Entwicklung von Hochleistungs-LED-Treibern mit PWM

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Vorausgesetzt, ich richte den PIC ein und programmiere ihn richtig (ich plane, dieses Handbuch zu verwenden, um ihn als USB-HID-Gerät anzuschließen), wäre dies eine geeignete Konfiguration? Ich bin mir nicht ganz sicher, wie ich Werte für die passiven Komponenten außerhalb des vom Hersteller angegebenen Anwendungsbeispiels für die Buck-Konfiguration ableiten soll.

Ich kann auch keine Beispiele finden, die diesen Treiber mit digitalem PWM verwenden (im Gegensatz zum Konvertieren von Digital in Analog), und ich kann nicht genügend Erklärungen zur Funktionsweise der DCTRL- und ACTRL-Pins finden. In diesem Schema ging ich davon aus, dass es so funktionieren würde, wie ich es beabsichtige, indem ich einfach das PWM-Signal direkt an den DCTRL-Pin anlege und ACTRL unberührt lasse. Wenn ich die Digital-Analog-Wandlung verwenden wollte, müsste ich auf jeden Fall nur einen Kondensator von ACTRL zu GND hinzufügen (Richtek schlägt 0,47 uF vor).

Danke noch einmal :)

Bearbeiten 4: Aus meinem letzten Kommentar - ... Ich denke, ich tendiere dazu, den RT8482 und den NTD4960 zu verwenden, um die LED anzusteuern, und ihn zusammen mit einem PIC18F2550 und der zugehörigen USB-Schnittstelle auf einer Leiterplatte zu integrieren. Wenn ich dies tun würde, wie sollte ich die Widerstands- / Kondensator- / Induktorwerte für die Treiberseite der Schaltung berechnen (unter der Annahme eines Strombereichs von 0-1,5 A oder 0-2 A für die LED)? Das Schlimmste an diesem Projekt ist im Moment, dass ein Programmierer für den PIC mehr kostet als Teile =_=

edit3: Angesichts der Antworten, die ich derzeit habe, sollte ich in der Lage sein, mit dem analogen Teil der Schaltung umzugehen, aber ich bin immer noch ratlos, wie ich das PWM-Signal erzeugen soll. Welche Art von MCUs sollte ich angesichts der Einschränkungen in Betracht ziehen, dass sie nur ein PWM-Signal erzeugen und über USB angeschlossen werden können (sei es natives USB oder eine Konvertierung zu USB von einem anderen Standard)?

Ich suche derzeit nach einem Treiber für eine einzelne Hochleistungs-LED, deren Helligkeit über einen PC gesteuert und ein- und ausgeschaltet werden kann. Ich verwende eine Cree XM-L LED (Datenblatt hier , es ist das neutralweiße Modell mit 240 lm, Teilenummer: 000LT40E4). Ich habe bereits eine in C# geschriebene GUI, um die anderen Teile des Projekts (Kamera und 3-Achsen-Motoren) zu steuern, und ich möchte die Lichtsteuerung in mein Programm integrieren. Derzeit verwenden wir eine einfache analoge Schaltung, um die LED anzusteuern (nichts weiter als ein Strombegrenzungswiderstand und ein Rheostat).

Ich denke, der beste Ansatz wäre, eine kleine PWM-gesteuerte Treiberschaltung mit konstantem Strom zu bauen. Ich bin über diese Schaltung auf Instructables gestolpert und denke, dass sie meinen Bedürfnissen gut entsprechen würde (ich habe jedoch keine Verpflichtung zu irgendeinem Design, daher wären Ideen willkommen).

In Bezug auf die obige Schaltung bin ich mir nicht sicher, welche Art von Teilen ich bekommen möchte (für die Transistoren, den Zener, falls erforderlich), und ich habe auch keine Ahnung, welche Art von Mikrocontroller ich brauchen würde. Ich habe so gut wie keine Erfahrung mit Mikrocontrollern, daher bin ich mir nicht sicher, was ich brauchen würde, um loszulegen. Ich sollte kein Problem haben, den Controller zu programmieren, ich weiß nur nicht, welche Art von Controller ich für diese Anwendung verwenden würde. Ebenso bin ich mir nicht sicher, wie ich den Controller nach der Programmierung mit einem PC verbinden würde, obwohl ich davon ausgehen würde, dass RS-232 machbar wäre, in diesem Fall sollte ich kein Problem haben; Ich kann einen RS-232 --> USB Konverter verwenden und im Rahmen von C# mit serieller Kommunikation umgehen.

Ich bin auch auf ICs wie diesen Maxim-IC MAX16834 gestoßen, habe aber das Gefühl, dass diese a) übertrieben und b) weniger effizient sind, da ich immer noch einen Mikrocontroller benötigen würde, um das PWM-Signal zu erzeugen und Leistungstransistoren zu versorgen, also könnte ich es einfach Verwenden Sie die obige Grundschaltung und verwenden Sie stattdessen den PWM- und NPN-Transistor.

Soweit mein Hintergrund reicht, betrete ich mein drittes Jahr im EE-Programm an der UMass Amherst. Ich bin mit der grundlegenden Schaltungsanalyse und -programmierung vertraut, habe aber noch nichts über Elektronik gelernt, weshalb ich diese Frage poste. Ich verstehe die meisten Schaltungsdesigns, ich weiß nur nicht, wie ich sie von Grund auf neu entwerfen soll, da ich nicht weiß, wie man Werte berechnet, wenn der Mischung nicht elementare Elemente hinzugefügt werden (hauptsächlich Transistoren). Ich habe das Gefühl, dass ich mit einer einfachen Liste von Teilen und Schaltplänen für dieses Projekt den Rest herausfinden könnte (alles, was wirklich übrig bleibt, ist die Programmierung des Mikrocontrollers).

Wenn ich etwas Wichtiges ausgelassen habe, lassen Sie es mich bitte wissen. Vielen Dank im Voraus!

Bearbeiten: Ich habe vergessen zu erwähnen, dass die LED im Moment normalerweise nicht über 400 mA angesteuert wird. Es ist für 700 mA nominell ausgelegt (ist aber für den Betrieb bis zu 3 A ausgelegt). Ich bin mir nicht sicher, welche Lichtstärken wir am Ende brauchen werden, aber ich hätte gerne die Möglichkeit, bis zu 2A zu liefern.

edit2: Um die Frage von RusselMcMahon zu beantworten, würde ich es vorziehen, die LED mit 5 V zu betreiben (ich habe bereits eine Cincon CFM20 5 V, 20 W DC-Versorgung ), aber wenn ein potenzielles Schaltungsdesign eine andere Versorgung erfordern würde, wäre dies kein Problem um einen neuen Vorrat zu kaufen.

Dein Hintergrund sollte in deinem Profil stehen. Dann können wir es jederzeit einsehen, ohne dass Sie es bei jeder Frage wiederholen müssen.
@stevenvh das verstehe ich. Ich habe einen spezifischeren Hintergrund für diese Frage hinzugefügt, weil ich denke, dass es wichtig ist zu erwähnen, dass ich zwar die allgemeinen Ansätze zur Lösung meines Problems verstehe, aber nicht weiß, wie ich mit den Besonderheiten der Teileauswahl und anderen grundlegenden Designproblemen umgehen soll (aber Bei einer Schaltung sollte ich in der Lage sein zu verstehen, wie sie funktioniert, nur nicht quantitativ).
Ganz wichtig - mit welcher Spannung willst du das betreiben? zB 12V, 5V, ... . Die instructables Schaltungen sind schlecht. Sie würden in gewisser Weise funktionieren, aber der „Designer“ versteht seine Kunst nicht vollständig. Die Maxim-Schaltungen und ICs sind gut, ABER sie sind für eine Reihe von LEDs, die eine höhere Spannung als die Vin-Versorgungsspannung haben. Es sei denn, Sie verwenden Vin <= etwa 2,5 V, das gilt nicht für Sie. Wir werden gute Ratschläge geben können. Vin ist als erster Schritt sehr wichtig. NB - f Netzeingang (110 oder 230 VAC), dann ist eine mittlere niedrige VDC eine gute Idee.
@RussellMcMahon Ich kann nicht glauben, dass ich das vergessen habe. Ich habe die Frage aktualisiert.

Antworten (2)

Gegeben: Cree XM-L LED .
Gewünscht: Bis zu 2A-Laufwerk, PWM-gesteuert vom PC über USB.

Das können zwei Teile sein. dh eigentliches LED-Laufwerk und PC-zu-LED-Laufwerksschnittstelle. Diese können integriert sein oder nicht.

Ein "sehr einfacher" Ansatz besteht darin,
1. ein handelsübliches USB-Gerät zur "Ausgabe" zu verwenden. "Ausgang" kann ein analoger Pegel, PWM, 8-Bit-Port usw. zur Steuerung sein ... 2. Ein handelsüblicher LED-Treiber, der einen analogen oder PWM-Eingang verwendet.

Beispielsweise erfordert die folgende Schaltung mit einem RT8482 einen analogen Eingangspegel oder PWM mit einem einfachen RC-Filter (um die PWM in analog umzuwandeln). Das Analog könnte von einem USB-zu-Analog-Ausgangs-E/A-Gerät (COTS) oder von einem USB-zu-Parallel-Port-Gerät (kein Druckeranschluss an sich) (COTS) mit einem einfachen R2R-Digital-Analog-Wandler (etwa 16 Widerstände plus vielleicht ein billiger Operationsverstärker).

Viele Beispiele für R-2R-Leitern hier - Links live

Oder ein Mikrocontroller mit USB-Fähigkeit könnte ein relativ einfaches Programm haben, das geschrieben wurde, um eine PWM- oder analoge Ausgabe bereitzustellen. Ein USB-fähiger Arduino oder ein Raspberry Pi würde dies tun. (USB muss im Slave- und nicht im Host-Modus sein).

LED-Antrieb:

(1) Komplette Einheiten "von der Stange", die den LED-Treiberteil dieser Aufgabe gut erledigen, sind zu guten Preisen von z. B. ebay oder Mouser und ähnlichen erhältlich. Die Verwendung einer solchen ist eine gute Standardlösung, es sei denn, Sie haben einen Grund, etwas anderes zu tun.

(2) DIY-LED-Treiber.

Digikey LED-Treiber finden Sie hier . Leider ist die parametrische Suche in diesem Fall schlecht (was ungewöhnlich ist).

Die Suche mit dem LED-Treiber 2A liefert bessere Ergebnisse.
Es wird eine Nummer geben.
Nur Beispiel: Für $US1.52/1 auf Lager Digikey erhalten Sie
1 Ricktek RT8482, Buck oder Boost, LED-Treiber .
Treibt einen externen MOSFET an, sodass die LED-Stromfähigkeit im Wesentlichen unbegrenzt ist. Sieht nach einem guten Anfang aus. 350 kHz für kleinere Induktivitäten.

  • Hochspannungsfähigkeit: VIN bis zu 36 V, VOUT bis zu 48 V
    Buck-, Boost- oder Buck-Boost-Betrieb
    Strommodus PWM mit 350 kHz Schaltfrequenz

Geben Sie hier die Bildbeschreibung einEinfaches Dimmen: Analog, PWM Digital oder PWM
Umwandlung in Analog mit einem externen Kondensator
Programmierbarer Sanftanlauf zur Vermeidung von Einschaltströmen
Programmierbarer Überspannungsschutz
VIN-Unterspannungssperre und thermische Abschaltung
16-polige WQFN- und SOP-Pakete
RoHS-konform und halogenfrei

Ein für die Verwendung als M1 geeigneter MOSFET wäre z. B. ONSEMI NTD4960 0,40 USD/1 auf Lager Digikey, 30 V, 9 A, 9 Milliohm Nennwiderstand, Logikgatter – Datenblattkurven zeigen gut bei 4 V Gate und sagen 4 A.

HINZUGEFÜGT:

Sollte ich nach bestimmten Arten von Induktoren für diese Art von Anwendung suchen?

Induktoren sind sehr speziell für beste Ergebnisse. Wenn dies eine einmalige Sache ist, dann sind handelsübliche Induktivitäten von zB Digikey oder ähnlichem ratsam. Wir können diesbezüglich Ratschläge geben, wenn die endgültige tatsächliche Spezifikation bekannt ist.

Ich gehe davon aus, dass alle Kappen in dieser Art von Anwendung aus Keramik sind?

Keramikkondensatoren funktionieren gut für alle gezeigten Kondensatoren. Mindestens 10 V Nennleistung. Mehr oder viel mehr Spannung OK.

D1 ist Schottky und sollte einen Nennstrom haben, der gleich oder größer als der maximale LED-Strom ist.

Jetzt muss ich nur noch herausfinden, wie ich das PWM-Signal erzeugen kann.

PWM ist "einfach" [tm] und wird möglicherweise nicht benötigt. Das obige LED-Controller-Beispiel kann eine analoge oder PWM-Steuerung verwenden.

USB zu I/O

Dieses USB-zu-Parallel-FIFO-E/A-Modul] ( http://www.ftdichip.com/Support/Documents/DataSheets/DLP/usb245r-ds-v10.pdf ) verwendet den FT245R USB-Parallel-FIFO-Schnittstellen-IC von FTDI – Datenblatt hier .
Riesige Mengen an verwandten FT245-Informationen hier

FT245 erhältlich von Digikey ~= $US4.50/1 von hier

FT245-basiertes Modul von Digikey für etwa 40 $/1 hier

Auf dieser Seite wird ein DIY-USB-Druckeranschluss beschrieben , der, da Sie die vollständige Kontrolle über die Hardware und deren Verhalten haben, Ihre Anforderungen „leicht“ erfüllen könnte. Basierend auf einem PIC18F4550-Mikrocontroller und nicht viel mehr. Alle Software-Leiterplattenmuster, Schaltungen usw. kostenlos.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Typisches kommerzielles USB-zu-Analog-Gerät

Sollte ich mir für diese Art von Anwendung bestimmte Arten von Induktoren ansehen (ich gehe davon aus, dass alle Kappen bei dieser Art von Anwendung aus Keramik bestehen)? Danke aber für den Post! Jetzt muss ich nur noch herausfinden, wie ich das PWM-Signal erzeugen kann.
Wenn ich meine Anforderung dahingehend ändern würde, dass ich maximal etwa 1A benötige, wäre es nicht einfacher, einen IC wie den ON Semiconductor NCP3065 zu verwenden (Digi-Key-Link hier: digikey.com/product- detail/en/NCP3065PG/NCP3065PGOS-ND/1693183 ) als All-in-One-Paket zum Ansteuern der LED (und alles, was ich außerhalb davon tun muss, ist, den COMP-Pin mit einem digitalen PWM-Eingang zu versorgen)? Ich überlege, ob ich wirklich bis zu 2 A benötige, da ich bei 350 mA im Allgemeinen eine ausreichende Lichtleistung erhalte.
@Shamtam - Der NCP3065/NCV3065 ist ein Schaf im Schafspelz, eine Überarbeitung des ehrwürdigen MC34063. Es ist "OK", hätte aber einen schlechten Wirkungsgrad, wenn es hier verwendet würde, wie von ihnen gezeigt, aufgrund des jahrzehntealten Darlington-Transistorschalters mit massiver Einschaltspannung und damit Verlusten. Sie können if verwenden, um einen externen MOSFET anzusteuern, aber die maximale Frequenz ist immer noch nicht wunderbar. Die haben Vref von dumm auf nur "hoch für 1A + LEDs" reduziert. Das heißt, es sind jetzt 0,235 V, was ungefähr 0,235 / 3,3 = 0,07 entspricht, sodass Sie im Messwiderstand 7% Effizienz verlieren. ... mehr ...
@Shamtam - ... Mit dem von mir erwähnten Richtek IC bist du besser dran. (110 mV Sinn, höhere Frequenz, mehr ...). Das Ansteuern eines externen FET ist kein Problem, wenn der IC dafür ausgelegt ist.
Das habe ich mir schon gedacht. Angesichts der Geräte, die Sie mir bisher gegeben haben, neige ich dazu, den RT8482 zum Ansteuern der LED zu verwenden, und dann könnte ich den PIC18F4550 verwenden, um ein digitales PWM-Signal direkt an den Controller zu senden. Auf diese Weise könnte ich eine einzelne Platine herstellen, die einen USB-Eingang und einen LED-Ausgang hat (wobei ich eine einfache Gleichstrombuchse verwenden würde), und die Steuer- / Treiberschaltung ist integriert. Da dies möglich ist, sollte dies ein sehr kleines Board sein, und auch sehr billig, aber mit viel Funktionalität.
Gibt es einen Grund, die MCU als Schnittstelle für einen parallelen Anschluss zu verwenden und dann eine R-2R-Leiter zu verwenden, um einen rudimentären DAC zu erstellen, anstatt nur ein digitales PWM-Signal direkt von der MCU zu erzeugen und den Treiber damit zu steuern?
@Shamtam - Nein. Direkt vom Mikrocontroller zum LED-Treiber ist besser , ABER die Leute sind auf vielen Ebenen und ich wollte etwas anbieten, das eine Person mit relativ geringen EE-Fähigkeiten von der Stange machen könnte. Wenn Sie mehr wissen, können Sie sehen, dass es Möglichkeiten gibt, es zu verbessern. uC handhabt USB- und smps-Schnittstelle ist gut. SMPS kann meiner Meinung nach analog oder PWM verwenden.
Wie ich dachte. In diesem Fall neige ich dazu, den RT8482 und den NTD4960 zum Ansteuern der LED zu verwenden und ihn zusammen mit einem PIC18F2550 und der zugehörigen USB-Schnittstelle auf einer Leiterplatte zu integrieren. Wenn ich dies tun würde, wie sollte ich die Widerstands- / Kondensator- / Induktorwerte für die Treiberseite der Schaltung berechnen (unter der Annahme eines Strombereichs von 0-1,5 A oder 0-2 A für die LED)? Das Schlimmste an diesem Projekt ist im Moment, dass ein Programmierer für den PIC mehr kostet als Teile =_=
Ich habe diese Antwort akzeptiert, da sie mir geholfen hat, mich bei der Herangehensweise an eine Lösung zu orientieren. Danke noch einmal!

Es gibt einige schwierige Herausforderungen beim Ansteuern von Hochstrom-LEDs für den Anfang, aber es ist ein einfaches Konzept, eine Diode einzuschalten. Sie lernen viele analoge und thermische Zusammenhänge kennen, die auch von mechanischen Fähigkeiten abhängen, und die LED hat einen sehr geringen Serienwiderstand wie eine Batterie, sodass Sie auch die Auswirkungen kennenlernen werden.

So treiben Sie eine LED an, die für 5 Ampere absolut maximal und 3 Ampere kontinuierlich ausgelegt ist, aber in Testspezifikationen bei 0,75 A empfohlen wird, ohne den (Licht-) "Emitter" in einen Lötkolben zu verwandeln. ;) ?! ;)

Thermischer Widerstand von LEDs Das Seltsame ist, dass LEDs keine Wärme abstrahlen, da es keine IR-Wellenlängen gibt. Es wird alles zum Substrat geleitet. Aber dann strahlt der " Schwarzkörpereffekt " des Substrats IR-Wärme aus, während es versucht, sie von der Quelle weg zu leiten. Das mag zunächst schwer verständlich sein. Schwarzkörpereffekte werden hier detailliert beschrieben, aber im Wesentlichen wird die Energie, die als leitungsgeführte Wärme aus dem V*I-Verlust absorbiert wird, später von Kühlkörperleitern als „Infrarotwärme“ abgestrahlt. Diese Wellenlängenverschiebung ist immer von kurzen zu längeren Wellenlängen, blauer zu gelber roter Phosphor zu infrarotem Wärmeverlust zeigt Emissionen an, die zu niedrigeren Elektronenvalenzniveaus gehen. Der thermische Widerstand zwischen Gehäuse und Umgebung hat einen erheblichen Einfluss auf die Verschlechterung der Umgebung für das Gerät.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Effektiver Serienwiderstand (ESR von LED und Treiber) 1) Sie benötigen eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit und ein Aluminiumsubstrat, um die Wärme schnell auf einen großen Kühlkörper zu verteilen, der die Wärme effizient von einem 2 mm großen Chip in einem 5 mm großen SMD-Gehäuse ableitet. Dieser Chip wird mit 0,7 A bei 3,5 Vmax = 2,45 W im ungünstigsten Fall betrieben. Der Anstieg der Vorwärtsspannung "TYP" beträgt jedoch nur 2,90 bis 3,35 von 0,7 A auf 3,0 A. Diese ∂V/∂I-Änderung ist der effektive Reihenwiderstand ESR [Ω], der von Charge zu Charge von Wafern erheblich variieren kann, weshalb der schlimmste Fall oder MAX viel größer als TYP ist. Der ESR von 0,7 bis 1,5 A beträgt 3,1-2,9 = 0,2 V / 0,8 A = 0,25 Ω ESR. Er nimmt ab, wenn der Strom von diesem Punkt an zunimmt und umgekehrt. Wie eine Batterie oder ein idealer Zener hat es eine scharfe VI-Kurve mit niedrigem ESR. Dies ist entscheidend bei der Auswahl von Schalter-MOSFETS und anderen Schaltern, um sicherzustellen, dass Ihr Treiber viel niedriger als diese Last ist, und auch zu verstehen, dass die I^2R-Verlustleistung mit dem Strom schnell ansteigt. Der Wirkungsgrad sinkt auch mit steigendem Strom, also sollten Sie dies im Hinterkopf behalten, wenn Sie an niedrige Arbeitszyklen bei 3-A-Spitzen denken. Dies gilt für die "Effizienz" von Lumen pro Watt, die in diesem Fall durch die Umwandlung von blauem Licht auf einem LED-Substrat in einige Leuchtstoffe auf der Oberfläche erzeugt wird, um weißes ausgeglichenes Licht zu emittieren. Dieser Umsatz sinkt mit steigenden Lichtverhältnissen leicht. Auch der Wärmeverlust steigt mit ESR * I zum Quadrat. All diese Wärme wird glücklicherweise geleitet und keine wird als IR abgestrahlt, bis sie auf Ihren Kühlkörper trifft. Dann wird es auch abgestrahlt, so dass lokale Umgebungswärme aufsteigen kann Der Wirkungsgrad sinkt auch mit steigendem Strom, also sollten Sie dies im Hinterkopf behalten, wenn Sie an niedrige Arbeitszyklen bei 3-A-Spitzen denken. Dies gilt für die "Effizienz" von Lumen pro Watt, die in diesem Fall durch die Umwandlung von blauem Licht auf einem LED-Substrat in einige Leuchtstoffe auf der Oberfläche erzeugt wird, um weißes ausgeglichenes Licht zu emittieren. Dieser Umsatz sinkt mit steigenden Lichtverhältnissen leicht. Auch der Wärmeverlust steigt mit ESR * I zum Quadrat. All diese Wärme wird glücklicherweise geleitet und keine wird als IR abgestrahlt, bis sie auf Ihren Kühlkörper trifft. Dann wird es auch abgestrahlt, so dass lokale Umgebungswärme aufsteigen kann Der Wirkungsgrad sinkt auch mit steigendem Strom, also sollten Sie dies im Hinterkopf behalten, wenn Sie an niedrige Arbeitszyklen bei 3-A-Spitzen denken. Dies gilt für die "Effizienz" von Lumen pro Watt, die in diesem Fall durch die Umwandlung von blauem Licht auf einem LED-Substrat in einige Leuchtstoffe auf der Oberfläche erzeugt wird, um weißes ausgeglichenes Licht zu emittieren. Dieser Umsatz sinkt mit steigenden Lichtverhältnissen leicht. Auch der Wärmeverlust steigt mit ESR * I zum Quadrat. All diese Wärme wird glücklicherweise geleitet und keine wird als IR abgestrahlt, bis sie auf Ihren Kühlkörper trifft. Dann wird es auch abgestrahlt, so dass lokale Umgebungswärme aufsteigen kann Dieser Umsatz sinkt mit steigenden Lichtverhältnissen leicht. Auch der Wärmeverlust steigt mit ESR * I zum Quadrat. All diese Wärme wird glücklicherweise geleitet und keine wird als IR abgestrahlt, bis sie auf Ihren Kühlkörper trifft. Dann wird es auch abgestrahlt, so dass lokale Umgebungswärme aufsteigen kann Dieser Umsatz sinkt mit steigenden Lichtverhältnissen leicht. Auch der Wärmeverlust steigt mit ESR * I zum Quadrat. All diese Wärme wird glücklicherweise geleitet und keine wird als IR abgestrahlt, bis sie auf Ihren Kühlkörper trifft. Dann wird es auch abgestrahlt, so dass lokale Umgebungswärme aufsteigen kannVerringern Sie Ihre Lichtleistung und verursachen Sie im Laufe der Zeit eine Blauverschiebung und machen Sie Ihren LED-Chip zu einem Lötkolben (ha), wenn Sie keinen Kühlkörper haben.

  1. Erfahren Sie, wie Sie einen Kühlkörper mit <<10 ° C / Watt, vorzugsweise 4 ° C / W, herstellen.

  2. Verstehen Sie die Wirkungseigenschaften des Serienwiderstands in jeder Komponente oder ESR.

Die einfachste Lösung ist wie die Seite, die Sie zuvor gepostet haben, mit einem MOSFET-Schalter gegen Masse mit einem Strommesswiderstand, der auch zum ESR der Schaltung beiträgt. Die Gründe für die Wahl von Rs ähnlich dem ESR von LED-Strings liegen in der optimalen Effizienz und der Fähigkeit, die LED ohne thermisches Durchgehen, das durch die Stabilität des V-gegen-T-Effekts (Shockley-Effekt) verursacht wird, hart anzusteuern. Andernfalls werden Strombegrenzungsschaltungen verwendet, die häufig einen höheren Spannungsabfall haben und daher ineffizienter sind. Das Schalten von Stromquellen hilft bei der Stabilisierung mit der Chance auf einen höheren Wirkungsgrad.

  1. Lernen Sie, reale nicht ideale Schaltpläne in Ihrem Kopf hinzuzufügen. Von w. Es geht ein paar Level tiefer, aber gut genug für den Moment.

Die einfachste PWM-Schaltung verwendet einen Low-ESR-MOSFET-Treiber mit ESR << LED oder << 0,25 Ω.

Viel mehr als ich gesucht habe, aber gute Informationen! Ich habe die LED bereits auf einem Kühlkörper und sie ist mit Wärmeleitband (für das Prototyping) montiert. In einer letzten Überarbeitung würde ich wahrscheinlich thermisches Epoxid verwenden, um die LED am Kühlkörper zu befestigen (ich löte Drähte an die Oberseite der Leiterplatte der LED und verwende eine elektrisch isolierende thermische Paarung zwischen der gesamten Unterseite des LED-Gehäuses zum Kühlkörper). Im Moment kann die LED ohne Hitzeprobleme mit etwa 350 mA betrieben werden (sie wird nach längerem Gebrauch warm, aber nicht zu heiß zum Anfassen). An diesem Punkt brauche ich nur Hilfe mit der MCU.
Ebenso würde die LED in einem Endprodukt nur für Bruchteile einer Sekunde wie ein Kamerablitz eingeschaltet sein, genug, damit die Kamera ein Bild aufnehmen kann, und dann abschalten. In diesem Fall würde ich mir vorstellen, dass sogar ein mäßig unterdimensionierter Kühlkörper für kurze Hochstromstöße (sagen wir höchstens 2 A bei 500 ms) ausreichen würde. Der Kühlkörper stellt für mich jedoch kein Problem dar. Ich muss hauptsächlich nur herausfinden, wie man ein PWM-Signal von einem Computer erzeugt.
Entwicklung von Hochleistungs-LED-Treibern mit PWM
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