LED-Leiste gedimmt mit PWM-Schaltung - Flimmern

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Mahlzeit liebe WWWler,

da mir für manche Zwecke die Helligkeit meiner jüngst selbstgebauten LED-Leiste zu hoch ist, habe ich kurzerhand ein vor längerer Zeit selbstgebautes PWM-Modul zwischengeschaltet. Leider treten seitdem in mehreren mittleren Helligkeitsbereichen Flackereffekte auf. Kann ich davon ausgehen, dass diese durch eine höhere eingangsseitige Glättungskapazität (z.B. zusätzlich 2200 µF) zu beseitigen sind?

Daten

LED-Leiste:
39 Flathead-LEDs, warmweiß, Nennstrom 20 mA, Flussspannung 3,1 … 3,4 V, verschaltet in 13 x 3 er Reihen mit je einem passend dimensionierten Vorwiderstand (Wert vergessen)

Netzteil:
konventionelles Steckernetzteil mit 50-Hz-Trafo, 12 V @ 500 mA, Glättungs-Elko mit unbekannter Kapazität bereits integriert

PWM-Modul:

  • diskrete Schaltung, Steuerung durch Variation der Ausschaltzeit, Einschaltzeit ist etwa konstant (Werte vergessen, Schaltfrequenz definitiv > 80 Hz)
  • kleine Glättungskapazität am Eingang bereits vorhanden (irgendwo unter 1000 µF)

Danke für realistische Einschätzungen!

MfG Marius

#2

Hallo Marius

… selbstgebauten LED-Leiste… 39 Flathead-LEDs… 13 x 3 er Reihen mit je einem passend dimensionierten Vorwiderstand

konventionelles Steckernetzteil mit 50-Hz-Trafo, 12 V @ 500 mA, Glättungs-Elko mit unbekannter Kapazität bereits integriert

PWM-Modul - diskrete Schaltung, Steuerung durch Variation der Ausschaltzeit, Einschaltzeit ist etwa konstant (Werte vergessen, Schaltfrequenz definitiv > 80 Hz)

Leider treten seitdem in mehreren mittleren Helligkeitsbereichen Flackereffekte auf. Kann ich davon ausgehen, dass diese durch eine höhere eingangsseitige Glättungskapazität (z.B. zusätzlich 2200 µF) zu beseitigen sind?

Nein.

Da die Strombegrenzung der LED nur durch Widerstände erfolgt, kann der Flackereffekt nur von der Pulsbreitensteuerung verursacht werden.

Zu deren Schaltung kann ich natürlich nichts sagen, da ich sie nicht kenne, aber ich kann Dir eine vielfach erprobte Pulsbreitensteuerung mit fester Pulsfrequenz und einstellbarem Tastverhältnis empfehlen.
http://images3.bilder-speicher.de/show-image_org-100…

Die aktuelle Schaltung wurde gebaut, um eine batteriebetriebene Glühlampe zu dimmen. Für Deinen Anwendungsfall würde ich folgende Änderungen empfehlen.

  • BT1 wird durch Dein Netzteil mit Glättungskondensator ersetzt.

  • F1 entfällt

  • R2 erhält den Wert 2 Kiloohm, dadurch wird das Pulsbreitenverhältnis auf nahezu 0% bis nahezu 100% vergrößert.

  • R3 ist ein Potentiometer zur Einstellung der Helligkeit

  • H1 wird durch Deine LED-Kombination ersetzt.

  • V5 ist zwar gewaltig überdimensioniert, aber die Dinger kosten fast nix, würde ich so lassen.

Die Schaltung schwingt über den ganzen Einstellbereich mit etwa 500Hz. Da flackert nichts mehr.

Gruß merimies

#3

hallo.

Die Schaltung schwingt über den ganzen Einstellbereich mit
etwa 500Hz. Da flackert nichts mehr.

ist zwar jetzt ein bißchen OT, aber 500Hz für glühlampen? würden da nicht 80Hz (von mir aus 100Hz) auch reichen?
damit hätte man den vorteil geringerer verlustleistung (wegen weniger schaltflanken).

gruß

michael

#4

Hallo merimies,

ich glaube, dein Grundgedanke ist nicht der richtige. Deiner Meinung nach sähe man die originale Pulsfrequenz. Dem ist ja nicht so. Es handelt sich um irgendeine überlagerungsbedingte Schwebung, welche durch die 50 Hz aus dem Netz und der variablen Pulsfrequenz gebildet zu werden scheint. Dementsprechend hat das Flackern eine Frequenz von wenigen Hertz.

MfG Marius

#5

hiho,

ich denke dein ansatz mit der sichtbaren schwebung ist der richtige.
nach eigenen erfahrungen damit, und ausloten der „kotzgrenze“ zur nichtsichtbarkeit, hab ich den „pi mal daumen“ wert bei ca 1000µF / 30mA stromaufnahme ermittelt - würde bei dir etwa einer gesamtsiebkapazität von ca 8000µF entsprechen.
evtl kannste aber auch ne kleinere siebkapazität + low-drop-spannungsregler verwenden. dafür solltest du aber ein wenig messequipment zur verfügung haben.

gruss wgn

#6

Hallo Marius

Deine Überlegung, dass es eine Interferenz zwischen einem Netzbrummen und der Grundfrequenz des PWM gibt, trifft nach Deiner letzten Beschreibung warscheinlich zu.

Dann macht es jedoch wenig Sinn, jetzt noch Geld (und Platz) für einen dicken Elko aufzuwenden. Besser wäre es, für die Stromversorgung ein getaktetes Netzteil zu verwenden, z.B. sowas:
http://www.conrad.de/ce/de/product/514223/
Die sind fast billiger als ein Trafo alleine und liefern eine Brummspannungsfreie Ausgangsspannung.

Gruß merimies

#7

Hallo Marius,
mein erster Gedanke war auch: eine Schwebung mit der doppelten Netzfrequenz.
Letztere ist ja durch die Brückengleichrichtung vorhanden, sollte aber mit ca. 2000µF genügend weit zu unterdrücken sein. Wenn Du solche Elko’s in der Bastelkiste findest, wäre es doch das Einfachste, dies mal auszuprobieren.
Gruß, Edi