elv LED-RGBW-RP1 Bau- Und Bedienungsanleitung Seite 3

Beleuchtungstechnik auch als Repeater oder Booster
bezeichnet. Aufgabe solcher Verstärker ist, das an-
kommende PWM-Signal derart zu verstärken, dass die
Helligkeitsinformation (PWM = Pulsweitenmodulati-
on) nicht beeinträchtigt und lediglich eine Stromver-
stärkung vorgenommen wird.
Der hier vorgestellte Repeater/Booster erfüllt ge-
nau diese Aufgabe. Durch den Einsatz von Optokopp-
lern sind Ein- und Ausgänge galvanisch voneinander
getrennt. Jede Erweiterungseinheit ist somit elekt-
risch von der Quelle und weiter folgenden Einheiten
(Cluster) getrennt. Voraussetzung hierfür ist der Ein-
satz eines separaten Netzteils pro Cluster.
Bild 1 zeigt das Blockschaltbild einer Anordnung
mit RGBW-Controller, hier ist die Funktionsweise, vor
allem auch die galvanische Trennung im LED-Repea-
ter, gut zu erkennen.
Schaltung
Das Schaltbild des LED-Repeaters ist in
hen. Auf der linken Seite befinden sich die Eingänge
(KL1 und KL2). Diese sind durch Optokoppler
vanisch von der restlichen Elektronik getrennt. Da
alle vier Kanäle identisch aufgebaut sind betrachten
wir nur einen Kanal, in diesem Fall den Kanal „Rot".
Die Quelle (Master), die mit den Eingängen ver-
bunden ist, gibt in der Regel eine Spannung zwi-
schen 12 V und 24 V aus. Dieses Signal ist dann
pulsweitenmoduliert (Rechteckspannung).
Eingangsseite des Optokopplers besteht aus einer
LED (optischer Sender), welche optisch mit einem
lichtempfindlichen Transistor als Gegenüber gekop-
pelt ist. Hierdurch wird eine galvanische Trennung
erreicht. Im hier verwendeten Optokoppler ist eine
zusätzliche Ansteuerelektronik integriert, so ist er
für hohe Schaltfrequenzen optimiert. Der eingangs-
seitige LED-Strom wird durch einen Widerstand (R4)
begrenzt. Die Transildiode D1 dient als Schutz vor
Spannungsspitzen (Transienten).
Der Optokoppler generiert mithilfe einer Logik ein
Rechtecksignal, welches an einem Open-Collector-
Ausgang zur Verfügung steht und der Wellenform
Bild 1: Im Blockschaltbild ist die Funktionsweise des RGBW-Repeaters zu erkennen.
des Ursprungssignals am Eingang entspricht. Die An-
stiegs- und Abfallzeiten dieses Rechtecksignals sind
relativ gering, was in Bezug auf die Verlustleistung
vorteilhaft ist. Der nachfolgende Transistor T3 dient
als Inverter. Für die Ansteuerung der MOSFET-Endstu-
fe T2 wird ein Push-Pull-Treiber
sen) verwendet, der ein sauberes Schaltsignal liefert.
Die Betriebsspannung wird der Schaltung über
KL5 zugeführt, sie kann im Bereich von 12 V bis
24 V liegen. Da die Eingangsspannung relativ hoch
gegenüber der benötigten Versorgungsspannung für
die Elektronik ist, kommt ein Schaltregler zum Ein-
satz, der eine stabile Spannung von 5 V erzeugt. Der
Schaltungsaufwand gegenüber einem Linearregler ist
zwar deutlich höher, aber hierdurch wird die Verlust-
leistung auf ein Minimum reduziert und es ist ein
großer Eingangsspannungsbereich von 12 V bis 24 V
nutzbar. Um den Schaltregler vor Verpolung der Ein-
gangsspannung zu schützen, ist mit der Diode D5
Bild 2 zu se- ein Verpolungsschutz realisiert. Der PTC-Widerstand
dient als reversible Sicherung und schützt die Span-
[1] gal- nungsquelle vor Überlastung im Fehlerfall. Der nach-
folgende Schaltregler IC5 (Step-down-Wandler) vom
Typ TPS5430 benötigt nur wenige externe Bauteile.
Die wichtigsten Elemente sind die Speicherspule L1
und die Freilaufdiode D7.
Auf die detaillierte Funktion eines Step-down-
Wandlers wollen wir hier nicht eingehen, da dies in
Die zahlreichen anderen Artikeln bereits genau beschrie-
ben ist. Die hohe Anzahl an Kondensatoren am Ein-
und Ausgang dient vorwiegend zur Unterdrückung
von Störspannungen, die vom Schaltregler ausgehen
können.
Für die Leistungsendstufen wird die Eingangs-
spannung UB direkt über die Sicherung SI1 auf die
Ausgangsklemme KL4 geführt.
Nachbau
Der Aufbau erfolgt auf einer doppelseitigen Platine.
Die Grundlage für den Aufbau bilden die Platinenfo-
tos (Bild 3), Bestückungspläne, Stücklisten und die
im Folgenden erläuterten Detailaufnahmen.
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Bau- und Bedienungsanleitung 3
(siehe Elektronikwis-
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