Schaltregler für LED-Beleuchtung...

R

Roland Krause

Guest
Hallo Spezialisten,
ich suche schon seit längerem Vorschaltgeräte 350mA mit einstellbarem
Strom (z.B. 100..350mA) und sanftem Anstieg der Helligkeit, damit es
nicht so blendet. Also ich habe nichts gefunden.

Nicht so schlimm: Einfach selber basteln. Gesagt getan, die Schaltung
ist fertig. Der Strom ist von 100..350mA einstellbar, sanfte Zunahme der
Helligkeit bei Einschaltung. Der Schaltregler arbeitet als einstellbarer
Stromregler.

Der Schalttransistor (BD139) wird bei 100-150mA kaum warm und bei
300mA-350mA ebenfalls nicht. Das Oszi zeigt mir nach verschiedenen
Entstörmaßnahmen auch die gewünschten Bilder.

Im Bereich 150-300mA ist das Verhalten anders: Der Transistor wird
spürbar warm, bei unnötig hoher Betriebsspannung (z.B. 30V mit 3x1W LED
bei etwa 9V Spannung) sehr heiß. Das würde ich gern genauer untersuchen.

Jetzt habe ich ein messtechnisches Problem: Auf dem Oszi sehe ich in dem
Bereich doppelt oder dreifach gezeichnete Bilder. Mein UC3842A
unterdrückt vermutlich unregelmäßig Schaltimpulse, wodurch diese
Mehrfachabbildungen zustande kommen. Bei hochdrehen des Stroms kann man
am Oszi erkennen, dass die Drossel die gespeicherte Energie in diesem
Bereich nicht mehr vollständig abgibt. Die Einschaltdauer ist dafür zu
lang. Kennt jemand einen Trick, wie ich in diesem Bereich zu einem
stehenden Bild komme?

Oder gibt es eine andere Idee, wie ich dem Problem auf die Schliche komme?

Besten Dank!
--
Roland - roland.krause9@freenet.de
 
Am 07.12.2020 um 20:54 schrieb Roland Krause:

Jetzt habe ich ein messtechnisches Problem: Auf dem Oszi sehe ich in dem
Bereich doppelt oder dreifach gezeichnete Bilder. Mein UC3842A
unterdrückt vermutlich unregelmäßig Schaltimpulse, wodurch diese
Mehrfachabbildungen zustande kommen. Bei hochdrehen des Stroms kann man
am Oszi erkennen, dass die Drossel die gespeicherte Energie in diesem
Bereich nicht mehr vollständig abgibt. Die Einschaltdauer ist dafür zu
lang. Kennt jemand einen Trick, wie ich in diesem Bereich zu einem
stehenden Bild komme?

Du könntest den Trigger von einer anderen Stelle in deiner Schaltung
holen. AnKanal 1 des Oszi das Signal anlegen, das du sehen möchtest, an
Kanal 1 ein Signal, auf das dein Oszi sauber triggern kann.

Außerdem würde ich den BD139 durch einen geeigneten FET ersetzen.
 
Am 07.12.2020 um 20:54 schrieb Roland Krause:
[einstellbarer Stromregler von 100..350mA]

Der Schalttransistor (BD139) wird bei 100-150mA kaum warm und bei
300mA-350mA ebenfalls nicht. Das Oszi zeigt mir nach verschiedenen
Entstörmaßnahmen auch die gewünschten Bilder.

Im Bereich 150-300mA ist das Verhalten anders: Der Transistor wird
spürbar warm, bei unnötig hoher Betriebsspannung (z.B. 30V mit 3x1W LED
bei etwa 9V Spannung) sehr heiß. Das würde ich gern genauer untersuchen.

Jetzt habe ich ein messtechnisches Problem: Auf dem Oszi sehe ich in dem
Bereich doppelt oder dreifach gezeichnete Bilder. Mein UC3842A
unterdrückt vermutlich unregelmäßig Schaltimpulse, wodurch diese
Mehrfachabbildungen zustande kommen. Bei hochdrehen des Stroms kann man
am Oszi erkennen, dass die Drossel die gespeicherte Energie in diesem
Bereich nicht mehr vollständig abgibt. Die Einschaltdauer ist dafür zu
lang. Kennt jemand einen Trick, wie ich in diesem Bereich zu einem
stehenden Bild komme?

Zur Darstellung:
Schwierig auf nem analogen Oszi, versuche mal, die X-Ablenkzeit zu
ändern, evtl. auch mit dem Feinsteller. Auf jeden Fall so einstellen,
dass mehrere Zyklen sichtbar sind.

Zum Problem selbst:
Klingt nach subharmonischen Oszillationen, das kann bei Current Mode
Control passieren (ab 50% Tastverhältnis). Such mal nach \"Current Mode
Control\" und \"Slope Compensation\", Unitrode/TI hat da einige gute Papers
drüber, z.B. SLUP075 als Einstieg.

HTH
Markus
 
On 2020-12-07, Roland Krause <roland.krause9@freenet.de> wrote:
Jetzt habe ich ein messtechnisches Problem: Auf dem Oszi sehe ich in dem
Bereich doppelt oder dreifach gezeichnete Bilder. Mein UC3842A
unterdrückt vermutlich unregelmäßig Schaltimpulse, wodurch diese
Mehrfachabbildungen zustande kommen. Bei hochdrehen des Stroms kann man
am Oszi erkennen, dass die Drossel die gespeicherte Energie in diesem
Bereich nicht mehr vollständig abgibt. Die Einschaltdauer ist dafür zu
lang. Kennt jemand einen Trick, wie ich in diesem Bereich zu einem
stehenden Bild komme?

Oder gibt es eine andere Idee, wie ich dem Problem auf die Schliche komme?

X-Ablenkung (stufenlos) variieren, zusätzlich mit dem Holdoff spielen.
Vermutlich musst Du mehrere Perioden abbilden.
Trigger fein einstellen, so daß der so gerade eben auf die Spitzen reagiert.

Alternativ: Spannung am Kompensationspin des Reglers (=Ausgang des
Fehlerverstärkers) ansehen. Wenn der Regler schwingt, taucht das auch dort
auf, wenn auch mit geringer Amplitude.

Slope Compensation (falls duty cycle >50%) wurde ja schon genannt.

cu
Michael
 
On 2020-12-07, Roland Krause <roland.krause9@freenet.de> wrote:
Hallo Spezialisten,
ich suche schon seit längerem Vorschaltgeräte 350mA mit einstellbarem
Strom (z.B. 100..350mA) und sanftem Anstieg der Helligkeit, damit es
nicht so blendet. Also ich habe nichts gefunden.

Ich habe da vor einiger Zeit mal was mit einem LT3474 gebaut:

http://www.schwingen.org/tmp/HeliLed1_Schematic.pdf

Das war für den Suchscheinwerfer an einem Modellbau-Heli, daher ist da ein
Atmel \'drauf, der PWM-Dimming macht (und nebenher weitere LEDs und eine
Mini-Kamera steuert).

Der LT3474 dimmt per PWM absolut sauber - der sollte sich über die Spannung
am VADJ-Pin aber auch problemlos analog dimmen lassen.

cu
Michael
 
On 07.12.20 20:54, Roland Krause wrote:

> Der Schalttransistor (BD139)

Das ist *kein* Schalttransistor. Das \'D\' steht für Leistung, nicht für
Schalten.

DoDi
 
On 12/08/2020 10:52, Hans-Peter Diettrich wrote:
On 07.12.20 20:54, Roland Krause wrote:

Der Schalttransistor (BD139)

Das ist *kein* Schalttransistor. Das \'D\' steht für Leistung, nicht für Schalten.

In Datenblättern steht \'Schalten\' als Applikation.
Das überzeugt mich allerdings nicht.
Ein typischer Schalttransistor ist BD139 gewiß nicht.
Hier schrieb jemand von einem FET.
Das halte ich für zielführend.


--
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong var@schellong.biz
www.schellong.de www.schellong.com www.schellong.biz
http://www.schellong.de/c.htm
http://www.schellong.de/htm/audio_proj.htm
http://www.schellong.de/htm/audio_unsinn.htm
 
Am 08.12.2020 um 11:59 schrieb Helmut Schellong:
On 12/08/2020 10:52, Hans-Peter Diettrich wrote:
On 07.12.20 20:54, Roland Krause wrote:

Der Schalttransistor (BD139)

Das ist *kein* Schalttransistor. Das \'D\' steht für Leistung, nicht für
Schalten.

In Datenblättern steht \'Schalten\' als Applikation.
Das überzeugt mich allerdings nicht.
Ein typischer Schalttransistor ist BD139 gewiß nicht.
Hier schrieb jemand von einem FET.
Das halte ich für zielführend.

Das ist kein FET, sondern ein ganz ordinärer NPN Leistungstransistor...
 
Am 08.12.2020 um 12:09 schrieb Eric Bruecklmeier:
Am 08.12.2020 um 11:59 schrieb Helmut Schellong:
On 12/08/2020 10:52, Hans-Peter Diettrich wrote:
On 07.12.20 20:54, Roland Krause wrote:

Der Schalttransistor (BD139)

Das ist *kein* Schalttransistor. Das \'D\' steht für Leistung, nicht
für Schalten.

In Datenblättern steht \'Schalten\' als Applikation.
Das überzeugt mich allerdings nicht.
Ein typischer Schalttransistor ist BD139 gewiß nicht.
Hier schrieb jemand von einem FET.
Das halte ich für zielführend.

Das ist kein FET, sondern ein ganz ordinärer NPN Leistungstransistor...

Und der UC3842A mag MOSFETs viel lieber...
 
On 12/08/2020 12:09, Eric Bruecklmeier wrote:
Am 08.12.2020 um 11:59 schrieb Helmut Schellong:
On 12/08/2020 10:52, Hans-Peter Diettrich wrote:
On 07.12.20 20:54, Roland Krause wrote:

Der Schalttransistor (BD139)

Das ist *kein* Schalttransistor. Das \'D\' steht für Leistung, nicht für
Schalten.

In Datenblättern steht \'Schalten\' als Applikation.
Das überzeugt mich allerdings nicht.
Ein typischer Schalttransistor ist BD139 gewiß nicht.
Hier schrieb jemand von einem FET.
Das halte ich für zielführend.

Das ist kein FET, sondern ein ganz ordinärer NPN Leistungstransistor...

On 12/08/2020 06:51, stefan wrote:
|Außerdem würde ich den BD139 durch einen geeigneten FET ersetzen.


--
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong var@schellong.biz
www.schellong.de www.schellong.com www.schellong.biz
http://www.schellong.de/c.htm
http://www.schellong.de/htm/audio_proj.htm
http://www.schellong.de/htm/audio_unsinn.htm
 
Am 08.12.2020 um 12:31 schrieb Helmut Schellong:
On 12/08/2020 12:09, Eric Bruecklmeier wrote:
Am 08.12.2020 um 11:59 schrieb Helmut Schellong:
On 12/08/2020 10:52, Hans-Peter Diettrich wrote:
On 07.12.20 20:54, Roland Krause wrote:

Der Schalttransistor (BD139)

Das ist *kein* Schalttransistor. Das \'D\' steht für Leistung, nicht
für Schalten.

In Datenblättern steht \'Schalten\' als Applikation.
Das überzeugt mich allerdings nicht.
Ein typischer Schalttransistor ist BD139 gewiß nicht.
Hier schrieb jemand von einem FET.
Das halte ich für zielführend.

Das ist kein FET, sondern ein ganz ordinärer NPN Leistungstransistor...

On 12/08/2020 06:51, stefan wrote:
|Außerdem würde ich den BD139 durch einen geeigneten FET ersetzen.

i stand corrected
 
Hi Markus, hallo Roland,

ich sehe Rolands Post gerade nicht, warum auch immer, also antworte ich
eben hier ;-)

Am 07.12.2020 um 20:54 schrieb Roland Krause:
[einstellbarer Stromregler von 100..350mA]

Es geht um eine LED-Beleuchtung, also brauchst Du wahrscheinlich gar
keine Regelung im engeren Sinne, sondern nur eine Leistungsreduzierung
bzw eine ungefähre Strom-Einstellung, oder? Ist die Eingangsspannung so
unterschiedlich?

Im Bereich 150-300mA ist das Verhalten anders: Der Transistor wird
spürbar warm, bei unnötig hoher Betriebsspannung (z.B. 30V mit 3x1W
LED bei etwa 9V Spannung) sehr heiß. Das würde ich gern genauer
untersuchen.

Jetzt habe ich ein messtechnisches Problem: Auf dem Oszi sehe ich in
dem Bereich doppelt oder dreifach gezeichnete Bilder.

Das klingt nach nichtstationärem Betriebszustand oder Reglerschwingen.

Kennt jemand einen Trick, wie ich in diesem Bereich zu
einem stehenden Bild komme?

Ja, dem Regler das Schwingen abgewöhnen ;-)
Da wir leider keine Schaltung kennen, ein Blick in die Glaskugel:
https://www.onsemi.com/pub/Collateral/UC3842A-D.PDF

Figure 27 ein RC Glied einfügen, das den Regler ausbremst
(s. auch Figure 34)

(Figure 29 zur Basisbeschleunigung hast Du sicher ohnehin)

Zur Darstellung:
Schwierig auf nem analogen Oszi, versuche mal, die X-Ablenkzeit zu
ändern, evtl. auch mit dem Feinsteller. Auf jeden Fall so einstellen,
dass mehrere Zyklen sichtbar sind.

Ja, hier sind analoge immer im Nachteil. Ich würde mich aber wenger auf
das Oszi stürzen, als af das, was da offenslichtlich ist: Der Regler
meint, etwas ausregeln zu müssen, was aber nicht sinnvoll ist, also muss
man dem Regler das Schwingen abgewöhnen.

> Control\" und \"Slope Compensation\",

Figure 33 im Datenblatt

Marte
 
Am 08.12.2020 um 12:35 schrieb Eric Bruecklmeier:
Am 08.12.2020 um 12:31 schrieb Helmut Schellong:
On 12/08/2020 12:09, Eric Bruecklmeier wrote:
Am 08.12.2020 um 11:59 schrieb Helmut Schellong:
On 12/08/2020 10:52, Hans-Peter Diettrich wrote:
On 07.12.20 20:54, Roland Krause wrote:

Der Schalttransistor (BD139)

Das ist *kein* Schalttransistor. Das \'D\' steht für Leistung, nicht
für Schalten.

In Datenblättern steht \'Schalten\' als Applikation.
Das überzeugt mich allerdings nicht.
Ein typischer Schalttransistor ist BD139 gewiß nicht.
Hier schrieb jemand von einem FET.
Das halte ich für zielführend.

Das ist kein FET, sondern ein ganz ordinärer NPN Leistungstransistor...

On 12/08/2020 06:51, stefan wrote:
|Außerdem würde ich den BD139 durch einen geeigneten FET ersetzen.


i stand corrected

Im Datenblatt von TI ist da auch ein Mosfet vorgesehen. Leider schlagen
die nicht direkt was passendes vor ;-)

BD139 gabs schon zu meiner Schulzeit, also man auch noch BC107 und BC238
verbaut hat ;-)
 
On 12/08/2020 17:16, stefan wrote:
Am 08.12.2020 um 12:35 schrieb Eric Bruecklmeier:
Am 08.12.2020 um 12:31 schrieb Helmut Schellong:
On 12/08/2020 12:09, Eric Bruecklmeier wrote:

Das ist kein FET, sondern ein ganz ordinärer NPN Leistungstransistor...

On 12/08/2020 06:51, stefan wrote:
|Außerdem würde ich den BD139 durch einen geeigneten FET ersetzen.


i stand corrected

Im Datenblatt von TI ist da auch ein Mosfet vorgesehen. Leider schlagen die
nicht direkt was passendes vor ;-)

Das geht nicht, weil sie sonst vielleicht 500 verschiedene MOSFET
vorschlagen müßten.
Es ist sehr leicht, einen zur jeweiligen Aufgabe passenden
MOSFET zu finden.

BD139 gabs schon zu meiner Schulzeit, also man auch noch BC107 und BC238
verbaut hat ;-)

Ich habe mich schon in den 1980ern an modernere Typen angepaßt.
Nämlich BD441, dessen Daten bis zu etwa 4-fach besser sind,
und den ich deshalb als Änderung in
http://www.schellong.de/htm/schaltungen.htm#regler_tlc
verwandte.


--
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong var@schellong.biz
www.schellong.de www.schellong.com www.schellong.biz
http://www.schellong.de/c.htm
http://www.schellong.de/htm/audio_proj.htm
http://www.schellong.de/htm/audio_unsinn.htm
 
Am 08.12.20 um 08:45 schrieb Markus Faust:
Am 07.12.2020 um 20:54 schrieb Roland Krause:
[einstellbarer Stromregler von 100..350mA]


Zur Darstellung:
Schwierig auf nem analogen Oszi, versuche mal, die X-Ablenkzeit zu
ändern, evtl. auch mit dem Feinsteller. Auf jeden Fall so einstellen,
dass mehrere Zyklen sichtbar sind.

Zum Problem selbst:
Klingt nach subharmonischen Oszillationen, das kann bei Current Mode
Control passieren (ab 50% Tastverhältnis).
Stimmt, Pulslänge >= 50%
Such mal nach \"Current Mode
Control\" und \"Slope Compensation\", Unitrode/TI hat da einige gute Papers
drüber, z.B. SLUP075 als Einstieg.

HTH
Markus

--
Roland - roland.krause9@freenet.de
 
Am 08.12.20 um 12:38 schrieb Marte Schwarz:
Hi Markus, hallo Roland,

ich sehe Rolands Post gerade nicht, warum auch immer, also antworte ich
eben hier ;-)

Am 07.12.2020 um 20:54 schrieb Roland Krause:
[einstellbarer Stromregler von 100..350mA]

Es geht um eine LED-Beleuchtung, also brauchst Du wahrscheinlich gar
keine Regelung im engeren Sinne, sondern nur eine Leistungsreduzierung
bzw eine ungefähre Strom-Einstellung, oder? Ist die Eingangsspannung so
unterschiedlich?

Im Bereich 150-300mA ist das Verhalten anders: Der Transistor wird
spürbar warm, bei unnötig hoher Betriebsspannung (z.B. 30V mit 3x1W
LED bei etwa 9V Spannung) sehr heiß. Das würde ich gern genauer
untersuchen.

Jetzt habe ich ein messtechnisches Problem: Auf dem Oszi sehe ich in
dem Bereich doppelt oder dreifach gezeichnete Bilder.

Das klingt nach nichtstationärem Betriebszustand oder Reglerschwingen.

Kennt jemand einen Trick, wie ich in diesem Bereich zu einem
stehenden Bild komme?

Ja, dem Regler das Schwingen abgewöhnen ;-)
Da wir leider keine Schaltung kennen, ein Blick in die Glaskugel:
https://www.onsemi.com/pub/Collateral/UC3842A-D.PDF

Figure 27 ein RC Glied einfügen, das den Regler ausbremst
(s. auch Figure 34)
Ist bereits berücksichtigt, so wie dargestellt.

(Figure 29 zur Basisbeschleunigung hast Du sicher ohnehin)

Zur Darstellung:
Schwierig auf nem analogen Oszi, versuche mal, die X-Ablenkzeit zu
ändern, evtl. auch mit dem Feinsteller. Auf jeden Fall so einstellen,
dass mehrere Zyklen sichtbar sind.

Ja, hier sind analoge immer im Nachteil. Ich würde mich aber wenger auf
das Oszi stürzen, als af das, was da offenslichtlich ist: Der Regler
meint, etwas ausregeln zu müssen, was aber nicht sinnvoll ist, also muss
man dem Regler das Schwingen abgewöhnen.

Control\" und \"Slope Compensation\",

Figure 33 im Datenblatt

Marte

--
Roland - roland.krause9@freenet.de
 
Am 08.12.20 um 09:19 schrieb Michael Schwingen:
On 2020-12-07, Roland Krause <roland.krause9@freenet.de> wrote:
Jetzt habe ich ein messtechnisches Problem: Auf dem Oszi sehe ich in dem
Bereich doppelt oder dreifach gezeichnete Bilder. Mein UC3842A
unterdrückt vermutlich unregelmäßig Schaltimpulse, wodurch diese
Mehrfachabbildungen zustande kommen. Bei hochdrehen des Stroms kann man
am Oszi erkennen, dass die Drossel die gespeicherte Energie in diesem
Bereich nicht mehr vollständig abgibt. Die Einschaltdauer ist dafür zu
lang. Kennt jemand einen Trick, wie ich in diesem Bereich zu einem
stehenden Bild komme?

Oder gibt es eine andere Idee, wie ich dem Problem auf die Schliche komme?

X-Ablenkung (stufenlos) variieren, zusätzlich mit dem Holdoff spielen.
Vermutlich musst Du mehrere Perioden abbilden.
Habe ich sowieso
Trigger fein einstellen, so daß der so gerade eben auf die Spitzen reagiert.


Alternativ: Spannung am Kompensationspin des Reglers (=Ausgang des
Fehlerverstärkers) ansehen. Wenn der Regler schwingt, taucht das auch dort
auf, wenn auch mit geringer Amplitude.
Das ist mir bisher nichts aufgefallen, sehe ich mir aber nochmal an.

Slope Compensation (falls duty cycle >50%) wurde ja schon genannt.
Das ist bei mir definitiv der Fall, was bewirkt denn dieser MPS3904? Ist
mir nicht ganz klar. Ahh, er bewirkt pro Periode eine sichere
Abschaltung des Ausgangs? Ja das könnte helfen...
cu
Michael

--
Roland - roland.krause9@freenet.de
 
Am 08.12.20 um 09:44 schrieb Michael Schwingen:
On 2020-12-07, Roland Krause <roland.krause9@freenet.de> wrote:
Hallo Spezialisten,
ich suche schon seit längerem Vorschaltgeräte 350mA mit einstellbarem
Strom (z.B. 100..350mA) und sanftem Anstieg der Helligkeit, damit es
nicht so blendet. Also ich habe nichts gefunden.

Ich habe da vor einiger Zeit mal was mit einem LT3474 gebaut:

http://www.schwingen.org/tmp/HeliLed1_Schematic.pdf

Das war für den Suchscheinwerfer an einem Modellbau-Heli, daher ist da ein
Atmel \'drauf, der PWM-Dimming macht (und nebenher weitere LEDs und eine
Mini-Kamera steuert).

Der LT3474 dimmt per PWM absolut sauber - der sollte sich über die Spannung
am VADJ-Pin aber auch problemlos analog dimmen lassen.

cu
Michael
Es gibt da auch den PT4115, vielleicht die eifachste Lösung. Ich wollte
es aber mal so versuchen :)

--
Roland - roland.krause9@freenet.de
 
Am 08.12.20 um 10:52 schrieb Hans-Peter Diettrich:
On 07.12.20 20:54, Roland Krause wrote:

Der Schalttransistor (BD139)

Das ist *kein* Schalttransistor. Das \'D\' steht für Leistung, nicht für
Schalten.

DoDi
Zum Schalten taugt er auch, ein FET neigt leider auch immer zu wilden
Schwingungen.

--
Roland - roland.krause9@freenet.de
 
Am 08.12.20 um 18:43 schrieb Helmut Schellong:
On 12/08/2020 17:16, stefan wrote:
Am 08.12.2020 um 12:35 schrieb Eric Bruecklmeier:
Am 08.12.2020 um 12:31 schrieb Helmut Schellong:
On 12/08/2020 12:09, Eric Bruecklmeier wrote:

Das ist kein FET, sondern ein ganz ordinärer NPN
Leistungstransistor...

On 12/08/2020 06:51, stefan wrote:
|Außerdem würde ich den BD139 durch einen geeigneten FET ersetzen.


i stand corrected

Im Datenblatt von TI ist da auch ein Mosfet vorgesehen. Leider
schlagen die nicht direkt was passendes vor ;-)

Das geht nicht, weil sie sonst vielleicht 500 verschiedene MOSFET
vorschlagen müßten.
Es ist sehr leicht, einen zur jeweiligen Aufgabe passenden
MOSFET zu finden.

BD139 gabs schon zu meiner Schulzeit, also man auch noch BC107 und
BC238 verbaut hat ;-)

Ich habe mich schon in den 1980ern an modernere Typen angepaßt.
Nämlich BD441, dessen Daten bis zu etwa 4-fach besser sind,
und den ich deshalb als Änderung in
    http://www.schellong.de/htm/schaltungen.htm#regler_tlc
verwandte.
Ein paar hundert Milliampere bei 30kHz? Für mich kein Grund Datenblätter
zu wälzen... :)

--
Roland - roland.krause9@freenet.de
 

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