PWM-Dimmer

[Elektronikmann]

Ist dieser PWM-Dimmer gut. Und wie hoch darf er belastet werden.
Hab im Text nix gefunden.
mfg

[lithi]

da die leds über den ausgangs des OP´s laufen solltest du mal im datenblatt nachgucken wie sehr du ihn belasten kannst!
wenn es dir dann zu wenig sind, häng anstatt den leds einen transistor an den ausgang mit den du dann die leds steuerst. evt mit vorwiderstand an der basis. in dem fall sollte es, wenn ich mich nicht irre eine pnp transistor sein.
musste mal gucken welcher da am besten passt

[Sailor]

Der ist zum Anschluss an eine über PWM steuerbare Konstantstromquelle gedacht, nicht zum direkten Anschluss der LED´s (außer der Kontroll-LED).

[Elektronikmann]

Der ist zum Anschluss an eine über PWM steuerbare Konstantstromquelle gedacht, nicht zum direkten Anschluss der LED´s (außer der Kontroll-LED).

Was für ein Dimmer gibts noch.
Auser dem hier: http://www.elv.de/output/controller.asp ... ail2=10835
Ich hab noch kiloweise Zeug hier. Da kann ich mir die Dinger selber bauen.

[lithi]

http://www.bader-frankfurt.de/elek/ledpwmdimmer.jpg



beim suchen im netz bin ich hier drauf gestoßen! hab sie aber selber noch nicht nachgebaut und kann deswegen auch nicht viel dazu sagen. auf der seite wird eben nur genannt das die frequens 150Hz beträgt und sie eben bis 1,5A belastbar ist

[Elektronikmann]

http://www.bader-frankfurt.de/elek/ledpwmdimmer.jpg

beim suchen im netz bin ich hier drauf gestoßen! hab sie aber selber noch nicht nachgebaut und kann deswegen auch nicht viel dazu sagen. auf der seite wird eben nur genannt das die frequens 150Hz beträgt und sie eben bis 1,5A belastbar ist

Das ist die gleiche wie die von ELV
Die von ELV ist sehr gut. Hatte die auch schon mal auf Rasterplatine hier eingestellt.
Waren aber einige nicht begeistert weil es angeblich zu viel Teile sind.
Wer was einfacheres hat und genauso gut, bitte dan hier einstellen.
mfg
ELV-Dimmer

Edit:
Wie siehts mit dem Dimmer aus. Muss kein PWM sein.
mfg
http://knollep.de/Hobbyelektronik/projekte/8/index.htm

Den Folgebeitrag habe ich hier eineditiert. Bitte halte Dich an die Forumregel! Sailor

[luckylu1]

am einfachsten geht es mit einem a-stabilem multivibrator

das signal wird an einem der beiden kollektoren ausgekoppelt und einem fet zugeführt(vorwiderstand zum gate 100ohm) die strombegrenzung für den fet realisierst du mit
einem bipolartransistor, eingestellt wird das tastverhältnis über den zugehörigen basiswiderstand

das hatte ich alles schon mal vorgestellt, genauso mit an konstantstromquelle betriebener led, da kommt dann ein parallelsteller in frage, das hat nur den nachteil, dass die leistungsaufnahme immer fast gleich bleibt, da je dunkler, mehr leistung im transistor verbraten wird.

[Borax]

Hängt auch ein bischen davon ab, was Dir 'wichtig' ist. Hier mal eine Gegenüberstellung von typischen (einfachen) Schaltungen. Die Strombegrenzung ist bei allen Beispielen auf ~700 mA eingestellt, kann man aber sehr einfach durch Ändern des 1Ohm Widerstands zwischen Mosfet und Masse ändern.
1. Reine Transistorschaltung (wie von luckylu1 vorgeschlagen)

PWM1.png (3.55 KiB) 42935 mal betrachtet

Laut Simulation kann man etwa zwischen 0% und 85% regeln. Um trotzdem 100% LED-Leistung zu erreichen kann man ggf. den Strom erhöhen (Strombegrenzung ändern). Die Modulationsfrequenz ist hier nicht konstant und variiert etwa zwischen 2000Hz (bei wenigen %) und 300Hz bei etwa 85%. Die Regelung ist auch nicht wirklich linear, aber das stört i.A. nicht
2. Die knollep Schaltung (OP als Oszilator)

PWM2.png (4.11 KiB) 42933 mal betrachtet

Laut Simulation kann man hier recht linear etwa zwischen 20% und 100% regeln. Frequenz ist ziemlich konstant (~400Hz). Als OP kann man vmtl. jeden üblichen Standardtyp nehmen.
3. 'Übliche' NE555 Schaltung

PWM3.png (4.95 KiB) 42949 mal betrachtet

Laut Simulation kann man hier sehr linear etwa zwischen 5% und 95% regeln. Frequenz ist absolut konstant (~120Hz).

Also je nachdem was man 'rumliegen' hat, bzw. was sonst noch an 'Rahmenbedingungen' gegeben ist, kann man verschiedene PWM Schaltungen verwenden (z.B. kann man bei der reinen Transistorschaltung ggf. auf einen zusätzlichen Schalter verzichten, da man bis 0% runterregeln kann).

[lithi]

bis zu wieviel A kann man diese schaltungen jetzt belasten und sind die schaltungen last-unabhängig?
und zu guter letzt, seh ich es richt das die leds bei schaltung 1 den widerstand R6, bei schaltung 2 R8 und bei schaltung 3 R5 ersetzen?

[Borax]

das die leds bei schaltung 1 den widerstand R6, bei schaltung 2 R8 und bei schaltung 3 R5 ersetzen?

Ja.

bis zu wieviel A kann man diese Schaltungen jetzt belasten

Wie schon beschrieben ist hier eine Strombegrenzung auf ~700 mA eingestellt (der genaue Wert hängt vom Transistor am Mosfet ab). Prinzipiell kannst Du mit einem geeigneten Mosfet (+ ein wenig Kühlung) 'beliebig' viele A damit steuern. Der IRF7201 kann etwa bis 3A belastet werden (ist ja nur ein SMD) und soll nur als 'Stellvertreter' seiner Bauart (also N-Channel MOSFET) dienen. Wenn man z.B. einen IRFZ34N verwendet, gehen auch 10A. Die Strombegrenzung kann durch einen passenden niederohmigen Widerstand (bei Schaltung 1 den Widerstand R5, bei Schaltung 2 R7 und bei Schaltung 3 R4) vorgegeben werden. Der Strom ist etwa gleich 0.7/R (also bei 0.5Ohm ~1.4A; bei 2Ohm 0.35A). Alle drei Schaltungen fungieren also als simple Konstantstromquellen. Die 12V Versorgungsspannung sind auch nicht absolut 'zwingend', Je nach Schaltung gehen auch 6V bzw. 15V; bei wesentlich anderer Versorgungsspannung muss ggf. eine Stabilisierung her (7812 o.Ä), bzw bei sehr niedriger Spannung (z.B. 3V) ein entsprechender Mosfet (z.B. IRF7401).

Was Du in diesem Zusammenhang mit 'last-unabhängig' meinst, weiß ich nicht...
Da diese Schaltungen als 'Konstantstromquellen' konzipiert sind, welche wie bei PWM eben üblich in schneller Folge ein- und ausgeschaltet werden (nur die An/Aus Phasen sind unterschiedlich lang), ist die 'Anwendung' (bzw. die genauen Werte der Widerstände) in erster Linie von Anzahl und Typ der zu steuernden LEDs abhängig.

[Borax]

Nachtrag...
1. Man kann natürlich auch Spezial-PWM Chips verwenden (z.B. TL494), siehe z.B. diesen Thread: viewtopic.php?f=23&t=2871

2. Falls man die 'muenchener KSQ' verwendet:
download/file.php?id=223&mode=view

kann man eine sehr gute PWM Dimmung erreichen, wenn man den 'übrigen OP' des LM358 als Komparator schaltet und mit einem ICM7555 (CMOS Version des NE555) eine passende Dreieck-Schwingung erzeugt. Das Schaltungsprinzip ist dann identisch mit der PWM von ELV. Lineare Regelung von 0% bis 100%, Maximalstrom einstellbar (je nach Eingangsspannung/Shunt(=R5)/MosFet nahezu 'beliebig').
Dimensionierungsbeispiel:

PWM4.png (8.67 KiB) 42836 mal betrachtet

Sieht schlimmer aus, als es ist...

[lithi]

ist es eigentlich möglich mit einen µC eine PWM zu programmieren, die über einen poti gesteuert wird?

[Borax]

Klar ist das möglich. Du könntest z.B. bei einem AtMega8 den AD-Wandler verwenden, um die 'Stellung' des Potis auszulesen und dann in Abhängigkeit davon einen Output Pin entsprechend lange low/high zu setzen. Ist aber IMHO ein wenig 'mit Kanonen auf Spatzen schießen...'. Eine Stromregelung/begrenzung brauchst Du trotzdem noch, weil das der µP nicht gut kann. Und dann ist eine Schaltung wie oben (oder eine von Luckylu1) einfacher und billiger.

[Pyro]

Auf die Idee von Borax hin habe ich hier mal den Inhalt meiner PN-Frage an ihn 'veröffentlicht', damit alle was daran haben...

Ich habe vor längerem mal - etwa vor 1,5 Jahren - die Bauteile für eine PWM-Schaltung gekauft. Nun ist das ganze schon so lange her dass ich keine Ahnung mehr habe was ich wie verschalten wollte.
Meine Idee war aus drei 3 Watt LEDs - genauer gesagt 3 K2s - eine Fahrradbeleuchtung selber zu bauen, damit ich auch nachts mal mit meinem Dirtbike den Wald runter fahren kann, ohne dass ich ständig Angt haben muss dass es mich wo drüberschlägt. Es geht also hauptsächlich nicht nur ums gesehen werden, sonder darum selber was zu sehen. Da ganze wollte ich dann noch dimmbar gestalten, damit man die Akkus schonen kann, wenn ich gerade mal nicht so viel Licht brauche. Der 'Saft' kommt aus 4 Mono-Akkus mit je 3500 mAh und den typischen 1,2 V. Die Lichtanlage will ich noch in einem wasserdichten Gehäuse unterbringen (Macrolon...), dass sie schlechtwettertauglich ist.
So weit ich mich erinnern kann ist die Schaltung die ich benutzen wollte der Schaltung im ersten Beitrag identisch.

Zu den technischen Daten:
--> 3 Luxeon K2 LXK2-PW14-U00,120 lm, typ. 3,72 V (max. 4,95 V) und 1000 mA, selbstverständlich mit Kühlung etc.
--> einen LM339N-Baustein
--> einen MOSFET Typ IRF3205
--> Poti mit 10 kOhm
--> Leistungswiederstand mit 0,39 Ohm
--> diverse kleine Widerstände mit 100k, 12k und 10k

Ich hatte vor das ganze Projekt hier ins Forum zu stellen mit Bildern etc. Nur die PWM-Schaltung bereitet mit Schwierigkeiten... Wie verschalte ich was...?

[Borax]

Also die PWM-Schaltung genau wie im Schaltplan dargestellt. Bei der geringen Versorgungsspannung von etwa 5V den Widerstand R5 etwas kleiner wählen (z.B. 2.2K) und eigentlich auch einen Mosfet mit niedriger Gate Threshold Voltage verwenden. Kommt aber auf einen Versuch an, ob es mit dem IRF3205 auch klappt. Bei welchem Strom willst Du eigentlich die LEDs betreiben? Als LED-'Treiber' könntest Du die simple Transistor-Widerstands Kombination verwenden, die ich bei den anderen Schaltungen auch eingezeichnet habe. Anstatt dem 1Ohm Widerstand Deinen 0.39Ohm Widerstand verwenden, dann bekommst Du in Summe etwa 1.8A also ca. 600mA pro LED. Den Ausgang der PWM Schaltung (Pin 14) einfach direkt auf das Gate des Mosfet.

[Pyro]

Also der typische Stom bei der K2 liegt bei 350mA und hatte zunächst vor die maximalen 1000mA zu verwenden . Aber da 'verbrate' ich wieder mehr Leistung. Daher denke ich dass die 600mA pro LED reichen sollten. Ich muss die K2s so weit ich weiß paralell schalten, da sich sonst die Spannungen der einzelnen LEDs addieren würden, was meine Versorgungsspannung aber nicht zur Verfügung stellt. Muss ich den Mosfet bei einem Stom von unter 3A auch schon kühlen oder verkraftet der das auch ohne?
Ich sehe grad dass die Gate Threshold Voltage bei min. 2,0V liegt. Reicht dass dann? Ach, ich probiers einfach mal aus...

[Borax]

ich probiers einfach mal aus...

Tu das! Man kann nicht immer alles so genau simulieren/ausrechnen (ich jedenfalls nicht), das es auf das Millivolt genau stimmt. Dafür sind allein schon die Bauteile-Toleranzen zu groß.
Bevor Du aber teure LEDs/Mosfets zerschießt, erst mal nur die PWM einzeln testen (wie im Schaltplan eingezeichnet mit Kontroll-Led + Vorwiderstand) und ebenso die 'KSQ' mit einer entsprechenden Strombegrenzung.

Ich muss die K2s so weit ich weiß paralell schalten,

Ja, genau. Und weil auch die K2s Toleranzen aufweisen, solltest Du bei Parallelschaltung die 1A auf keinen Fall 'ausfahren', da es durchaus passieren könnte, dass ein LED dann 1.2A 'zieht' und zwei andere 'nur' 900 mA. Bei 1.2A lebt dann aber die eine K2 nicht so sehr lange...

[Pyro]

Gute idee... Ich hätte jetzt alles auf einmal verschalten... !

Was mir aber noch nicht so ganz klar ist ist die Sache mit der KSQ. Ich lasse quasi alles weg was sich links neben Widerstand R7 eischließlich befindet? Dafür schalte ich den Mosfet an Pin 14 der PWM. Soweit klar. Was ist aber mit dem Transistor Q3? Kann ich den nicht weglassen und einfach nur meinen 0,39Ohm Widerstand verlöten? Weil mir der Transistor etwas 'schwach' aussieht für die Leistung die da durchjagt. Ohne ihn wäre es ja im Prinzip nur eine Verschaltung mit Vorwiderstand, in dem ich einen 'Schalter' hab (Mosfet), der mittels PWM 'geöffnet' und 'geschlossen' wird. Würde mich interessieren was mir dieser Transistor macht.
Der Widerstand R15 wird dann natürlich durch meine LEDs ersetzt...

[Borax]

Der Transistor regelt den Strom (also nicht weglassen!). Die Schaltung ist eine 'echte' KSQ (nicht nur Vorwiderstand). Leistung braucht der Transistor nicht, es fließt ja nur der Steuerstrom für das Gate am Mosfet (wenige mA, wenn überhaupt).
Deine Akkus bringen vollgeladen locker 5.6V, der Mosfet (bei dieser Versorgungsspannung schaltet der garantiert 'gut' durch) hat vielleicht 0.1Ohm und Dein Vorwiderstand wäre 0.39Ohm.
Ergibt einen 'Gesamt-Vorwiderstand' von 0.5Ohm. Die LEDs 'wollen' etwa 3.6V, sprich der Rest (5.6V-3.6V=2V) muss am Widerstand 'verbraten' werden. Ergibt etwa 4A (2V/0.5Ohm), also ein wenig viel für Deine LEDs. Anders sieht es jetzt mit dem Transistor aus. Wenn eine genpgend hohe Spannung am Gate des Mosfet anliegt, schaltet der durch und es würde genau so aussehen wie oben beschrieben. Allerdings bekommt der Transistor einen Basisstrom (wird sozusagen am Vorwiderstand 0.39Ohm 'abgezwackt') sobald der Spannungsabfall am Vorwiderstand größer als etwa 0.7V ist. Dann schaltet der Transistor durch und zieht das Potential am Gate des Mosfet wieder runter, so dass dieser einen 'Widerstand' einstellt, bei dem eben die 0.7V am Vorwiderstand abfallen, die restliche Spannung 'verbrät' dann der Mosfet. Im obigen Beispiel also etwa folgende Situation:
Spannungsabfall am Vorwiderstand 0.7V; bei 0.39Ohm fließen also 1.8A
Die LEDs kriegen Ihre 3.6V (ich hab die Kennlinie der K2 nicht da, könnte also auch etwas mehr oder weniger sein, was eben bei 600mA an Spannung gebraucht wird)
Der Mosfet muss also 1.3V bei 1.8A 'vertragen' (sprich 2.3W) und hätte dann einen 'on' Widerstand von 0.7Ohm.

Den Widerstand R7 solltest Du bei dieser Lösung (also mit 'Transistor-KSQ') nicht ganz weglassen, sonst gibt es einen Kampf zwischen diesem Transistor (der eben das Potential am Mosfet-Gate runterziehen will um den gewünschten Strom einzustellen) und dem Komparator-OP (LM339) der versucht das Potential möglichst auf die Versorgungsspannung anzuheben. Ich würde es mal mit 1k (oder 470Ohm) versuchen.
Also 'Testaufbau':

TransistorKSQ1.png (8.35 KiB) 41812 mal betrachtet

Dann Spannungsabfall am 0.39Ohm Widerstand messen, falls der sehr niedrig ist (also nur etwa 0.5V) dann ggf. einen kleineren Widerstand (z.B. 0.33Ohm) verwenden, sonst hast du nur etwa 400mA pro LED)

[Pyro]

Vielen dank für die ausführliche Antwort!
Wird wohl noch ein bisschen dauern bis ich zum praktischen Teil komme... Muss noch zusätzliche Teile kaufen etc. Zudem bastel ich grad mit ner Software an der optimalen Platinenbestückung rum. Soll ja so klein wie möglich ausfallen das ganze. Nur das reinarbeiten in das Programm dauert so lange...

[Borax]

Bevor alles getestet ist, würde ich das noch nicht machen. Lieber erst mal auf einem Steckbrett aufbauen und testen. Ggf. nötige Änderungen an Widerständen, Kondensatoren... können Dir sonst das mühsam erstellte Layout 'versauen'.
Ein einfaches Steckbrett (was für kleine Schaltungen völlig ausreicht) kriegt man bei Reichelt schon für 2.75€

[Pyro]

Da ist natürlich was dran...

[dieter_w]

Den Widerstand R7 solltest Du bei dieser Lösung (also mit 'Transistor-KSQ') nicht ganz weglassen, sonst gibt es einen Kampf zwischen diesem Transistor (der eben das Potential am Mosfet-Gate runterziehen will um den gewünschten Strom einzustellen) und dem Komparator-OP (LM339) der versucht das Potential möglichst auf die Versorgungsspannung anzuheben.

Stimmt hier nicht. Wenn wirklich der LM339 eingesetzt wird, der kann das Ausgangspotenzial nie auf UB ziehen, da dieser eine open-collector-Ausgangsstufe hat. Es wird also immer schon R5 strombegrenzend für Q1 (in Borax' Schaltungserweiterung) wirken.

Wichtig ist nur, dass bei kleinen Betriebsspannungen der R5 (aus dem ersten Schaltbild) kleiner gewählt wird. Ab 12 Volt wird ein Wert von etwa 4,7 kOhm empfohlen.

edit: Borax mit Sailor verwechselt ...

[Borax]

Hast recht. Habe ich mir inzwischen auch überlegt. Der Ausgang am LM339 kriegt ja sein "+" Potential nur über den Pull-Up Widerstand R5. Damit ist der Spannungsteiler (R5 + Transistor) schon fertig. Also kann man den Widerstand zwischen Ausgang LM339 und Gate doch weglassen.

[Pyro]

Ok, also von der 'Zu besorgende Bautele'-Liste streichen...
In der nächten Woche sollte ich dann alles haben was ich brauch.