KSQ Quelle über 3log Stufen

    Hi,

    ich stelle das mal bewusst hier ein, und nicht als fertige Schaltung. Hintergrund war bzw ist, dass mein WLAN Dimmer manchmal auch auf der dunkelsten Stufe mir immer noch zu hell ist. Ursache ist, dass die klassischen dimmbaren LED Treiber wie LCM-40 einen Knick in der Anfangskurve haben, also von 0% direkt auf ~5% springen. Weniger geht einfach nicht.


    Da habe mir einen TCI Maxi Jolly besorgt, der bis auf 0.5% runter kommen soll, aber gemessen (PWM) wird es auch bei dem nicht weniger als 1%. Also ein Dimmer über 2 log-Stufen, über PWM an 12V geht da deutlich mehr.


    Ich hatte da mal die Idee, parallel zu den LEDs eine Last zu hängen, und dann im unteren Bereich den "überschüssigen" Rest einfach zu verheizen. Überschlagsrechnung: für eine 40W LED, und 10% PWM (real eher besser) muss ich maximal 4W verheizen.



    Soweit die Idee, ein Versuch mit Konstantstromsenke oder einfachem Widerstand haben leider nicht funktioniert. Die KSQ (Maxi Jolly) quittiert die zusätzliche ohmsche Last relativ schnell durch Abschalten.


    Deshalb der Ansatz, über eine Zener bzw. Suppresordiode. Der Aufbau sieht dann folgendermaßen aus:

    - gesteuert über ESP32

    - GPIO1 treibt über Optokoppler (übrigens auch nicht ideal am 100µA Dimmeingang weil sehr langsam)

    - GPIO2 treibt den Abschwächer. Relativ simpel: PWM nach analog, Spannungsanpassung und Verstärkung, Darlingtonleistungsstufe und eben die Suppressordiode als eigentliche Last. Auswahl der Bauteile nach eigener Verfügbarkeit.




    Das ganze funktioniert soweit auch. Die Dimmun über 3-log Stufen (also Minimum 0.1%) sind locker machbar, mangels Helligkeitsmessung aber nur geschätzt. Die Suppressordiode wird nur ein wenig warm. Die LEDs können bis fast zum nicht mehr sichtbaren runtergedimmt werden. Die dritt-hellste Stufe ist Minimum mit dem Treiber solo.

    Für den praktischen Einsatz gbt es aber noch einen Haken: alle paar Sekunden, bis knapp 1 Minute gehen die LEDs kurzfristig ganz aus. Anscheinend passt dem Treiber die Parallelschaltung von ~65V der Suppressordiode mit ~110V der LEDs im unteren Bereich nicht. Ich habe mal Bilder gemacht, LEDs plus Spannung/Strom. Vielleicht wird ja jemand schlauer daraus wie ich.

  • dottoreD

    Hat den Titel des Themas von „3log LED KSQ Quelle“ zu „KSQ Quelle über 3log Stufen“ geändert.

    Hm, versuche mal, die Spannung der Supressordiode zu erhöhen. Soweit, das die KSQ nix merkt, aber so weit weg, das die LEDs nicht mehr sichtbar glimmen. Die KSQ hat wahrscheinlich, wie ein Schaltnetzteil, einen Regelkreis. Intern ist parallel zu den LEDs ein Elko. Wenn jetzt der Elko auf die Spannung der Zenerdiode entladen wird, ist der Nachladestrom so hoch, das die KSQ das als Ausgangskurzschluss interpretiert und hin den "Hickup Mode" geht, wie bei einem Kurzen.

    Ist aber ein interessanter Ansatz, wenn auch ein ziemlich Aufwendiger :)

    Guter Hinweis. Ja, werde ich mal versuchen.

    Viel Luft nach oben habe ich zwar nicht, weil die LEDs schon sehr früh zu glimmen anfangen, ich meine es sind ~75V.

    Das Problem macht vermutlich tatsächlich das "nachladen", man sieht es gut im Bild "img_1365", da ist so ein hässlicher Peak vor der Stufe im Stromverlauf, obwohl die Spannung relativ linear zurückgeht.


    Der Aufwand, wenn es dann mal sauber liefe ist gar nicht so groß. Der OPAmp kann möglicherweise sogar entfallen. U d den ESP und den oberen Teil gibt es ja eh.

    Allerdings bin ich auch möglichen Alternativlösungen nicht abgeneigt, leider weiß ich keine.

    Wenn du mit der Zenerspannung nicht nahe genug rankommst, wäre es auch noch einen Versuch wert, den Ausgangselko in der KSQ zu verringern. Das mildert den Stromstoß. Halbierung sollte ohne weiteres möglich sein. Netzteile fallen nach meiner Erfahrung für gewöhnlich erst mit 30-90% Kapazitätsverlust aus.

    Erhöhen der Zenerspannung um 5V löst das Problem :)

    Einzig schade daran ist, dass damit eine angepasste Zener-Spannung für die jeweilige LEDs bzw COB gefunden werden muss. Da die Tests bisher nicht am eigentlichen COB gemacht wurden, steht mir die Anpassung nochmals bevor, aber das ist bei einem Einzelstück verschmerzbar.


    Gut auch deshalb, weil ich am Treiber auf Anhieb gar keinen Ausgangselko finde :( Möglicherweise reagieren andere Treiber aber auch anders als mein TCI.

    Zitat von dottoreD

    Einzig schade daran ist, dass damit eine angepasste Zener-Spannung für die jeweilige LEDs bzw COB gefunden werden muss. Da die Tests bisher nicht am eigentlichen COB gemacht wurden, steht mir die Anpassung nochmals bevor, aber das ist bei einem Einzelstück verschmerzbar.

    Na wenn man gelegentlich bastelt und einen kleinen Vorrat an Bauelementen hat, dann geht das alles noch. Blöd wird es nur, wenn man abezählt und nach Liste kauft und dann wegen ein oder zwei Teilen nachbestellen muß. :S

    Eben, habe so einen Vorrat aus dem ich mich dann bediene. Sofern ich es wieder finde, von Sachen bei denen ich meine es müsste da sein :D


    OT: hatte mir aus diesem Grund einen richtigen! Apothekerschrank ausgeguggt, um dann festzustellen dass dess Tiefe mi 1,2m doch etwas meine räumliche Möglichkeit übersteigt.

    Mein Design hat eine Revision erfahren, nachdem ich die Version mit Abschwächung über Zener/Suppressordiode nicht richtig stabil zum laufen bekomme habe. Die KSQ-Netzteile reagieren irgendwie sensibel auf die zusätzliche Paralleschaltung.


    Nachdem das Datenblatt zum tps923652 mehrere Möglichkeiten eines weiten Dimmbereichs beschreibt, habe ich doch noch einmal etwas alternatives probiert, ähnlich zum dort beschriebenen flexible dimming. Damit soll sogar der Bereich 1:1000000, also log6, möglich sein.

    Vielleicht ordere ich mal ein Muster um mich daran zu probieren.


    So sieht nun der Schaltplan aus:

    - GPIO1 treibt über Optokoppler Modul, ähnlich zu galvanisch getrennten Gatetreiber den 1mA Dimmeingang des Netzteils mit 100Hz

    - GPIO2 schält mit 10kHz und 10Bit PWM die Last. Die 10kHz sind tatsächlich experimentell ermittelt, ich habe da von 1MHz abwärts alles probiert. Warum es mit der Frequenz tatsächlich funktioniert, erschließt sich mir nicht.

    Die "On" Pulse werden bei PWM-Minimum mit ~25ns übrigens verdammt kurz, deshalb wird die Last auch nicht über Powermosfet, sondern parallele Kleinsignalmosfets geschaltet (aus Bestand, siehe oben ^^ )


    Das Design läuft insofern stabil, als dass es an meinen LED-Testarray (alte LED-Leiste aus TV) genauso funktoniert wie an den Nichias meines Fluters. Mit einem BH1750 gemessen habe ich zumindest schon mal ein Verhältnis Min:Max von 1:950, also Ziel beinahe erreicht.

    Allerdings bin ich noch vorsichtig mit der Aussage, das wäre schon Serientauglich.


    Also vielleicht doch mal den TPS923652 in Angriff nehmen ;)