Dioden mit MOSFET dimmen

    Hallo zusammen,


    ich möchte 9 rgb LED betreiben und jede einzelne Farbe einzeln dimmen. Dabei soll die Spanne von 0-100% Helligkeit gehen, wenn ich am Oti drehe. Mein Problem sieht wie folgt aus:


    Die
    Dioden haben 3 Eingänge und nur einen Ausgang. Aus diesem Grund muss
    ich leider alle 9 Dioden parallel schalte. Dadurch kommt es zu einem
    „hohen“ Strom (2,2V; 20mA*9=180mA). Da ich einen 12V Trafo verwende (und
    auch nicht umsteigen kann) muss ich vor die LED´s einen entsprechenden
    Widerstand setzten.


    Alle Dioden (einer Farbe) sollen gleichzeitig
    gedimmt werden, ich habe bereits einen interessanten
    Ansatz gefunden (viewtopic.php?f=24&t=4507&p=73946)
    Den Entwurf habe ich versucht entsprechend abzuändern und wollte von euch wissen, ob das so
    funktioniert wo muss ich drauf schaun bei dem Datenblatt des Mosfets? Was sind dort wichtige Informationen?). In rot sind meine angepassten Werte. Stellt es ein Problem dar wenn ich die LED´s an die Source anschließe?


    Weil meine Ströme ein wenig anders sind, sind vllt die Komentare des Posters sind vllt auch ganz interessant:


    Achtung:
    Ich habe den Poti und die Widerstände (bzw. die daraus
    resultierenden Spannungen) so berechnet, dass der IRLZ34N bei voll
    aufgedrehrtem Poti eben nicht ganz durchlässig wird, sondern dann gerade
    an der Grenze zu seinem pseudolinearen Spannungs-Strom-Verhalten
    betrieben wird. Der Vorwiderstand R3 dient vor allem dazu, den
    Spannungsabfall UDS am IRLZ selbst immer so gering wie möglich zu halten
    (der IRLZ soll möglichst nicht warm werden, weil die
    Spannungs-Strom-Kennlinie eines MOSFET stark temperaturabhängig ist),
    aber hoch genug, um im Regelbereich zu bleiben (ca. 100 - 300 mV). R3
    sorgt natürlich auch für eine Endlimitierung des max. möglichen Stromes.


    Was
    ich sagen will, ist, dass man mit dieser Dimensionierung nicht einfach
    den doppelten Strom durch den IRLZ fliessen lassen kann bzw. diesen dann
    in entsprechendem Verhältnis regeln kann.
    Was man aber problemlos
    machen kann, ist jeweils für jede LED, welche man parallel betreiben
    will, einen eigenen IRLZ34N plus Widerstand R3 zu nehmen und einfach
    jeweils die Gate-Anschlüsse (G im Schaltplan) der einzelnen MOSFETS
    zusammen parallel am Poti anzuschliessen. Da ein MOSFET praktisch keinen
    Steuerstrom zieht, belastet er den Spannungsteiler mit Poti (fast) gar
    nicht. Also kann man auch (fast) beliebig viele IRLZ34Ns an den
    Poti-Spannungsteiler-Teil anschliessen, um mehrere LEDs mit einem Poti
    parallel zu dimmen.

    Geht auch ein Spannungsregeler wie dieser ?



    Ich hab grad festgestellt, dass hier ein n-Mosfet drin ist und für die Art wie ich schalten möchte ein p-Mosfet nötig ist.


    Leider habe ich sowas noch nie ausgelegt, könnte mir bitte jemand behilflich sein ? ;(

    Wenn UDS wie in deiner Skizze 0 Volt haben sollte, dann wäre US = UD und damit wäre ja auch UGS negativ...
    Also ist es schon ein Problem, dass du hier einen N Kanal verwendest und die Last in den Source Strang schaltest... jedenfalls, wenn du den Mosfet jemals niederohmig bekommen willst...


    Wo ist denn dieser R3? Ich seh den in der Schaltung leider nicht... Warum willst du den Mosfet vor zu hohen Leistungen schonen? Irgendwer muss ja in deinem linearen Aufbau die übrige Leistung aufnehmen. Mosfets haben evtl. Kühlfahnen und Widerstände eher weniger, daher würde ich den Mosfet heizen lassen... oder besser gar nicht heizen, wie schon vorgeschlagen wurde... aber was du da herausgesucht hast, ist wieder ein Linearregler... den brauchst du nicht...


    Ich würde hier einfach auf fertige Komponenten zurück greifen oder fertige Schaltungen, du bist nicht der erste mit dem Wunsch...
    aber bei den Produkten, kennen sich andere besser aus...


    Grüße


    Basti


    P.S. ah, jetzt hast du es selbst gemerkt... pack einfach die Dioden mit den Widerständen in den Drain-Zweig, dann kannste einen N Kanal nehmen... (achso, ging ja nicht wegen deinen LEDs =) )
    Übrigens, für eine Regelung, musst du eine Größe rückkoppeln, was du machen möchtest, ist steuern...

    Zitat

    Geht auch ein Spannungsregeler wie dieser ?

    Theoretisch ja.ist aber dämlich da sich der Linearregler quasi wie ein Widerstand verhält und die überschüssige Spannung in Wärme umwandelt.


    Was Fakrae meint is ein Schaltregler:
    http://www.ebay.de/itm/P4PM-Bu…chnik&hash=item5d4551ca55
    (Artikelstandort zumindest mal DE)


    Aus Fernost gibts die noch billiger:
    http://www.ebay.de/itm/Hot-DC-…ain_2&hash=item5d42cc159a

    Hallo,
    ich kann dir da ein paar Hilfestellungen geben


    1) Welche Elektronikkenntnisse hast du. Willst du selber was basteln?


    2) Warum muß es ein 12V-Trafo sein? Was hast du sonst noch mit 12V zu betreiben?


    3) Eine FET-Schaltung ist sehr einfach zu machen. Nur sollten die LED besser nach oben und unten an Source ein
    Widerstand als Gegenkopplung. Dann arbeitet das ganze wie eine Stromquelle
    Schaltungen dazu findest du hier und hier .


    4) Die Anpassung des max. LED-Stromes geschieht durch den Sourcewiderstand in Verbindung mit der Gatespannung.
    Wenn dann ein Haufen Spannung gegen 12V über bleibt, dann macht es Sinn, Reihenwiderstände zu den LED zu schalten,
    über die so ca. 6...8V verbraten werden. Wen du zu jeder LED einen Reihenwidertand einschleifst, so wie das in deiner Schaltung auch zu sehen ist,
    hat das auch den Vorteil der gleichmäßigen Stromverteilung über alle Einzel-LED.


    5) Wenn die LED in Reihenschaltung nur ca. 2V Flußspannung haben, dann werden ca. 10V verheizt. Wirkungsgrad ist dann mies (unter 20%).
    Bei ca. 180mA nehmen die LED etwa 360mW auf, aber 1,8W werden verheizt.
    Um das deutlich zu verbesserm ist eben ein Schaltregler von 12V auf ca. 3....3,5V sinnvoll.
    So was sieht etwa so aus, wie hier (oben links die Schaltung mit dem LM2776). Wahrnung: Diese Schaltung hat sich als etwas lästig herausgestellt, weil sie etwas Geräusche macht (fiept etwas)
    Der Schaltregler selbst schafft einen Wirkungsgrad von ca. 80....85%, der Gesamtwirkungsgrad ist dann um 50...60%.
    Gesamtleistung dann eben um 0,6mW statt über 2W.
    Solltest du eh genug Leitung übrig haben, dann vergiss es und verheize eben die 1,8W.
    Gruß Helles Licht

    Also ich hab in der Uni Elektrotechnik gehört über 3 Semester, ABER dort wurde leider nur gesagt wie die Dinge funktionieren und nicht wie man es mal praktisch anwendeet :(


    Das mit 12 V hat sich erledigt, ich werde auf 5V reduzieren.


    zu 3)


    Naja das problem liegt bei den LED´s. Jede Farbe hat eine eigene Anode,
    aber es gibt für alle 3 nur eine Kathode. An den Anoden liegt ja
    dauerhaft +12V bzw. 5V an (nach der 1. Schaltung), dann würde doch immer Strom
    durch alle 3 Anoden fließen. Also käm immer nur eine Farbe raus.


    Ich
    möchte aber jede der 3 Fraben einzeln dimmen, darum hätte ich jetzt
    gedacht, dass ich die so versetzten muss damit die Anoden einzel
    geschaltet werden.


    Kann man nicht einen ersatzwiderstand an Drain hängen, der dann den Stromfluss auslöst und alle LED (vllt mit noch jeweils einen kleinen vorwidertand) parallel an die Source?

    Zitat von Umbau

    Jede Farbe hat eine eigene Anode,
    aber es gibt für alle 3 nur eine Kathode.

    Hallo,
    man kann Schaltungen ja auch quasi Spiegeln, so dass sie gegen +Ub als Bezugspotential arbeiten.
    Das geht dann mit p-Kanal-FET, statt n-Kanal. Oder du Nimmst einen pnp-Bipolartransistor statt npn.
    Ist dann natürlich nicht so hochohmig möglich, der Poti sollte dann im kOhm Bereich liegen.
    Hier habe ich mal schnell was zusammenbastelt. Das sollte prinzipiell funktionieren.

    Edit: Falsch verstanden, gelöscht.


    Die 9,8V solltest Du nicht in Wärme umwandeln. Das gibt ja mehr Wärme als bei eiener Glühlampe!


    Der Mosfet muss dazu schnell geschaltet werden, pulsweitenmoduliert. Entweder von einem Mikrocontroller oder z.B. von einem NE555. Gleichmäßigen Strom bekommst Du über eine Induktivität (Spule).


    Das kann man sicher auch als fertige Platine kaufen.

    Zitat von Torsten C

    Die 9,8V solltest Du nicht in Wärme umwandeln. Das gibt ja mehr Wärme als bei eiener Glühlampe!


    Der Mosfet muss dazu schnell geschaltet werden, pulsweitenmoduliert.

    Hallo,
    das ist ein altes Thema, das hier wohl auch schon des öfteren diskutiert wurde.
    Die Meinung, eine PWM wäre per Def. sparsamer, ist falsch.


    Auch bei einer PWM werden von den 12V die ca. 9,8V über irgend wo (über Vorwiderstand oder Innenwiderstand) verheizt.


    Der Unterschied zwischen PWM und analoger Steuerung ist nur der Ort bzw. die Verteilung der Verlustleitung.
    Während bei analoger Steuerung die Verlustleitung zum großen Teil am Stellglied (Transistor) anfällt,
    ist es bei der PWM so, dass der Transistor rel. wenig Verlustleitung abnehmen muss (nur entsprechend Restspannung und Umschaltverluste)
    und der größte Teil eben auf den Vorwiderstand entfällt.
    Vorteil ist nur, dass man kleinere Transitorbauformen nehmen kann und diese nicht kühlen muss.
    Das ist zumindest konstruktiv oft einfacher und billiger, aber nicht immer.


    Wenn man erst aufwendig eine PWM erzeugen muß, dann ist so eine analoge Schaltung mit paar BE viel schneller und bequemer aufgebaut.
    Bei Verwendung von FET kann man da auch schon mit genau 3 Bauelementen auskommen (FET, Widerstand, Poti),
    so wie hier (linke Schaltung).


    Nur bei einem Schaltregler, der die höhere Spannung auf die LED-Spannung mit gutem Wirkungsgrad herunter transformiert
    und dabei gleich auf konstanten Strom (statt auf Spannung) regelt, sieht das anders aus.
    Für solche Schaltungstechnik mal ein Beispiel , obwohl das schon veraltet ist, aber soll ja nur das Prinzip darstellen.
    Gruß Helles Licht

    Zitat von HellesLicht

    Die Meinung, eine PWM wäre per Def. sparsamer, ist falsch.

    Stimmt, man kann auch PWM mit einem Vorwiderstand (Heizung) kombinieren. Das wäre aber unklug.

    Zitat

    Der Unterschied zwischen PWM und analoger Steuerung ist nur der Ort bzw. die Verteilung der Verlustleitung.

    Das sind jetzt "Äpfel mit Birnen".


    PWM macht nur mit einem Schaltregler und Induktivität (s.o.) Sinn. Bei Vorwiderständen hast Du Verlustleistung.


    Ich setzte Module für ca. 70ct pro Stück ein, die können bis zu 2A. Da ist die Schaltung mit MOSFET und Induktivität fertrig drauf. Allerdings müssen sie noch etwas modifiziert werden. Ohne Lötkolben kommt man da nicht aus.


    PS: Bilder sagen mehr als 1000 Worte:
    [Blockierte Grafik: http://i00.i.aliimg.com/img/pb/116/362/479/479362116_328.jpg]



    Das Schaltbild ist natürlich "Konstantspannung". Für "Konstantstrom" ist es aber so ähnlich.


    Umbau: Bei Interesse kann ich Fotos und Links posten.