Linearregler von LED-Tech

      Linearregler von LED-Tech

      Moin zusammen,

      ich hab ein paar Tage Zeit gebraucht, um mal einiges auszuprobieren. Jetzt bin ich an so nem Punkt, wo ich mal die ein oder andere Meinung gebrauchen könnte.

      Ich hab mir aus einer Aktion mal spasseshalber 15 Stk. der warmweissen 1W COB LED Module gekauft, und mir daraus eine Schlafzimmerlampe gebaut.
      Die Module sind in ein 190cm Alu U-Profil geschraubt, welches in einen passenden Ausschnitt eines Ikea LACK Regalbretts geklebt werden soll.
      Von oben kommt ein Streifen weisses Polystyrol als Abdeckung.

      Sieht aktuell so aus:



      Ich hab jedem Modul einen 1 Ohm Symmetrierwiderstand vorgeschaltet und dann jeweils 5 Stück parallel geschaltet.

      Dann hab ich mir 3 Stück der 700mA Powerline Konstanstromquellen gekauft, und die auf 600mA umgetrimmt. Anders gesagt: jede Konstantstromquelle versorgt 5 der Module mit jeweils 120mA (5 * 120 = 600mA).
      Als Versorgung hab ich einfach einen alten 300VA Halogentrafo genommen, den ich hier noch liegen hatte.

      Tja, und dann hab ich mir das mal genauer angesehen.... zuerst auf dem Scope.... und die Regler waren fröhlich am Schwingen.... hum....

      Also mal die Linearregler genauer unter die Lupe genommen. Es handelt sich dabei um eine "Standard Schaltung" mit einer LM317 Referenzspannungsquelle und einem Shunt, mit deren Hilfe ein Operationsverstärker die beiden Spannungen vergleicht und den Strom durch die LED einstellt. So weit so gut.

      Als Leistungstransistor wird ein MJE15030G verwendet. Ein NPN Bipolar-Transistor, der laut Datenblatt einen Stromverstärkungsfaktor von 40 hat. Der OP, der den Transistor ansteuert, ist ein LM358 von TI, und der kann einen maximalen Ausgangsstrom von ca 10 mA....

      Wenn ich jetzt mal 10mA * 40 rechne, komme ich auf einen Strom von maximal 400mA, bei dem der OP überhaupt noch vernünftig regeln kann. Klar, der Kurzschlussstrom des OP liegt höher, aber das halte ich nicht für korrekt weil nicht mehr im linearen Bereich des OPs.

      Ich hab den MJE15030G runter gelötet und einen IRF530 aufgelötet. Das ist ein MOSFET, der nur mit der Spannung gesteuert wird. Das sollte zumindest das Problem mit dem OP lösen.

      Dennoch wird die Schaltung sehr instabil, wenn der Voltage-Drop zu klein wird. Die COB Module haben eine Forward-Voltage von ca. 9V, und wenn ich insgesamt 1,8A für alle 15 Module aus dem Trafo ziehe (Normaler Brückengleichrichter und 4700µ Elko), dann reicht die vorhandene Brummspannung aus, den Regler schwingen zu lassen. Gefällt mir gar nicht!

      Da der Trafo zwei Primärwicklungen hat (230V und 245V), hab ich versuchsweise die 230V Wicklung genommen, um die Ausgangsspannung etwas anzuheben. Dann ist genug VoltageDrop über den Reglern, das diese nicht schwingen. Dafür wird das Ganze natürlich dann warm, weil die Verlustleistung höher wird. Ich hab so etwa 60% Wirkungsgrad, ohne die Verluste im Gleichrichter.

      Gedanklich hab ich das Thema Linearregler eh schon abgehakt. Gestern abend hab ich mal eben eine kleine Versuchsschaltung mit einem MC34063 Schaltregler aufgebaut, und mache aus ca. 12V Eingangsspannung 27V Ausgangsspannung. Ziel soll es sein, von den 15 COB Modulen jeweils drei in Reihe zu schalten, und dann 5 solche Gruppen parallel.

      Das wären dann 27V und 600mA, die ich zur Verfügung stellen müsste. Das schafft der MC34063 nicht allein sondern braucht wohl einen externen Schalter, der die hohen Ströme verkraftet.

      Ungeklärt ist noch die Frage, wie ich das am Ende mit der Dimmung mache. Die Lampe ist zu hell, um sie immer bei 100% laufen zu lassen, daher muss der Schaltregler auch dimmbar sein (z.B. mit einem PWM Signal, was ich noch erzeugen kann). Das geht mit dem MC34063 nur über Umwege.

      Frage: wie würdet ihr das machen?

      VG
      Ralf
      Hallo Ralf,

      also ich habe hier Da ist die Schaltung eine 12V Solarleuchte mit 7 CREE LEDs und einer
      Schaltung mit dem MC34063 vorgestellt, da werden 7 CREE LEDs
      an 12V betrieben ohne externen MosFet.

      Die Schaltung funktioniert soweit ohne Probleme und ist laufend im Betrieb.

      Die Dimmung erfolgt bei meiner Schaltung über die Spannung, der Regelbereich ist
      so eingestellt das eine stufenlose Dimmung von Schlummerlicht bis 100% möglich ist.

      Es sollte also gut möglich sein den Strom mit einem externen Schalter zu erhöhen,
      allerdings gibt es durchaus bessere IC als den MC34063, leider sind die auch
      alle etwas teuerer. Aber die Effizienz liegt immer so bei 80 bis knapp 90%.

      Solche StepUp Regler habe ich auch schon mit dem TL494 oder L4972A gebaut.
      Die sind natürlich aufwendiger aber dafür ist die Regelung sehr gut.

      Derzeit favorisiere ich diese Art der Dimmung, weil ich vermute das die
      PWM Dimmung für helle oder Hauptbeleuchtungen nicht gut verträglich ist. :|
      Wenn ich meine Arbeitsplatzbeleuchtung mit derzeit 14 CREE LEDs über
      PWM runterdimme bekomme ich relativ schnell brennende und trockene Augen. :wacko:
      Es gibt darüber auch diverse Ausführungen im Netz.

      Es ist auf jeden Fall interessant über Deine weiteren Schritte zu lesen. :thumbsup:

      MfG Raimund

      PS: Das mit dem Schwingen haben leider viele KSQ, nicht nur Deine.
      also der mc34063 schafft als konstantstromquelle nicht mehr als 300mA im gesunden rahmen. warum willst du das ganze überhaupt über konstantstromquellen machen wenn du so viel parallel schaltest? welchen vorteil versprichst du dir dabei? ich täte den halogentrafo jeweils per halbwellengleichrichtung auf "die hälfte" der cobs mit vorwiderstand verschalten. oder nimm einfach ein 9vdc- steckernetzteil für rund 1-5€ und werd glücklich. man muss es sich ja nicht immer unnötig schwer machen und son trafo ist ja schon ein ziemlicher trümmer.