Benötige ich Entkopplungskondensatoren, wenn ich eine LED per PWM betreibe?

Ich bin ein Bastler (naja, eigentlich weniger als ein Bastler), der versucht, mein erstes PCB-Design zu entwerfen. Ich bin etwas vertraut mit dem Konzept der Entkopplungskondensatoren. Ich blende 3 LEDs ein und aus (wirklich, es ist eine RGB-LED und ich versuche, gemischte Farben zu erzeugen). Ich verwende die PWM-Pins von ATTiny, um dies zu erreichen.

Ich plane, einen 100-nF-Keramikscheibenkondensator zwischen VCC und GND auf dem IC hinzuzufügen, bin mir aber nicht sicher, ob ich auch die LED-Signale entkoppeln muss. Wenn ja, platziere ich sie in der Nähe der LED oder in der Nähe des IC? Welche Kappengröße verwende ich?

Ich denke nicht, dass es notwendig ist. Ich habe es in keiner anderen LED-Schaltung gesehen.
Kondensatoren haben möglicherweise unerwünschte Tiefpassfiltereffekte auf Ihr PWM-Signal, sind aber auch völlig unnötig.
Was ist die RGB-LED, die PWM-Pins verwendet, aber auch einen Vcc-Pin hat? Das scheint ungewöhnlich. Setzen Sie auf keinen Fall Kappen auf die PWM-Pins. Dadurch werden im Laufe der Zeit nur die Attiny-Ausgangspins beschädigt.
@CrossRoads, die LED hat kein VCC, das ATTiny hat es. Sorry für die Verwirrung.

Antworten (2)

Nur eine Warnung, große Kondensatoren an MCU-Ausgangspins anzubringen.

Moderne FETs können sehr kompakt ausgelegt werden, während sie 100-mA-Ausgangs-Pin-Treiber bereitstellen, und die thermische Zeitkonstante ist aufgrund der flachen Kanäle sehr schnell (etwa 10 Nanosekunden). Die 3_D-Siliziumgröße (Volumen) bietet eine geringe Fähigkeit, Wärme zu speichern, bis zu einem Punkt von über 1.000 Grad Celsius Erwärmung pro Mikrosekunde im Kurzschlussbetrieb (der einen großen Kondensator antreibt).

Große Kondensatoren sind viel zu langsam zum Laden und Entladen, was dazu führt, dass die FETs gleichzeitig im HIGH_CURRENT- und HIGH_VOLTAGE-Modus arbeiten und die FETs schmelzen.

Wie groß ist ein Kondensator gefährlich? Wenn der Kondensator nicht in 100 Nanosekunden auf 90 % des Endwerts (2 Zeitkonstanten) aufgeladen werden kann, überdenken Sie Ihre Werte oder Schaltungen.

1 uF und 1 Ampere laden die Kondensatorspannung um 1 Volt pro 1 Mikrosekunde auf.

0,1 uF und 0,1 Ampere laden die Kondensatorspannung um 1 Volt pro 1 uS auf.

0,01 uF und 0,1 Ampere laden die Kondensatorspannung um 1 Volt in 0,1 uS auf. Dies beginnt sicher zu sein.

Daher schlage ich vor, dass Sie nicht mehr als 1.000 pF (1 nF) an MCU-Ausgängen verwenden.

Sie können die LEDs direkt an die Ausgangspins anschließen - Sie benötigen nicht einmal Strombegrenzungswiderstände. (Warte auf die Flammen darauf - aber ich VERSPRECHE, dass es wahr ist und kein Problem!)

Wenn der PWM-Pin hoch ist, leuchtet die LED, wenn der PWM-Pin niedrig ist, ist die LED aus. Das Hinzufügen eines Kondensators parallel zur LED würde dieses Ein- / Aus-Blinken "glätten", aber solange die PWM-Frequenz, mit der Sie die LED ansteuern, höher ist, als Ihr Auge sehen kann (wie> 100 Hz), wird dies visuell der Fall sein Sehen Sie einfach so aus, als ob die LED basierend auf dem Arbeitszyklus der PWM gedimmt wird.

Warten!? Ich brauche keinen Strombegrenzungswiderstand!? Warum nicht?
Bugjosh glaubt anscheinend, dass die Ausgangsimpedanz der Attiny-Ausgangstransistoren hoch genug ist, um den LED-Strom zu begrenzen. Ich würde vorschlagen, dass dies eine schlechte Designpraxis ist und dass der 25-40-mA-Ausgang entweder die LED übermäßig hell macht und vorzeitig durch Überhitzung ausfällt, oder der Attiny wird es tun. Bei 20 mA beträgt der Ausgang garantiert 4,2 V, während die LED bei Vf typischerweise maximal 20 mA erwartet, irgendwo im Bereich von 2,5 V bis 3,7 V. Bleiben Sie bei 150- bis 330-Ohm-Widerständen, die verhindern, dass die Dinge durchbrennen, bis Sie die Vf der LEDs bestimmen und eine klügere Widerstandswahl treffen können.
Es gibt mehrere Faktoren, die das Eliminieren des Widerstands in Ordnung machen - zu viele, um in einen Kommentar zu passen -, aber es reicht aus, den durchschnittlichen LED-Strom unter Verwendung des Tastverhältnisses der PWM unter dem Nennstrom zu halten, um sicherzustellen, dass keine Probleme auftreten, solange die Frequenz> ist ~1KHz und die Chip-Vcc ist niedriger als ~6V. Aber selbst wenn Sie die PWM durcheinander bringen und den Ausgangspin beispielsweise für ein Jahrzehnt stromlos lassen, verspreche ich, dass nichts abbrennt. Versuch es! Wenn etwas Schlimmes passiert, ersetze ich gerne den zerstörten Chip und/oder die LED! Bitte berichte in diesem Thread 2028 mit den Ergebnissen! :)
@D.Patrick TIPP: Richten Sie Ihre R-, G-, B-PWM-Timer so ein, dass sie alle phasenverschoben zueinander laufen. Auf diese Weise ist zu einem bestimmten Zeitpunkt nur eine LED tatsächlich eine. Dies vermeidet Probleme, bei denen das visuelle Aufhellen einer LED eine andere Dimmer macht, weil beide gleichzeitig Strom ziehen. Um Phasen zu koordinieren, können Sie einen invertierenden und einen nicht invertierenden Ausgang auf demselben Timer und eine um 180 phasenverschobene Startzeit (oder direkte TCNTZuweisung) zwischen Timern verwenden.
TIPP: Wenn Sie direkt mit 3-V-Batterien (z. B. 2XAA- oder 2032-Knopfzellen) arbeiten möchten, verlieren Sie Blau, sobald die Batterie unter die Durchlassspannung der blauen LED fällt, was viel früher ist, als die Batterie tatsächlich verbraucht ist. Mit dieser Technik können Sie das Blau sehr billig und einfach verstärken .
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