PWM LED-Lichtintensitätsreglerschaltung

In diesem Beitrag wird eine einfache PWM-Steuerschaltung auf IC 555-Basis erläutert, mit der die Intensität einer bestimmten LED-Bank gesteuert werden kann. Die Idee wurde von Herrn Rajdeep angefordert.

Technische Spezifikationen

Fantastischer Blog, den du hast. Ich habe viele Dinge aus Ihrem Blog gelernt.

Ich habe gelesen, dass das Dimmen von LEDs durch Reduzieren von Spannung oder Strom die LED-Lebensdauer verkürzt. Ist es richtig? Und der beste Weg, um LED zu dimmen, ist PWM?

Ich habe diesbezüglich weitere Untersuchungen durchgeführt und festgestellt, dass LEDs nicht beschädigt werden, aber das Farbspektrum von LEDs ändert sich bei niedrigerem Strom / niedrigerer Spannung.

Eine 6500K-LED bewegt sich beim Dimmen in Richtung 5000K. Ich habe diese Informationen in einem Aquarium-Forum gefunden. Ich kann Ihnen den Link senden, wenn Sie ihn benötigen. Sie sagen auch, dass LED dazu neigt, sich zu erwärmen, wenn der Strom gedimmt wird.

Wie auch immer, können Sie ein Tutorial über PWM von Hochleistungs-LEDs machen. Ich habe nach einem Tutorial gesucht, konnte aber keine geeigneten MOSFETs finden, die mit 5 Volt arbeiten und 20-30 Ampere tragen.

Die meisten MOSFETs arbeiten mit 10 Volt. Ist es also möglich, einen MOSFET an einen bc547 und dann an eine PWM-Schaltung anzuschließen? Wird es funktionieren oder wird es langsam / ineffizient sein?

Kann solch eine riesige Last von einem 555-pwm gesteuert werden?

Eine andere Frage: Funktioniert eine PWM-Schaltung mit einer 'LM317-Konstantstromschaltung'?

P.S: Ich plane eine vollständige LED-Aquarienbeleuchtung, also stelle ich sicher, dass es funktioniert. Entschuldigung für viele Fragen, ich bin kein Elektrotechniker, also brauche ich Ihre Hilfe. Tut mir leid, dass ich dich gestört habe ...

Und wird pwm in Reihe mit einer Treiberschaltung mit 317 Konstantströmen arbeiten?
Wenn dies funktioniert, denke ich, dass die Schaltung so aussehen wird:

12V smps -> 555pwm -> 317 Strombegrenzer -> LED

Rajdeep.

Lösen der Schaltkreisabfrage

Danke Rajdeep! Was Sie aus den Foren gelernt haben, kann völlig falsch und irreführend sein. LEDs arbeiten am effizientesten, wenn sie mit minimalen Strömen betrieben werden, obwohl dies eine proportional geringere Intensität bedeuten würde.

Ansteuern einer LED durch PWM Eigentlich ist es nicht schwierig ... ein höherer Arbeitszyklus erzeugt eine höhere Intensität und umgekehrt, das ist das Grundprinzip dahinter.

Das Design

Lassen Sie uns zuerst etwas über eine 12-V-LED-PWM-Controller-Schaltung lernen. Später im abschließenden Abschnitt des Artikels werden wir sehen, wie dasselbe mit einer 5-V-Versorgung und einem Mosfet implementiert werden kann.

Die folgende Schaltungsidee zeigt eine einfache PWM-Steuerschaltung unter Verwendung des IC 555, die zum digitalen Steuern der LED-Intensitäten von 0 bis maximal verwendet werden kann.

In der obigen Abbildung wird die Versorgung von einer SMPS-Einheit erfasst, die über a an die PWM-Schaltung angelegt wird LM338 Stromregler-Schaltungsstufe .

Der Topf P1 wird zum Einstellen der PWM-Arbeitszyklen an die LED-Bank verwendet, um die gewünschten Intensitätspegel zu erreichen.

Der Widerstand R3 bestimmt den Grenzstrompegel vom IC LM338, er kann mit der folgenden Formel berechnet werden:

R3 = 1,25 / LED-Strom

Die Schaltung zeigt eine 36-LED-Bank (jeweils 1 Watt), die von der PWM- und der Stromreglerstufe angesteuert wird.

Die Widerstände der LED-Serie werden eingeführt, um jeden 3-LED-String vor Überspannung zu schützen. da der gesamte Durchlassspannungsabfall der Strings 3,3 x 3 = 9,9 V beträgt und die Versorgungsspannung 12 V etwa 2 V höher ist.

R3 steuert den Gesamtstrom für die gesamte LED-Bank und kann unter Verwendung der oben genannten Formel berechnet werden. Für das gezeigte Design kann das Ergebnis wie folgt berechnet werden:

R3 = 1,25 / 0,35 × 12 = 0,29 Ohm

Leistung = 1,25 x 0,35 x 12 = 5,25 Watt, hier ist 0,35 der Strom durch jede LED-Zeichenfolge, 12 ist die Anzahl der Zeichenfolgen und 1,25 ist die feste Referenz, wie im IC LM338-Datenblatt angegeben.

Mit ein wenig Aufwand können Sie die LM338-Stufe überspringen, indem Sie Ihre vorhandene SMPS-Einheit auf eine beliebige gewünschte maximale Strombegrenzung gemäß den Spezifikationen der LED modifizieren. Der gesamte Vorgang kann im Folgenden beschrieben werden:

So erstellen Sie eine SMPS-Schaltung mit variablem Strom

Verwenden der PWM-Steuerung

In Fällen, in denen die Versorgungsspannung auf 5 V begrenzt ist und die beabsichtigten Anwendungen eine PWM-Steuerung der LEDs über einen Mosfet erfordern, kann die folgende Schaltung in geeigneter Weise für dieselbe verwendet werden.

Schaltplan

Wie wir sehen können, ist die obige Konfiguration identisch mit der ersten, abgesehen von der Hinzufügung der Spannungsverstärkerstufe zwischen Pin3 des IC 555 und dem Mosfet-Gate.

Hier erhöhen einige Dioden und Kondensatoren den Pin3-PWM-Pegel effektiv von 5 V Spitze auf 10 V Spitze. Dies ist unabdingbar, da ein Mosfet für die Vorschriften verwendet wird und Mosfets mit Gatespannungen unter 9 V nicht optimal reagieren.

Die gezeigte Mosfet-Gate-Spannungsverstärkerstufe kann auch mit PWM-Ausgängen angewendet werden, die von einer Arduino-Karte oder anderen MCUs abgeleitet werden können.