Tiefsetzsteller für Hochstrom-LED

Meine erste Frage hier:

Ich möchte eine einfache einstellbare Stromversorgung für einige LEDs herstellen, die ich habe (ca. 3 V und bis zu 3 Ampere). Ich habe mich dagegen entschieden, nur einen einzelnen FET zur Stromsteuerung zu verwenden, da dieser bis zu 9 W Wärme abführen müsste. Bei einer solchen Schaltung stört mich ein bisschen Welligkeit (über etwa 10 kHz) im Strom nicht, da sie eine LED antreibt, die sowieso Phosphor antreibt (die LEDs sind weiß).

Da ich kein Energietechniker bin, habe ich folgende Frage:

Würde die Schaltung unten (die ich von hinten gezogen habe) funktionieren? Im Internet habe ich nichts Vergleichbares gesehen. Abgesehen von einer gewissen Welligkeit, die gleich der Hysterese (geteilt durch R1) ist, gibt es irgendwelche Probleme? Gibt es Bedenken bei der Einstellung der richtigen Oszillationsfrequenz? Sollte ich Komponentenwerte auswählen, um auf eine bestimmte Frequenz abzuzielen (ich wollte nur mit> 20 kHz arbeiten, falls etwas vibriert)?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Suchen Sie nach "hysteretischer Abwärtswandler", um einige Ideen zu erhalten. Ich bin mir nicht sicher, ob die Schaltung, die Sie so konfiguriert haben, funktioniert.
Gibt es ein nicht erwähntes Designziel, das eine Intensitätssteuerung durch Stromregelung anstelle des üblicheren PWM-Ansatzes erfordert? Wenn Sie PWM verwenden und den MOSFET vollständig ein- / ausschalten, wird die Verlustleistung des MOSFET viel kleiner als die genannten geschätzten 9 Watt.
Ich glaube, Sie missverstehen, wie LEDs im Allgemeinen PWM sind. Sie sind immer noch entweder mit einem Widerstand strombegrenzt oder von einer Stromquelle angesteuert. Für diese Frage und meine Ziele ist es nicht in Ordnung, 9 Watt in einem Transistor oder Widerstand zu verschwenden. Und wenn ich bereits eine Stromquelle hätte, wäre diese Schaltung überflüssig
@ user1816847 Nein, ich verstehe die Mechanismen gut genug - ich versuche zu verstehen, ob der Kern des Problems die Stromregulierung oder die Intensitätskontrolle ist. Grundsätzlich gilt: „ Bitte teilen Sie uns das eigentliche Problem mit, nicht nur Ihre Hypothese zur Lösung “. Ihr Kommentar stellt jetzt klar, dass der Leistungsverlust ein Problem darstellt, auch wenn er nicht am MOSFET selbst liegt. Die Frage blieb so zweideutig. Ich würde trotzdem vorschlagen, die Frage etwas zu klären, aber das liegt an Ihnen.

Antworten (2)

Ihre Idee ist in Ordnung, Ihre genaue Schaltungstopologie jedoch nicht. Ihr größtes Problem besteht darin, dass der Strommesswiderstand R1 nicht im Pfad des Induktor-Entladestroms liegt. Das bedeutet, dass es als Feedback nutzlos ist, zu entscheiden, wann der FET wieder eingeschaltet werden soll. Es wird kein Strom gemeldet, wenn der FET ausgeschaltet ist.

Eine Möglichkeit, dies zu beheben, besteht darin, R1 auf die hohe Seite zu setzen, direkt in Reihe mit der oberen LED. Die Steuerspannung wird dann auf die Versorgung statt auf Masse bezogen und die Logik muss invertiert werden, aber das Konzept sollte funktionieren. Da Sie ein Poti verwenden, um die Steuerspannung zu erzeugen, kann es leicht rückwärts verdrahtet werden, um das versorgungsbezogene Signal zu erzeugen. Sie benötigen jedoch einen Operationsverstärker mit Gleichtaktbereich, der sich bis zur positiven Versorgung erstreckt.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, R1 dort zu lassen, wo es ist, und einen High-Side-Schalter anstelle des jetzt gezeigten Low-Side-Schalters zu verwenden. Auf diese Weise liegt R1 immer direkt in Reihe mit der Induktivität. Die Anode von D1 würde dann auf Masse gehen.

Knifflige Probleme werden darin bestehen, mit der Anstiegsgeschwindigkeit des Operationsverstärkers umzugehen, die Lade- und Entladeprofile der Induktivität sorgfältig zu berechnen und sicherzustellen, dass die Induktivität niemals in die Sättigung gerät. Es besteht die Möglichkeit, dass die Schaltung metastabil ist, aber das sollte an sich keine Probleme verursachen, solange die Gesamtschwingungen hoch genug sind.

Ich kann sehen, wohin Sie damit gehen, aber die Schaltung schwingt nicht. Ich habe eine schnelle Simulation durchgeführt und dieses Diagramm erstellt: -Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Beachten Sie, dass Ihre LEDs, die ich mit einem 20R-Widerstand modelliert habe, und dass diese Schaltung verfeinert werden muss, damit sie Ihren Anforderungen entspricht.

V2 ist die Bedarfsspannung und ist derzeit auf 0,05 V eingestellt, was bedeutet, dass der Bedarf sehr gering ist, dh die 20R-Last benötigt etwa 20 mA. Bei V2 bei 1 V liegen 200 mA in der Last. Wie ich schon sagte, muss dies für Ihre Schaltungen verfeinert werden, aber es sollte Ihnen eine gute Vorstellung davon geben, wie Sie es zum Schwingen bringen können. Der Trick besteht darin, R5 und C1 zu nehmen und R4 vom Strommesswiderstand R1 zu nehmen. Es sollte dann funktionieren, aber es muss verfeinert werden - habe ich das erwähnt !!!

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