Converter mit 5V versorge und eine andere Leitung vom Netzteil mittels Transistor mit PWM-Ausgang des µC und KSQ für die LEDs verbinde. D.h. über PWM und Transistor wird der Stromkreis zwischen KSQ Und Netzteil geschlossen.

Ich hoffe dass das zumindest soweit mal Sinn macht. Die eigentliche Frage ist aber: solange der PWM-Ausgang aus ist, befindet sich das Netzteil ja im Leerlauf. Ich habe schon öfter gelesen, dass das unbedingt zu vermeiden ist und weiß daher jetzt nicht, ob und wie ich dieses Problem umgehen kann. Wie realisiert man solch eine Schaltung denn richtig ohne mechanischen Schalter? Was ist zu beachten in Sachen Verlustleistung etc.?

Bin für jeden Hinweis dankbar, man möge mir verzeihen wenn der ganze Ansatz bereits Blödsinn ist.
Vielen Dank & lg
K Mader
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Do, 20.10.16, 11:49

Hallo Grange,

es steht doch schon in der Bibel: Du sollst dich nicht lassen gelüsten auf der Ausgangsseite einer Konstantstromquelle zu schalten.
(Kann auch sein dass ich das falsch in Erinnerung habe :D)

Ansonsten hast du folgendes Szenario:
- PWM "An": LEDs Leuchten, alles ok
- PWM "Aus": LEDs sind aus, KSQ möchte weiter den Strom fließen lassen und erhöht die Spannung so weit es geht
- PWM wieder "An": Die Hohe Spannung der KSQ wird auf die LEDs geschaltet, wodurch ein zu hoher Strom fließt und die LEDs schädigt/zerstört.

Wenn du unbedingt eine Konstantstromquelle brauchst nimm eine die dimmbar ist, der du direkt mit dem Controller das PWM-Signal geben kannst.
Passend wären da z.B. die Meanwell LCM-Geräte.
Die bieten übrigens sogar nen Ausgang mit 12V und 50mA, für 'nen Controller reicht das ja ewig. :)

Wenn du Konstantspannungsleisten hast (12V, 24V, o.Ä.) ist dieses Problem nicht gegeben, da die Spannung ja (wie der Name schon sagt) konstant ist.
Bei Konstantspannungsgeräten ist ein Leerlauf auch kein Problem, wenn es sich denn um eines handelt das für Beleuchtung zugelassen ist.

Um einen Mikrocontroller zu betreiben habe ich schon diese Geräte benutzt: http://www.leds.de/95041
Bei einer geringen Belastung (bis 650mA) liefern die Geräte eine schöne 6V Konstantspannung (Spannungsregler oder Dioden dahinter & fertig).
Effizient sind die Würfel zwar nicht, aber bei den paar mA die so'n Controller braucht - kein Problem.

Wenn du das Netzgerät dann noch zum Stromsparen eingangsseitig schalten möchtest geht das entweder über Relais oder Triacs. :)

Gruß
K Mader
grange
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Do, 20.10.16, 11:54

Hallo K Mader und danke für deine Einwände.
Die Idee war ja, die KSQ eingangsseitig zu schalten das Netzteil allerdings wäre quasi ausgangsseitig geschalten.
Mit einer dimmbaren KSQ würden die Transistoren wegfallen, das gefällt mir schon gut. Nur das Problem mit dem Leerlauf am Netzteil bliebe, außer man verwendet eine KSQ mit 230V AC Versorgungsspannung. Da ich aber in weiterer Folge auch noch einen RGB-Strip ebenso schalten möchte (oder vielleicht Gruppen von LEDs einzeln schalten), wäre mir eine Lösung mit einem Netzteil und ggf. mehreren KSQs mit 12V Input lieber.

Edit: habe mir deinen Link angesehen, du meinst also dass bei dieser KSQ quasi der positive Nebeneffekt abfällt, dass die Ausgangsspannung auf max. 10V beschränkt ist (bei 350mA) und ich da einfach den µC parallel dranhängen könnte? Habe schon öfter wegen KSQ gesucht und finde da meistens kein Gerät das genau zur gewünschten Dimensionierung der LEDs passt (oder sehr teuer), daher dachte ich an einen variableren Ansatz.

lg & danke nochmals
Borax
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Do, 20.10.16, 14:41

befindet sich das Netzteil ja im Leerlauf. Ich habe schon öfter gelesen, dass das unbedingt zu vermeiden ist
Nur wenn das Netzteil eine KSQ ist (Konstantstromausgang). Wie K Mader auch schon sagte, ist das bei Konstantspannungsnetzteilen überhaupt kein Problem. Der Leerlaufstromverbrauch bleibt Dir dann natürlich erhalten. Bei guten 12V Netzteilen liegt der aber auch meist unter einem Watt. Noch weniger geht auch. Ich verwende hierzu Nokia Netzteile. Die versorgen den µC mit 5V (oder 3.3V) welcher dann ein bistabiles Inrush Relais schaltet und damit die 230V KSQ ein/aus schaltet bzw. auch dimmt. So kann man den Leerlaufstromverbrauch auf weniger als 0.1W drücken (siehe auch: viewtopic.php?f=35&t=17478&p=177585 )
Habe schon öfter wegen KSQ gesucht und finde da meistens kein Gerät das genau zur gewünschten Dimensionierung der LEDs passt (oder sehr teuer), daher dachte ich an einen variableren Ansatz.
Um welche LED geht es denn? Von Anvilex gibt es kleine KSQs (zum Anschluss an Konstantspannungsnetzteile) die sehr präzise 'gestückelt' sind: Von 100mA bis 900mA in 50mA Abständen ist alles vorhanden. Per PWM dimmbar sind die auch. Solche hier: http://shop.anvilex.de/index.php?route= ... gory_id=59
grange
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Fr, 21.10.16, 09:59

Hey Borax,

auch an dich vielen Dank für die Erläuterungen.
Den µC über ein eigenes Netzteil zu versorgen wäre wahrlich die einfachste Lösung, da hast du Recht. Der Leerlaufstrom wäre mir auch egal, da ich ja die Lampe auch über den Lichtschalter komplett vom Strom trennen kann. Die Idee ist ja nur, eine Effektbeleuchtung zu haben, bei der wahlweise auch ein Leselicht o.Ä. zugeschaltet werden kann.

Die Anvilex-KSQ schauen sehr interessant aus, kannte ich bisher nicht. Die haben jetzt z.B. eine Versorgungsspannung von 6-30V (http://shop.anvilex.de/index.php?route= ... uct_id=177)
Angenommen ich möchte nun der Einfachheit halber n Stränge mit je 9 3V LEDs betreiben, dann suche ich mir ein passendes Netzteil (n*27V + Toleranz Ausgangsspannung) und verbinde die n KSQs direkt mit dem Netzteil und die PWM Ausgänge am µC mit dem PWM-Eingang der KSQs.

Lt. Datenblatt (http://www.anvilex.de/extern/documents/ ... asheet.pdf) verträgt jetzt der DIM-Port z.B. 0,2 - 2,5V Spannung. Nur leider finde ich nicht heraus, wieviel Spannung z.B. der ATMEGA32 am PWM-Port anlegt. Ist das immer die Versorgungsspannung? Oder wonach müsste ich da im 350-Seiten-Datasheet suchen? :-D
Und weiters würde mich interessieren, wie ich berechnen kann wieviele KSQ der µC gleichzeitig über PWM ansteuern kann. Dazu fehlt mir der Ansatz.


Dankeschön jedenfalls für eure Hilfe, ihr habt mir einiges Licht ins Dunkel gebracht!
lg & ein schönes Wochenende!
Borax
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Fr, 21.10.16, 11:55

Der Leerlaufstrom wäre mir auch egal, da ich ja die Lampe auch über den Lichtschalter komplett vom Strom trennen kann.
Ja. Aber dann ist auch der µC 'aus' und startet mit 'Defaultwerten' (oder Du speicherst jede Einstellung im EEPROM.
Die Anvilex-KSQ ... haben jetzt z.B. eine Versorgungsspannung von 6-30V
Ja. Es gibt aber auch 'HV' Varianten die bis zu 48V Eingangsspannung vertragen.
Angenommen ich möchte nun der Einfachheit halber n Stränge mit je 9 3V LEDs betreiben, dann suche ich mir ein passendes Netzteil (n*27V + Toleranz Ausgangsspannung) und verbinde die n KSQs direkt mit dem Netzteil und die PWM Ausgänge am µC mit dem PWM-Eingang der KSQs.
Ja. Mehr oder weniger. Weil:
...verträgt jetzt der DIM-Port z.B. 0,2 - 2,5V Spannung
Genau. Deshalb den Dimm-Eingang mit einem 'Open-Collector'-Transistor ansteuern. Dann ist die Spannung vom µC ziemlich egal (ob 3.3V oder 5V - was die typischen Werte sind). Vom PWM-Port also über einen (oder x - je nachdem wie viele KSQs angesteuert werden sollen - das dürfen auch unterschiedliche Typen sein) 10KOhm Widerstände auf die Basis eines Billig-NPN Transistors (z.B. BC547C - die bekommt man für rund 2€ per 50 Stück: http://www.ebay.de/itm/50x-Stk-BC547-BC ... SwFqJWjCSt ). Emitter und Kollektor werden dann am Dimm-Eingang und DC- Eingangg der KSQ angeschlossen.
Und weiters würde mich interessieren, wie ich berechnen kann wieviele KSQ der µC gleichzeitig über PWM ansteuern kann. Dazu fehlt mir der Ansatz.
Der PWM Port kann locker 10mA treiben. Bei 5 V und 10 KOhm fließen rund 0.5mA. Wenn Du also die KSQs so wie angegeben über Open Kollektor Transistoren mit 10 KOhm Basiswiderstand betreibst, kannst Du locker 20 davon an einem PWM Pin betreiben.
grange
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Fr, 21.10.16, 12:49

Perfekte Antwort! Vielen, vielen Dank dafür :)
Borax
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Fr, 21.10.16, 14:16

Gerne. Hier hab ich noch ein paar Messungen/Anmerkungen zu den Anvilex-KSQs:
viewtopic.php?p=188442#p188442
Datenblatt zu dem Chip: http://www.diodes.com/_files/datasheets/ZXLD1366.pdf
grange
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So, 27.11.16, 14:51

Hallo nochmal,

mir ist heute aufgefallen, dass ich deinen Beitrag wohl nicht verstanden habe. Und zwar geht es um die Beschaltung mittels Open-Collector-Ausgang. Ich habe dazu heute auf diversen Seiten nachgelesen, verstehe aber dennoch nicht, wie der Open Collector das Problem der verschiedenen zulässigen Eingangsspannungen löst.

Und zwar verstehe ich das Konzept so: liegt Spannung an der Basis an, schaltet der Transistor die Collector-Emitter-Strecke durch, der Ausgang liegt also an Masse. Ohne Pull-Up-Widerstand hängt der Ausgang bei OV an der Basis einfach in der Luft.

Du hast geschrieben, dass ich den PWM-Port des µC an die Basis hänge, Emitter an DC-Eingang und Kollektor an DIMM-Eingang der KSQ. Hier ist mir einerseits unklar, wieso als Basiswiderstand 10kOhm verwendet werden (Berechnung lt. http://www.mikrocontroller.net/articles/Basiswiderstand ergäbe andere Werte) und wieso durch die CE-Strecke die DC- und DIMM-Eingänge verbunden werden. Zwar ist die Spannung des µC egal, da ja nur an Basis angeschlossen, doch würde doch bei durchgeschaltetem Transistor (PWM auf Dauer-Ein) am DIMM-Eingang die Versorgungsspannung der KSQ (z.B. 30V) anliegen, obwohl der Eingang lt. Datenblatt nur max. 2,5V verträgt.

Mir fehlt also das Verständnis dafür, wo/wieso so viel Spannung abfällt, dass der DIMM-Eingang nicht gebraten wird.
Dankeschön nochmals für die Hilfe & einen schönen restlichen Sonntag!
Borax
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So, 27.11.16, 17:31

Und zwar verstehe ich das Konzept so: liegt Spannung an der Basis an, schaltet der Transistor die Collector-Emitter-Strecke durch, der Ausgang liegt also an Masse. Ohne Pull-Up-Widerstand hängt der Ausgang bei OV an der Basis einfach in der Luft.
Ja. Prinzipiell völlig richtig. Aber der Ausgang (Kollektor) hängt bei der Gesamtschaltung ja nicht 'einfach in der Luft', sondern am Dimm-Eingang der KSQ. Dieser Dimm-Eingang hat selbst eine Spannung von etwa 1.25V (zumindest bei den Anvilex KSQs mit weniger als 700mA).
wieso als Basiswiderstand 10kOhm verwendet werden
Das ist ein üblicher Standard-Wert. Der ist nicht ausgerechnet, weil das hier einfach nicht nötig ist.
doch würde doch bei durchgeschaltetem Transistor (PWM auf Dauer-Ein) am DIMM-Eingang die Versorgungsspannung der KSQ (z.B. 30V) anliegen, obwohl der Eingang lt. Datenblatt nur max. 2,5V verträgt.
Nein. Der Dimm-Eingang hat ein Potential von 1.25V. Und das völlig unabhängig von der Eingangsspannung der KSQ (solange die Eingangsspannung über der Mindestspannung von 6V liegt). Sprich in der KSQ ist ein Spannungsregler eingebaut der diesen Dimm-Eingang auf 1.25V regelt (vereinfacht ausgedrückt).
Diese 1.25V sind aber sehr hochohmig angeschlossen (in der KSQ). Laut Datenblatt des Zetex Chips sind es typisch 50 KOhm. Der Transistor hat bei einem Basisvorwiderstand von 10K und 5V vom PWM Pin eben 0.5mA Basisstrom. Damit hat er im durchgeschalteten Zustand nur einen 'Widerstand' zwischen Kollektor und Emitter von etwa 50 Ohm. Das ist relativ zu den 50K Eingangswiderstand der KSQ so wenig, dass man von einer 'Restspannung' am Dimmeingang weit unter den erforderlichen 0.25V ausgehen kann (es dürften vielleicht so etwa 0.05V sein). Damit ist die KSQ sicher 'aus'.
Was natürlich auch noch wichtig ist: Massepotential muss eindeutig sein. Sprich der Minus Pol (0V oder GND) des µCs muss mit dem V- Eingang der KSQ verbunden sein (und damit mit dem Emitter des Transistors).

Hier nochmal schematisch dargestellt:
Anvilex_OpenKollektor1.png
grange
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So, 27.11.16, 18:15

Vielen Dank, die schematische Darstellung bringt einiges Licht ins Dunkel. Die genannten Werte kann ich zwar noch nicht ganz nachvollziehen, werde aber asap die Datenblätter studieren und das dann nachrechnen.

Dann macht das fuer mich nun Sinn - auf die Gefahr hin, dass das wieder falsch ist. Durch einen internen Pull-Up wird bei offenem Transistor das Potential auf high gezogen, beim Durchschalten haben wir eine Verbindung zu gnd. Wäre das nicht so (invertiert), wuerde die KSQ ohne beschaltetem DIMM-Eingang gar nicht funktionieren. :idea:

Das Thema ist (für mich) schon ziemlich komplex und mit jedem Lichtlein stellen sich zig neue Fragen. Aber durch deine Hilfe komme ich voran. In diesem Sinne also nochmals herzlichen Dank :-)
Borax
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So, 27.11.16, 18:20

Durch einen jnternen Pull-Up wird bei offenem Transistor das Potential auf high gezogen, beim Durchschalten haben wir eine Verbindung zu gnd. Wäre das nicht so (invertiert), wuerde die KSQ ohne beschaltetem DIMM-Eingang gar nicht funktionieren.
Ja. Genau so kann man das sagen.
Im Datenblatt des Zetex Chips sieht man im Prinzipschaltbild auch die angesprochenen 50 KOhm:
Anvilex_Zetex1.png
Anvilex_Zetex1.png (19.59 KiB) 8400 mal betrachtet
grange
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Mo, 28.11.16, 09:45

Ich habe nun das Datenblatt des ZXLD1366 durchforstet und bin zum Glück auch auf textuelle Erwähnung des Potentials am DIMM-Eingang, sowie der genannten 50K des Widerstands gestoßen. Im Blockschaltbild blicke ich leider nicht durch, daraus wäre ich nicht schlau geworden leider (R5, D1, ...). Könntest du mir vielleicht hier noch ein paar Stichworte geben, wie ich die Restspannung tatsächlich berechnen könnte? Würde nämlich gerne anhand der von dir verlinkten NPN-Transistoren den "idealen" Basisvorwiderstand berechnen und dann in weiterer Folge auch durchrechnen, wie hoch die Restspannung am DIMM-Eingang ausfällt (einfach für das Verständnis bzw. die Übung).

Jedenfalls hoffe ich mal, dass die Beschaltung des DIMM-Eingangs auch bei anderen Chips ähnlich abläuft bzw. frage ich mich auch, wie du die Info über den ZXLD1366 gefunden hast. Im Datenblatt der Anvilex-KSQ habe ich nämlich keine Info dazu gefunden, auch Google hat mich nicht weitergebracht. Insofern wüsste ich auch nicht, wie ich die relevanten Informationen bei KSQs anderer Hersteller herausfinden kann.

EDIT: habe in der Zwischenzeit eine KSQ gefunden - dort habe ich auch über die Beschriftung des ICs erst das Bauteil und somit das Datenblatt gefunden. Hier ist high OFF und low ON, also genau umgekehrt. Dafür verträgt der PWM-Eingang lt. Datenblatt aber auch -0,3V bis VIn - scheint also kein Problem zu sein, direkt mit dem µC draufzufeuern.

Kann man also sagen, dass die Beschaltung mittels Open-Collector überwiegend für PWM-Eingänge sinnvoll ist, für die low = ON bedeuten, da man hier einfach zu GND durchschalten kann? Hoffe, dass das kein Blödsinn ist :)



Vielen Dank!
Borax
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Mo, 28.11.16, 11:41

Würde nämlich gerne anhand der von dir verlinkten NPN-Transistoren den "idealen" Basisvorwiderstand berechnen und dann in weiterer Folge auch durchrechnen, wie hoch die Restspannung am DIMM-Eingang ausfällt (einfach für das Verständnis bzw. die Übung).
Ideal gibt es hier eigentlich nicht, und die Berechnung ist gar nicht so einfach... Laut Datenblatt des ZXLD1366 muss die Spannung am Dimm-Eingang unter 0.25V liegen damit der ZXLD1366 den Ausgang auf Null schaltet. Der Eingangswiderstand liegt bei 50 KOhm typisch und 30 KOhm minimal (zumindest im Bereich 0V bis Ref Spannung also 1.25V). Wie genau der Eingang beschaltet ist, wissen wir nicht. Also gehen wir mal vom 'Worst case' aus. D.H. wir rechnen mit einem Spannungsteiler aus 2 mal 30 KOhm an 2.5V:
ZetexDimmEingang1.png
ZetexDimmEingang1.png (2.58 KiB) 8375 mal betrachtet
Wenn wir jetzt dieses 'Ersatzschaltbild' um den Transistor erweitern, sieht das so aus:
ZetexDimmEingang2.png
ZetexDimmEingang2.png (4.36 KiB) 8375 mal betrachtet
Die Simulation in LTSpice (gibt es hier: http://www.linear.com/designtools/software/#LTspice ) liefert dann eine Restspannung am Kollektor des Transistors von 2.3mV (ist also noch viel weniger als meine geschätzten 0.05V). Eine Erhöhung des Widerstands auf 100KOhm ändert daran nicht viel... Dann sind es 2.6mV. Selbst mit einem Basisvorwiderstand von 1 MOhm sind es nur 29 mV. Warum ich trotzdem 10KOhm empfehlen würde, sieht Du hier:
ZetexDimmEingang3.png
ZetexDimmEingang3.png (10.51 KiB) 8375 mal betrachtet
In diesem Fall ist das nicht statisch betrachtet, sondern mit einem 15µS langen Puls. Das entspricht z.B. bei einer PWM Frequenz von 250 Hz einem Duty Verhältnis von 0.4% also die kleinste Einheit bei 8 Bit PWM (respektive 1/255 ). Der rote Puls kommt vom µC, die blaue Linie zeigt das was am Kollektor daraus entsteht... Ein total verschmiertes Signal. Und das schon in der Simulation. In der Realität ist das noch viel schlimmer, weil noch parasitäre Kapazitäten und Induktivitäten von den Leitungen hinzu kommen. Mit 10 KOhm sieht es wieder sauber aus:
ZetexDimmEingang4.png
ZetexDimmEingang4.png (10.34 KiB) 8375 mal betrachtet
frage ich mich auch, wie du die Info über den ZXLD1366 gefunden hast
Dass es dieser Chip ist, steht z.B. hier: http://forum.arduino.cc/index.php?topic=290241.0 . Das ist aber oft nur eine 'Vermutung'. Auf dem Chip steht nur 1366 . Wenn man bei den 'üblichen' Chip Herstellern (Zetex, Linear Technology, National) danach sucht, findet man aber meist das passende Datenblatt. Das hast Du ja bei der anderen KSQ auch schon geschafft ;)
Jedenfalls hoffe ich mal, dass die Beschaltung des DIMM-Eingangs auch bei anderen Chips ähnlich abläuft
Ähnlich schon. Aber ohne das passende Datenblatt oder zumindest eine hinreichend genaue Spezifikation zum Dimm-Eingang der KSQ (vom KSQ Hersteller) kann man sich nicht sicher sein.
Kann man also sagen, dass die Beschaltung mittels Open-Collector überwiegend für PWM-Eingänge sinnvoll ist, für die low = ON bedeuten, da man hier einfach zu GND durchschalten kann? Hoffe, dass das kein Blödsinn ist
Nein, so würde ich das nicht sehen. Diese Beschaltung ist immer dann interessant oder geeignet, wenn man ansonsten erst umständlich eine präzise Steuerspannung erzeugen muss. Dass die 'Ausgabe' dann ggf. invertiert ist spielt eigentlich keine Rolle, wenn man die PWM selbst 'kontrolliert' (sprich z.B. den µC selbst programmiert). Die Atmel µCs haben bei Hardware PWM über die Timer alle einen 'normalen' und einen invertierten Ausgang. Beim ATTiny 45 z.B.:
ATTiny45_Ports1.png
ATTiny45_Ports1.png (35.79 KiB) 8372 mal betrachtet
ist PB4 der 'normale' und PB3 der invertierte Ausgang von Timer1
grange
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Mo, 28.11.16, 12:51

Wie genau der Eingang beschaltet ist, wissen wir nicht. Also gehen wir mal vom 'Worst case' aus. D.H. wir rechnen mit einem Spannungsteiler aus 2 mal 30 KOhm an 2.5V:
Sehe ich es richtig, dass die 2,5V einfach eine Annahme für das Beispiel sind?
Mit 10 KOhm sieht es wieder sauber aus
Sehr interessant, werde mich mal in LTSpice einarbeiten. Ich schätze, dass mich das herumexperimentieren am weitesten bringen wird
Die Atmel µCs haben bei Hardware PWM über die Timer alle einen 'normalen' und einen invertierten Ausgang
Oh, das ist mir ebenfalls neu. Habe mich bisher nur mit einfachen Schaltungen und PWM beschäftigt und hier bei Bedarf gleich das erzeugte PWM-Signal invertiert.
Nein, so würde ich das nicht sehen. Diese Beschaltung ist immer dann interessant oder geeignet, wenn man ansonsten erst umständlich eine präzise Steuerspannung erzeugen muss. Dass die 'Ausgabe' dann ggf. invertiert ist spielt eigentlich keine Rolle
.

Ich habe mal das Datenblatt des XL4001E1 angehängt.
XL4001E1.pdf
(197.54 KiB) 231-mal heruntergeladen
Aus diesem geht zwar hervor, dass <= 0,8V = ON und >= 1,4V = OFF bedeutet, jedoch wüsste ich nicht, wie ich da jetzt den Open-Collector nützen könnte. Ich werde aus dem "Function Block" einfach nicht schlau. Fehlen hier relevante Infos oder versteh ich es einfach nicht?

Jedenfalls wiedermal vielen Dank für deine Antworten, der Input in Verbindung mit LTSpice beschäftigt mich sicherlich einige Zeit :-)
Borax
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Mo, 28.11.16, 13:18

Ja. Mit LTSpice kann man viel lernen. Aber Vorsicht: Es ist nur eine Simulation. Also nicht davon ausgehen dass sich eine damit simulierte Schaltung in der Realität auch exakt so verhält. In der Realität hast Du immer auch parasitäre Kapazitäten und Induktivitäten, die Bauteile haben Toleranzen usw. (z.B. die Stromverstärkung eines solchen Transistors reicht von 100 bis ca. 400 - also 400% Toleranz!)
Sehe ich es richtig, dass die 2,5V einfach eine Annahme für das Beispiel sind?
Nein, nicht wirklich. Wir wissen, dass der Eingangswiderstand mindestens 30 KOhm ist. Wie der Eingang genau aussieht, wissen wir aber nicht. Also simulieren wir das mit 30 KOhm nach Plus und 30 KOhm nach Minus (damit hat der Eingang 'in jede Richtung' 30 K Ohm). Damit jetzt in der Mitte aber genau 1.25V anliegen, können es nur 2.5V 'high side' sein ;)

Wegen dem XL4001E1:
Enable Pin. Drive EN pin low to turn on the device, drive it high to turn it off. Floating is default low.
Also ist der normal an, wenn der Enable Pin unbeschaltet ist (Floating is default low). In diesem Fall nützt ein Open Kollektor natürlich nichts, weil der Pin ja schon im Normalfall low ist. Hier müsste man entweder einen zusätzlichen Pull-Up Widerstand verwenden (der den Pin high zieht, wenn der Transistor hochohmig ist), oder man verwendet einen Totem-Pole-Ausgang : https://de.wikipedia.org/wiki/Totem-Pole-Ausgang wie er bei üblichen µCs schon eingebaut ist. Sprich in diesem Fall ist eben keine präzise Steuerspannung nötig (wie bei den Anvilex KSQs), sondern alles was kleiner als 0.8V ist bedeutet low (KSQ an) und alles was größer als 1.4V ist bedeutet high (KSQ aus). Das ist übrigens auch invertiert zum 'üblichen' Verständnis'... PWM = 80% heißt normalerweise 80% high und 20% low, was aber hier mit dem XL4001E1 eben bedeutet, 80% KSQ aus und 20% KSQ an. Ein zusätzlicher Transistor (mit Pull Up) würde das Verhalten wiederum genau invertieren...
grange
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Mo, 28.11.16, 13:56

Nein, nicht wirklich. Wir wissen, dass der Eingangswiderstand mindestens 30 KOhm ist
Ich weiß das leider nicht :-P Soviel ich das Datenblatt auch drehe und wende, der Wert erschließt sich mir nicht.
Alles was ich dazu finden kann ist folgender Satz:
This scheme uses the 50k resistor between the ADJ pin and the internal voltage reference as a pull-up resistor for the external transistor
In diesem Fall nützt ein Open Kollektor natürlich nichts, weil der Pin ja schon im Normalfall low ist. Hier müsste man entweder einen zusätzlichen Pull-Up Widerstand verwenden (der den Pin high zieht, wenn der Transistor hochohmig ist), oder man verwendet einen Totem-Pole-Ausgang
Pull-Up wäre hier aber nur möglich, da der Pin wesentlich höhere Spannungen verträgt als der ZXLD1366 oder? Sonst müsste man wiederum auch für die Spannungsbegrenzung sorgen, da man mittels Pull-Up ja nur auf die Versorgungsspannung der KSQ ziehen könnte.
(Zum Totem-Pole kann ich mich nicht äußern, da ich das Konzept in diesem Kontext (noch) nicht verstehe.)
Borax
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Mo, 28.11.16, 14:23

Wir wissen, dass der Eingangswiderstand mindestens 30 KOhm ist ... Soviel ich das Datenblatt auch drehe und wende, der Wert erschließt sich mir nicht...
Steht hier (Ausschnitt aus Seite 4):
ZetexDimmEingang5.png
Pull-Up wäre hier aber nur möglich, da der Pin wesentlich höhere Spannungen verträgt als der ZXLD1366 oder? Sonst müsste man wiederum auch für die Spannungsbegrenzung sorgen, da man mittels Pull-Up ja nur auf die Versorgungsspannung der KSQ ziehen könnte.
Korrekt. Wobei der Pull-Up die Spannung auch auf die Versorgungsspannung des µCs ziehen könnte. So könnte man das z.B. bei den Meanwell LDD Treibern machen (die Typen mit max. 700mA). Die haben einen Dimm-Eingang mit 3.5 bis 8V Eingangsspannung (als High - Low ist natürlich auch hier 0V bzw. alles kleiner 0.5V). Wobei auch bei den Meanwell LDD Treibern (wie die Anvilex) das Dimm-Signal normal high haben, so dass man auch mit einem Open-Kollektor Transistor arbeiten kann (aber nicht muss, wenn die PWM Spannung im Bereich 3.5 bis 8V liegt).
Zum Totem-Pole kann ich mich nicht äußern, da ich das Konzept in diesem Kontext (noch) nicht verstehe
Der Totem-Pole sorgt für hohe Schaltgeschwindigkeiten (weil die Transistoren relativ niederohmig angesteuert werden). Der Ausgang wird mit einem Transistor (bzw. bei µCs genauer gesagt mit einem CMOS FET) quasi direkt entweder mit V+ oder GND verbunden. Ist also im Gegensatz zum Open Kollektor ein 'aktiver' Ausgang, sprich er kann sowohl als Stromquelle (Ausgang hat etwa das Potential der µC Versorgungsspannung und kann einige mA liefern) oder als Stromsenke fungieren (Ausgang hat etwa 0V und kann einige mA 'vernichten') . Das Potential ist aber nicht genau definiert. Daher ist das für die Anvilex KSQs nicht so gut geeignet.
grange
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Mo, 28.11.16, 14:32

Super, vielen Dank für die neuerlichen Erläuterungen! Das hat wahnsinnig viel geholfen - fühle mich jetzt tatsächlich dazu im Stande, mein Lampenprojekt zu realisieren :)

Lg
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