zuinige PWM-led-driver schakeling

[WVL_KsZeN]

Vandaag lekker bezig geweest om een mbv een 555 een PWM schakelingetje te maken om een ledje aan te kunnen sturen en zo de helderheid te kunnen regelen.

Ik heb deze schakeling gebruikt voor het PWM gedeelte :



met de volgende waardes :

r1=100 ohm
r2a=500ohm
r2b=10Kohm potmeter
C1=100nF

De voeding is 5V, en de led gebruikt een 411ohm weerstand als voorschakelweerstandje.

Door aan de potmeter te draaien kan ik zo de duty cycle instellen (uiteraard verandert de frequentie ook een beetje).

Ik heb gekozen voor dit schemaatje met 2 diodes omdat je anders niet beneden een duty-cycle van 50% kan komen.

Ik schrok echter een beetje van het energie gebruik van deze schakeling!! Met de LED vol open (potmeter doet dan 25 ohm, bijna 100% duty cycle) gebruikt de schakeling iets van 17mA. Maar als ik de LED afknijp (potmeter 10Kohm, duty cycle 10%) gebruikt de schakeling maar liefst 50mA!

Het is me niet zo duidelijk waarom. Ik heb net geprobeerd R1 te vervangen door een iets schappelijker waarde, nml 1Kohm. Hierdoor daalt de schakelfrequentie behoorlijk, maar ook het energieverbruik! Nu gebruikt de schakeling met LED vol open 14mA en met LED dicht 8mA.

Waardoor wordt het grote energie verbruik nu veroorzaakt? Ik gok dat het komt door de hoge schakelfrequentie als ik R1=100ohm neem, zodat de condensator sneller wordt op en afgeladen -> dus hoge stroom door R2a en R2b == verlies.

* - Klopt dit?

* - Zou het energieverbruik dalen als ik een kleinere C1 neem? (ik heb nu 100nF gekozen). (noot : dan stijgt de frequentie, maar veranderen de stroompjes niet (imho), echter kan ik dan voor een wat grotere R1 kiezen, zodat bij een gelijkblijvende frequentie de stroom wat kleiner wordt.. toch? )

* - weten jullie een goede manier om de duty-cycle makkelijker richting 0% te krijgen? (in mijn geval moet de pot meter dan heeel groot worden!)

* WVL_KsZeN is dus duidelijk geen electronicus, maar een natuurkundige, vandaar de noob-vragen..

[ Voor 5% gewijzigd door WVL_KsZeN op 03-04-2007 16:26 ]

[Verwijderd]

Het is een lange tijd sinds ik een 555 heb gebruikt maar ik geloof dat jouw probleem zonder verstand ervan ook uit te leggen is:

Wet van Ohm zegt I = (V/R)
Door R1 te vergroten zorg je ervoor dat er tijdens het opladen van de condensator een kleiner (piek)stroom gaat lopen. Verder duurt het langer voordat de condensator op is geladen, dit verklaart de lagere frequentie.

Het is ontwerptechnies niet echt mooi, maar om (met de schakeling die je nu gebruikt) echt een 0% PWM te krijgen kun je de spanning over je potmeter vergelijken met een comparator, en de uitgang van je systeem afsluiten ( Er komt dus een AND aan de uitgang met aan één ingang de comparator signaal en aan de andere ingang de systeem uitgang). Ik denk dat er echter betere manieren zijn om dit op te lossen:) Twee extra ICs is ook niet erg "zuinig".

Edit: spelling

[ Voor 5% gewijzigd door Verwijderd op 03-04-2007 16:51 ]

[Sissors]

Maak gewoon C1 kleiner en R1 groter, zelfde frequentie, lagere stroom.

[MewBie]

Je weerstandswaardes zijn te laag door R1 en R2 gaat redelijk wat stroom lopen naar de ground toe
Zo even snel gezien.

Probeer dit schema eens:

[ Voor 11% gewijzigd door MewBie op 03-04-2007 19:41 ]

[Sissors]

Je hebt de weerstand nu wel veel hoger, maar de condensator niet kleiner, wordt de schakelfrequentie nu niet veel te laag? (als ik het goed heb is het doel dat je nu met 1 potmeter het kan regelen)

[WVL_KsZeN]

MewBie schreef op dinsdag 03 april 2007 @ 19:35:
Je weerstandswaardes zijn te laag door R1 en R2 gaat redelijk wat stroom lopen naar de ground toe
Zo even snel gezien.

Probeer dit schema eens:
[afbeelding]

Even kijken of ik deze wel snap.. Sowieso wil ik met de PWM later een vette FET aansturen om wat meer stroom te krijgen (Ik wil een heleboel leds aansturen nml).

Waarom hangt die Control-line met een capaciteit naar aarde? Kan ik daar niet beter een weerstandje planten om hem op aarde te gooien?

Ik heb net trouwens C1 vervangen door een 3nF dingetje die ik had liggen en R1 nog wat groter gemaakt. Moet nu alleen nog even een groter potmeter ergens uit mn bakjes zien te vissen, want het regelen gaat natuurlijk een stuk minder zo..

Stroomverbruik is nu nog maar 11mA/6mA.

[ Voor 18% gewijzigd door WVL_KsZeN op 03-04-2007 21:13 ]

[WVL_KsZeN]

Okee, ik snap het nu volgens mij

Schakeling gebruikt nu een stuk minder stroom, maar dit komt mijns inziens voornamelijk door een grotere R1 te kiezen. Het meeste verlies loop ik denk ik doordat er stroom kan lopen van Vs (pin 8 ) door R1 naar de discharge (pin 7) van de 555 (als discharge op 0 V staat om de condensator te ontladen).

Door R1 groter te nemen beperk je vooral die verlies stroom.. Is er een goede manier om helemaal geen stroom deze kant op kwijt te raken?

Ik heb het geprobeerd door R1 maar helemaal weg te laten en de diode waardoor de condensator wordt opgeladen maar gewoon op Vs te zetten. Maar toch werkt dat niet zo goed. Ik denk dat dit komt doordat de condensator via die Vs nu erg snel kan opladen, doordat R1 er niet meer is, en ik nu _via_ de condensator een boel stroom weglek..

Eigenlijk zou ik dus 2 transisortjes moeten plaatsen waar nu de diodes staan, zodat er op elk moment maar 1tje stroom kan doorlaten, dit dan afhankelijk van de spanning van VdisVout.

klopt dit?

[MewBie]

WVL_KsZeN schreef op dinsdag 03 april 2007 @ 21:09:
[...]
Even kijken of ik deze wel snap.. Sowieso wil ik met de PWM later een vette FET aansturen om wat meer stroom te krijgen (Ik wil een heleboel leds aansturen nml).

Waarom doe je dan zo je best om een paar mA te besparen

[WVL_KsZeN]

MewBie schreef op donderdag 05 april 2007 @ 19:20:
[...]

Waarom doe je dan zo je best om een paar mA te besparen

Ik wil het gewoon snappen bovendien kan ik de PWM (van 0% naar 100%) beter regelen als ik R1 kan dumpen.. Sowieso vind ik het leuk dingen zo zuinig mogelijk te laten werken

Maareh, zou het werken met zo'n extra transistor (een PNP, als ik het goed heb, maar misschien moet ik een mosfet pakken?) op de plek van R1, die geregeld word door Vout?