RGB Dioden simpel dimmen

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Moderator: T.Hoffmann

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elysium
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Di, 12.11.13, 22:57

Hallo zusammen,

ich möchte 9 rgb LED betreiben und jede einzelne Farbe einzeln dimmen. 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 hier im Forum bereits einen interessanten Ansatz gefunden (viewtopic.php?f=24&t=4507&p=73946)
Ich habe den Entwurf abgeändert und wollte von euch wissen, ob das so funktioniert. In rot sind meine angepassten Werte. Mich hat vor allen die Anmerkung des Posters irritiert. Hier kurz als Zitat, ansonsten findet ihr den Rest in dem Thread.


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.

Wäre klasse wenn ihr mir helfen könntet :D
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elysium
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Mi, 13.11.13, 09:33

Mir ist grad aufgefallen, dass ich die LED´s nach den MOSFET setzten müsste. Funktioniert das wenn ich die Last an den Source Anschluss setzte?
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Achim H
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Mi, 13.11.13, 11:29

Das ist ein N-Channel Mosfet. Die Last wird immer an die Pfeilspitze gesetzt. Also dorthin, wo es vorher (siehe Eingangsthread) war.
elysium
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Mi, 13.11.13, 11:35

OK das heißt ich bräuchte einen p-Kanal Mosfet.

Wie müsste ich denn bei der Auslegung vorgehen? Leider habe ich da keine Erfahrungen drin :?

Kann ich die Betriebsspannung reduzieren mit Hilfe von von so einem Spannungsregler?

Dann müsste ich bei den Diodenwiderständen keine so hohe Leistung abführen, wenn es nur 5V wären.
Zuletzt geändert von elysium am Mi, 13.11.13, 12:22, insgesamt 1-mal geändert.
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Ich habe keine Ahnung, welcher P-Kanal Mosfet geeignet wäre.
Nur weil die Dioden am unteren Ende eingebaut werden sollen, wird die komplette Schaltung umgestrickt. Welchen Sinn hat das?

Für eine 5V Spannung kannst Du den günstigsten Spannungsregler mit ausreichend Leistung nehmen. Einen Lowdrop Spannungsregler (wie von Dir verlinkt) brauchst Du nicht.

Reichelt µA7805 (5V, max. 1,5A)
elysium
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Mi, 13.11.13, 13:04

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 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.
Borax
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Mi, 13.11.13, 18:08

Es gibt hier mehrere 'Ecken und Kanten' bei dieser Schaltung...
Erstens: 4-polige RGB LEDs (egal ob gemeinsame Kathode oder Anode) mit 12V zu betreiben ist Energieverschwendung im Quadrat. Mehr als 3/4 der gesamten Energie wird zu Wärme (das ist dann bei entsprechender Leistung auch nicht mehr sinnvoll zu kühlen/funktioniert so nicht mehr, weil der 'Widerstand' eines MOSFETs stark von der Temperatur abhängig ist)
Zweitens: Wie von synvox angemerkt lässt sich diese Schaltung nicht ohne weiteres für verschiedene Ströme einsetzen (das gilt sowohl für weniger als auch für mehr als 350mA)
Drittens: Ich könnte die Schaltung für einen P-Channel Mosfet 'umstricken', aber Du wirst sie höchstwahrscheinlich trotzdem anpassen müssen. Mit einer Simulation kann ich Dir nur 'Richtwerte' für die Widerstände berechnen, wegen der sehr großen Bauteiltoleranzen von P-Channel Mosfets können die aber locker um 20% 'daneben' liegen.
=> Betriebsspannung auf 5V reduzieren ist notwendig. Mit einem linearen Spannungsregler werden ca. 4W verbraten. Das schafft ein 7805 schon, braucht dann aber einen Kühlkörper. Besser wäre es hier einen Schaltregler zu verwenden.
Bei den heutigen Preisen für RGB Controller lohnt sich der Aufwand IMHO nicht.
elysium
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Do, 14.11.13, 09:18

Danke für die Antwort! Ich werde auf 5 V runter gehen, bin zur Vernunft gekommen :lol:

Wie aufwändig ist denn solch eine neue Schaltung und deren Anpassung?

Kannst du mir einen Schaltregeler empfehlen?

Also würdest du mir eher empfehlen einen RGB Kontroller zu besorgen? Kann ich die dann auf meine Art von RGB anwenden?

Kann man nicht einen Ersatzwiderstand an Drain hängen, der dann den Stromfluss auslöst und alle LED (vllt mit noch jeweils einen kleinen Vorwiderstand) parallel an die Source?
Borax
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Do, 14.11.13, 13:12

Kann ich die dann auf meine Art von RGB anwenden?
Was genau ist denn 'Deine' Art von RGB?
Wie aufwändig ist denn solch eine neue Schaltung und deren Anpassung?
Die Schaltung wäre etwa genau so aufwändig wie die mit dem N-Kanal MOSFET. Anpassung heißt, aufbauen, und die Widerstände ändern, bis der Regelbereich 'passt'.
Ich schau mal ob ich heute Abend dazu komme Dir einen Schaltplan zu 'malen'...
Borax
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Do, 14.11.13, 20:32

In der Simulation sieht es recht gut aus...
Ob es in der Praxis genauso gut funktioniert kann ich aber nicht versprechen.
Schaltplan und Simulation:
PMOS_Regler1.png
PMOS_Regler1.png (9.27 KiB) 7232 mal betrachtet
Den MOSFET gibt es bei Reichelt : http://www.reichelt.de/IRFU-IRFZ-Transi ... ICLE=41735
Möglicherweise musst Du aber die Widerstände trotzdem anpassen.
Ein passender 5V Schaltregler (max. 1A) wäre z.B. dieser hier: http://www.reichelt.de/Wandler-Module-D ... CLE=116850
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