Ansteuerung von Hochleistungs-LEDs mit dieser Schaltung

Ich habe gerade diese Schaltung fertiggestellt ( danke Alexan ), mal 3 für jeden RGB-Kanal.

R1 = 4.7k
R2 = 1K
R3 = 10K

Q1 = BD140
Q2 = BD139

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Diese Schaltung wird verwendet, um 4x20mA RGB-LEDs parallel zu betreiben und bin mit dem Ergebnis zufrieden. Sie verwenden jeweils 510/470/470 Widerstände für die RGB-Kanäle.

Jetzt würde ich gerne dasselbe tun, aber eine LED mit viel höherer Leistung betreiben , aber ich habe ein paar Fragen, bevor ich fortfahre und sie kaufe.

  1. Was ist der Grund dafür, keine gemeinsame Kathode zu haben, sondern +/- für jeden Kanal? Kann die Kathode in meiner Schaltung auf eine gemeinsame Masse gehen, während jede der Anoden an den Emitter jedes Q1 geht?

  2. Würde das obige Schema ausreichen, um diese LEDs anzusteuern? (Denken Sie daran, dass der Schaltplan einen einzelnen Kanal darstellt)

  3. Wie berechne ich die Widerstandswerte für jeden Kanal für eine 12-VDC-Stromversorgung? Gilt der 350mA Strom für alle 3 Kanäle oder pro Kanal?

Wenn es pro Kanal ist, würde jeder Kanal 166,67 mA Strom benötigen. Die Berechnung, die ich verwende, ist:

Typische Durchlassspannung R/G/B ( Datenblatt ) = 2,4/3,5/3,4

Red = (12V - 2.4V) / 166.67 = 57 Ohm (1.6W) 
Green (12V - 3.5) / 166.67 = 50 Ohm (1.4W) 
Blue (12V - 3.4) / 166.67 = 51 Ohm (1.4W)

Das erscheint mir überhaupt nicht richtig, denn die Gesamtleistung beträgt 4,4 Watt.

Also, wo gehe ich falsch?

Achten Sie darauf, LEDs parallel zu schalten. Schalten Sie immer einen Ballastwiderstand in Reihe mit jedem.

Antworten (1)

Was ist der Grund dafür, keine gemeinsame Kathode zu haben, sondern +/- für jeden Kanal? Kann die Kathode in meiner Schaltung auf eine gemeinsame Masse gehen, während jede der Anoden an den Emitter jedes Q1 geht?

Die Kathode ist jedoch gemeinsam (vorausgesetzt, der LED-Widerstand ist mit der Anodenseite verbunden), alle Kathoden sind mit Masse verbunden, sodass sie auch miteinander verbunden sind.
Wenn Sie die Widerstände an die Kathodenseite der LEDs angeschlossen haben, können Sie sie nicht miteinander verbinden.
Ich bin mir nicht sicher, warum Sie den Emitter erwähnen, die LEDs sind zwischen Kollektor und Masse verbunden

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Würde das obige Schema ausreichen, um diese LEDs anzusteuern? (Denken Sie daran, dass der Schaltplan einen einzelnen Kanal darstellt)

Wenn Sie den Basisstrom ausreichend erhöhen, können auch LEDs mit höherer Leistung angesteuert werden.

Wie berechne ich die Widerstandswerte für jeden Kanal für eine 12-VDC-Stromversorgung? Gilt der 350mA Strom für alle 3 Kanäle oder pro Kanal?

Der Basisstrom sollte etwa 1/10 bis 1/20 des Ausgangsstroms betragen, um den Transistor zu sättigen, und einen geringen Spannungsabfall über dem Emitter-Kollektor haben.

Wenn Sie eine Farbe verwenden (die anderen sind ausgeschaltet), können Sie sicher 350 mA verwenden, aber ich habe Zweifel am maximalen Gesamtstrom, wenn alle drei eingeschaltet sind.

Das erscheint mir überhaupt nicht richtig, denn die Gesamtleistung beträgt 4,4 Watt.

An der Berechnung ist nichts falsch. Was Sie erhalten, ist die Verlustleistung in jedem Widerstand für die gegebene Eingangsspannung / den gegebenen Ausgangsstrom.

Nochmals vielen Dank @alexan. Was meinst du mit Basisstrom erhöhen? Der vom PWM-Ausgangspin des Arduino kommt? Sie erwähnen auch, dass der Basisstrom 1/10 bis 1/20 des Ausgangsstroms betragen sollte. Ich brauche also 35 mA bis 17,5 mA, die von Arduino kommen? Offensichtlich für jeden Kanal durch 3 geteilt. Schließlich sagen Sie, die LEDs sind zwischen Kollektor und Masse angeschlossen? Wie ist das so? Im Schaltplan loadbefindet sich der zwischen PNP-Emitter und Masse.
@Marko So I need 35mA to 17.5mA coming from arduino?Nein, du brauchst diesen Strom zur Basis von Q2 (kommt vom Kollektor von Q1). Der Basisstrom von Q1 beträgt weniger als 5 mA. Obviously divided by 3 for each channeles hängt vom Ausgangsstrom ab, ob es 350mA pro Farbe oder 350mA insgesamt für alle drei sind (also 117mA pro Farbe). The load is between the PNP emitter and groundDer Emitter ist das Dreieck, die Last ist mit dem Kollektor von Q1 verbunden.
In diesem Fall habe ich es falsch verkabelt. Kollektor und Emitter sind auf Q2 vertauscht. Ich dachte, die Idee wäre, den Kollektor mit Strom zu versorgen und ihn vom Emitter zu verwenden, wodurch ich den Fehler gemacht habe. Was sollte ich also außer dem Ändern der Q2-Pins noch tun, damit diese Schaltung mit den Hochleistungs-LEDs funktioniert, vorausgesetzt, der Strom wird aufgeteilt (dh jeweils 167 mA)?
Ps Das aktuelle Board scheint zu funktionieren, obwohl E/C vertauscht sind
@Marko In meiner vorherigen Antwort habe ich die Q1/Q2-Namen vertauscht (sorry), hier ist die richtige Version: So I need 35mA to 17.5mA coming from arduino?Nein, Sie brauchen diesen Strom zur Basis von Q1 (kommt vom Kollektor von Q2). Der Basisstrom von Q2 beträgt weniger als 5 mA. Obviously divided by 3 for each channeles hängt vom Ausgangsstrom ab, ob es 350mA pro Farbe oder 350mA insgesamt für alle drei sind (also 117mA pro Farbe). The load is between the PNP emitter and groundDer Emitter ist das Dreieck, die Last ist mit dem Kollektor von Q1 verbunden.
@Marko R2 begrenzt den Basisstrom, er kann als (9 V - 1,2 V) / R2 berechnet werden. Beachten Sie, dass 1,2 V etwa 0,7 V für den Basis-Emitter-Abfall von Q1 plus etwa 0,5 V Abfall über Kollektor / Emitter von Q2 darstellen. Für 35 mA (1/10-Verhältnis von 350 mA) benötigen Sie 7,8 V / 0,035 A = 222 Ohm, oder Sie können sich für ein 1/20-Verhältnis entscheiden.
Ah das macht jetzt Sinn. Danke. Ich muss diese Werte neu berechnen, da ich sie von einer 12-V-Quelle und nicht von 9 V treiben werde. Es wird also (12 V - 1,2 V) / 0,035 A = 308 Ohm sein. Ich nehme an, die anderen 2 Widerstände können so bleiben wie sie sind.
@Marko Der Basiswiderstand von Q2 sollte wahrscheinlich auch abgesenkt werden. Der Strom beträgt (5 V - 0,7 V) / 4 k7 = 0,91 mA, was für einen 35-mA-Ausgang auf der niedrigen Seite liegt. Besser wäre ein Wert von ca. 2,2k.
Ah okay, du hast Recht. Ich habe gerade eine Antwort auf der SparkFun-Website erhalten, It’s per-channel. Keep the different Vfs and your power dissipation in mind if you actually drive them at 350mA (for which you should be able to find a multitude of drivers - 350mA is pretty common).also muss ich diese Werte noch einmal neu berechnen :))
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