Treiber: Fragen zu Funktion&Aufbau

[Joez86]

Hallo,
habe mich in den letzten Wochen durch das TLF und BLF Forum gelesen um mein Wissen über Aufbau und Funktion der Lampen zu verbessern. Meistens entstehen aus einer Frage 5 neue usw... vielleicht kennt das ja der ein oder andere
folgenden Link fand ich super: https://kandepet.com/deconstructing-a-flashlight/
ein Paar Fragen bleiben offen.
1. Wie funktionieren die Treiber von Lexel die ohne AMC7135 auskommen. Haben die dann nur PWM+FET oder arbeiten die mit andere "Widerständen"
2. Grundsätzlich zu DirectDrive: Kann bei PWM immer die mittlere Spannung genommen werden? Also könnte ich eine LED bei genügend kleinem Dutycycle auch mit 100V und 3% betreiben oder raucht es dann. Wo sind die Grenzen?
3. Funktioniert der DirectDrive 100% bei voller Batteriespannung mit 4.2 Volt nur weil a, die LED diese Überneanspruchung eine gewisse Zeit überlebt oder b, weil die Stromaufnahme so hoch ist, dass die Batteriespannung auf unter 3,6 abfällt. dann wäre es ja problematisch mehrere Zellen parallel zu schalten weil die Spannung dann nicht mehr abfällt.

 

[light-wolff]

Kann bei PWM immer die mittlere Spannung genommen werden? Also könnte ich eine LED bei genügend kleinem Dutycycle auch mit 100V und 3% betreiben

Nein. Die mittlere Sapnnung gilt nicht einmal bei Widerständen, die Leistung ist dort proportional zum Mittelwert des Spannungsquadrats. Bei LEDs ist es noch extremer, weil die Strom-Spannungs-Kennlinie nicht linear ist.

Funktioniert der DirectDrive 100% bei voller Batteriespannung mit 4.2 Volt nur weil a, die LED diese Überneanspruchung eine gewisse Zeit überlebt oder b, weil die Stromaufnahme so hoch ist, dass die Batteriespannung auf unter 3,6 abfällt. dann wäre es ja problematisch mehrere Zellen parallel zu schalten weil die Spannung dann nicht mehr abfällt.

a und b, und deine Schlussfolgerung trifft auch zu.

 

[Wieselflinkpro]

LED sind Strom Geräte, die Helligkeit wird über den Strom geregelt. Maximum ist da, wo durch Spannungsabfälle der Akkus, Treiber, ... Die Strom Spannungs Kurve liegt.
Bei einer Laborstromquelle entscheidet nur der Strom, wenn die Spannung nicht zu niedrig ist.

1. Hier ersetzt eine Widerstandsbank die AMC Bank und kommt auf ähnliche Strom-Werte. Beide Bänke, FET und Widerstände werden per PWM derart unterbrochen, dass über die Zeit der Strom sinkt.

2. PWM Grenzen sind dort, wo man das PWM mit dem Auge wahrnehmen kann oder die Schrittweite im Controler ihr Minimum erreicht hat, bei Max 256.

3. Eine echte Überbeanspruchung gibts nicht, nur Überschreitung der Herstellerangaben. Die Grenze ist meist die Temperatur/Kühlung, manchmal brennen auch Bonding-Drähte durch.

 

[Joez86]

ersetzt eine Widerstandsbank die AMC Bank und kommt auf ähnliche Strom-Werte

dann ist diese Bank aber nicht variable wie ein AMC und die Helligkeit sinkt mit der Batteriespannung, oder?

Außerdem verstehe ich nicht genau was die Channel Angabe bei Lexels Treibern bedeutet. Sind die Channel die voneinander unabhängigen Bänke bzw Steuer/Regelkreise?

Zum Thema PWM und AMC7135 habe ich mal gelesen dass die AMCs ca. 8 microsekunde zum regel brauchen und die PWM-Frequenz daher 6Khz nicht übersteigen sollte. Stimmt das so oder ist das Quatsch.

 

[steidlmick]

dann ist diese Bank aber nicht variable wie ein AMC und die Helligkeit sinkt mit der Batteriespannung, oder?

Ein AMC7135 ist ebenfalls nicht variabel, er lässt die spezifizierten ~350 mA Strom durch, fest.
Die "Variablität" entsteht lediglich durch eine PWM-Ansteuerung und ließe sich ebenso bei Widerständen anwenden.

Außerdem verstehe ich nicht genau was die Channel Angabe bei Lexels Treibern bedeutet. Sind die Channel die voneinander unabhängigen Bänke bzw Steuer/Regelkreise?

Die in den Treibern verwendete MCU (Prozessor, Mikrocontroller) hat verschiedene Ausgänge, die getrennt voneinander geschaltet werden können.

So kann ein "Kanal" (= Ausgang der MCU) z.B. einen AMC7135 ansteuern, ein zweiter "Kanal" (= anderer Ausgang der MCU) sechs parallel verschaltete AMC7135 und der dritte "Kanal" könnte z.B. den FET ansteuern.
Da die Ausgänge alle unabhängig voneinander arbeiten können, kann man die "Kanäle" auch alle miteinander mischen und so einen Mischbetrieb realisieren.

Zum Thema PWM und AMC7135 habe ich mal gelesen dass die AMCs ca. 8 microsekunde zum regel brauchen und die PWM-Frequenz daher 6Khz nicht übersteigen sollte. Stimmt das so oder ist das Quatsch.

Hmm, zumindest im Datenblatt zum AMC7135 steht nichts zu Frequenzen und Zeiten, aber ausschließen möchte ich das auch nicht pauschal.
Wo genau hast du das denn gelesen?

 

[Joez86]

Ein AMC7135 ist ebenfalls nicht variabel

Der AMC funktioniert doch wie ein variabler Widerstand der sich so anpasst, dass immer 360mA fließen, unabhängig von der Zellenspannung...

Wo genau hast du das denn gelesen?

Link

 

[Wieselflinkpro]

Der AMC funktioniert doch wie ein variabler Widerstand der sich so anpasst, dass immer 360mA fließen, unabhängig von der Zellenspannung...

Nein, variabel eben nicht, aber immer 350mA oder 380mA, ja.
Die AMCs haben zusätzlich einen gewissen Innenwiderstand, so dass 0,1V oder ähnlich an ihnen abfällt. Da sie parallel gesetzt sind, fällt das auch nur einmal ab, wenn man mehrere nutzt.
Der Vorteil der Widerstände ist, dass die Helligkeit abhängig von der Akkuspannung ist, GENAU WIE beim FET. Das heißt, so hat man unabhängig von der Akkuspannung immer einen ähnlichen Helligkeitsverlauf bei einer Firmware mit "stufenlosem" Ramping.
Bei den AMCs war der Strom immer konstant, aber eben per PWM reguliert, beim FET aber immer abhängig von der Spannung, aber auch PWM reguliert.
Man hat es sowieso in den Firmwares immer so gemacht, dass nicht nach voller Leistung beim AMC bei der nächsten "Ramping-Stufe" nur der FET an war. Dies wurde immer fließend gemacht, d.h. erst der AMC alleine, dann AMC und FET gleichzeitig und am Ende war irgendwann nur noch der FET an.

AMCs werden auch warm, besonders wenn die Akkus voll sind, da hier die überflüssige Spannung "verbraten" wird. Das ist wohl bei den Widerständen nicht ganz so schlimm. Hier bin ich mir aber nicht ganz sicher, denn irgendwohin muss ja die überflüssige Spannung.

 

[Alexander]

AMCs werden auch warm, besonders wenn die Akkus voll sind, da hier die überflüssige Spannung "verbraten" wird. Das ist wohl bei den Widerständen nicht ganz so schlimm. Hier bin ich mir aber nicht ganz sicher, denn irgendwohin muss ja die überflüssige Spannung.

Das gibt sich nichts.
Die Verlustleistung ist bei gleichen Betriebsbedingungen identisch.
Wenn die Widerstände also einen gleichen thermischen Widerstand zur Umgebung haben wie die AMC werden sie gleich warm.

 

[steidlmick]

Der AMC funktioniert doch wie ein variabler Widerstand der sich so anpasst, dass immer 360mA fließen, unabhängig von der Zellenspannung...

Nein, ein AMC7135 ist eine komplexe elektronische Schaltung, die definierte Maximalströme durchlässt. Wenn aber die Zellenspannung unter die V_f der LED fällt, dann fließt auch über den AMC7135 weniger Strom.
Lediglich der Maximalstrom wird auf einen definierten Wert nach oben hin begrenzt.

Link

Na ja, du hast da ja die Antwort auf deine Frage, was gibt daran zu zweifeln? Der Typ hat das immerhin selbst gemessen und seine Oszi-Bilder veröffentlicht. Dann wird das wohl soweit nicht völliger Unsinn sein.
Aber immer beachten, dass es nicht alleine um die Frequenz geht, auch das Tastverhältnis spielt eine Rolle und wird ja in dem von dir verlinkten Beitrag auch erklärt.

 

[Joez86]

super vielen Dank für die ausführlichen Antworten und Erklärungen.
Gibt es auch irgendwo die Schaltpläne von Lexels Boards oder ist das Betriebsgeheimis

 

[Wieselflinkpro]

such mal im BLF nach TA Driver
.. oder ich geb dir den Link: http://budgetlightforum.com/node/48447

Vereinzelt hat Lexel etwas abgeandelt, aber es basiert auf diesen Treibern, die in der Community entstanden sind. Voränger waren Nanjg 105c/d Treiber.