led-matrix mit high-side-drivern ansteuern

hi,

in einer applikation moechte ich eine unzahl (100-200) von LEDs ansteuern. Diese sind aus technischen gruenden in einer matrix (z.Z. 20x8) angeschlossen, die anoden spaltenweise und die kathoden zeilenweise arrangiert. Also muss mit zeitmultiplexing gearbeitet werden. Damit die LEDs eine anstaendige helligkeit haben, moechte ich sie mit "volllast" fahren, das sind 150mA (wenn die nicht laenger also 500us an sind). (Ich hab ausprobiert: 100mA sind noch zu dunkel)

Mein schaltungsentwurd sieht nun vor, dass an den zeilen (kathoden) npn-transistoren in emitter-schaltung angeschlossen werden, und an den spalten (anoden) entsprechend pnp-transistoren. Den NPN-Teil kann man wohl einfachst und preiswert mit line-drivern wie etwa ULN2803 erledigen (der bietet 8 kanäle à 50V und 500mA).

Frage 1: Wie ist der PNP-Teil aufzubauen? Ist es wirklich noetig, dort jetzt

8 stueck leistungstransistoren (etwa aus der TIP-reihe) nebeneinander zu loeten? Gibt es da integrierte loesungen (entsprechend dem ULN2803)?

Frage 2: Ich bin sicher nicht der erste, der an das genannte problem stoesst. Wie baut der rest der welt multiplex-schaltungen? Gibt es (preisakzeptable, im einzelhandel erhaeltliche) integrierte loesungen?

dank im vorraus!

gruesse aus dem regnerischen norden, tom

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Tom Naxos
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Tom Naxos schrieb:

Wenn ich das recht verstehe hat eine Zeile 20 LEDs und eine Spalte 8 LEDs. Du versuchst einen 1:8 Multiplex, das heißt es ist immer genau eine Zeile aktiv. Du willst die LED's mit im Mittel etwa 20mA ansteuern, daher die 150mA Impulsstrom. Wenn also alle LEDs einer Zeile leuchten sollen, dann muß ein Zeilentreiber 3A Strom verkraften, allerdings nur jeweils 1/8 der Zeit.

Jetzt zu Deinen Fragen.

Integrierte High-Side Treiber für solche Ströme existieren, sind aber nicht unbedingt besonders billig oder besonders leicht zu kriegen. Die Verwendung von diskreten Transistoren ist wahrscheinlich günstiger. Wegen der 1/8 Aktivzeit kann man in der Regel auf extra Kühlung verzichten.

Es gibt integrierte Multiplexschaltungen für LEDs, z.B. von Maxim, aber für besonders helle Anzeigen (wie bei Dir) ist man auf eigene Schaltungen angewiesen. Du solltest auch den Gesamtstromverbrauch und damit die Heizleistung im Auge behalten. Da der Strom mehr oder weniger fix ist bedeutet das, daß Du vielleicht die Betriebsspannung optimieren solltest. Das bedeutet daß die Treiberschaltung mit möglichst wenig Verlusten arbeiten soll, und das wiederum bedeutet daß Du den Spannungsabfall an den Treibertransistoren minimieren solltest. Der ULN2803 ist da wegen seiner Darlingtonschaltung nicht optimal. Mit Einzeltransistoren fährt man u.U. besser, und auch nicht unbedingt teurer (Transistoren sind billig).

Ebenfalls eine Rolle spielt natürlich die Datenquelle. Irgendwer muß das Multiplexen erledigen, z.B ein Prozessor oder FPGA oder so, das hängt von Deinem Umfeld ab.

Ich habe einmal spaßeshalber versucht, eine solche Matrix mit 3.3V zu betreiben, was angesichts von bis zu 2.7V LED-Spannung schon recht ambitioniert ist. Ich habe gefunden daß ich als Low-Driver eine Konstantstromquelle gebraucht habe, sonst hatte ich zu wenig Kontrolle über den LED-Strom. High-Side und Low-Side habe ich deswegen mit diskreten Transistoren aufgebaut. Ich muß allerdings sagen daß ich nicht bis 150mA pro Spalte gegangen bin. Bei solchen Strömen ist 3.3V möglicherweise nicht mehr realistisch. Your mileage may vary.

--
Cheers
Stefan
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Stefan Heinzmann

Hallo Tom,

Das geht auch mit FETs. Wenn sich die 150mA auf den jeweiligen Bus und nicht einzelne LED beziehen, geht es vielleicht mit BSS123 gegen Masse und BSS84 an Versorgung. Gepulst koennen die noch mehr als 150mA, steht im Datenblatt. Parallelschalten geht auch, und sie kosten meist unter 10 Cents.

Im Gegensatz zu Bipolartransistoren brauchen die FETs ausser bei schnellem Schalten keine Ansteuerleistung. Vorsicht mit langen Draehten, sonst schwingt's. Im Notfall tut es ein Widerstand in Serie zum Gate bzw ein C von da nach Masse.

Regards, Joerg

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Joerg

Tom Naxos schrieb im Beitrag ...

Siehe de.sci.electronics FAQ:

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Kapitel F.8.1. Laufschrift Nimm 8-fachen Strom (also 160mA statt 20mA), TPIC6B595 fuer NPN-Seite, und Decoder (74HC138) und PNP-Einzel-Darlington-Transistoren (muessen

20*160mA=3.2A aushalten, wenn auch bloss 1/8tel der Zeit, daher tut es eh kein IC dort) fuer PNP-Seite. Darlington weil 1/10tel des Strom der bei normalen Transistoren zur Saettigung in die Basis reinfliessen muesste 320mA waeren, die ein 74HC138 nicht schafft (man koennte auch dort einen TPIC6B595 nehmen, aber wozu wenn sowieso nur eine Zeile zu einer Zeit AN sein darf). Das Netzteil muss 3.2A liefern koennen.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.
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MaWin

"MaWin" wrote in news:01c434d4$c4d63420$0100007f@amdk6-300:

Ahh, MaWin ist zurück. Hatte seine trockenen Kommentare schon vermisst. :-)

M.

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Bitte auf mwnews2@pentax.boerde.de antworten.
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Matthias Weingart

ok, kollegen. Danke fuer die antworten. Meine schaltung funktioniert soweit (im probebetrieb erstmal: die "dicken" PNP-transistoren sind vorerst als mehrere parallelgeschaltete TUP realisiert...). Aber es gibt ein neues problem:

Wenn ich normale rote LEDs ansteuere (lowcurrent, oder noch normalere ;) ), laeuft alles prima. Wenn ich aber solche Kingbright TA07/TA20-Module (7x5 LEDs pro panel) ansteuere, aendern die ihre farbe richtung orange/beige/weisslich, und zwar obwohl ich die maximal erlaubten 150mA auf 100usec einhalte. Die standard-Leds halten ihre schicke blutrote farbe sogar dann, wenn ich (schelm) den vorwiderstand ganz rausnehme. Aber die 7x5-Module aendern laegst vorher ihre farb- gebung. Ist das normal? [Anm: ich habe mehrere module desselben typs versucht: ueberall ist der effekt derselbe].

Und zum schluss haett ich noch gern gewusst, wo ich roetlich-klares plexiglas organisieren kann, welches ich zur kontraststeigerung vor die panele/LEDs montieren koennte.

gruss, tom

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Tom Naxos

Am Fri, 07 May 2004 22:14:26 GMT hat Joerg geschrieben:

Aber diese Klein FETs (mehrere Ohm RDS_on) sind ja nicht die einzigen die es gibt, zur Not BUZxxx oder etwas von IR oder Zetex. Da gibt es kleiner

0,1 Ohm im SOT23 Gehäuse.
--
Martin
Reply to
Martin Lenz

Tom Naxos schrieb:

=20

Hallo,

wie immer hilft das Lesen des Datenblattes, da steht auch drin wenn die=20 LED-Farbe sich stromabh=E4ngig =E4ndert.

Bye

Reply to
Uwe Hercksen

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