LED драйвер

[karen 247]

На РЦ народ вовсю ваяет драйверы для LED на чипе CAT4101. Схема очень простая и копеечная:

Резистор RSET задает силу тока (они обычно ставят на 800ма или около того). Согласно даташиту подавая на PWM вход микрухи ШИМ сигнал мы регулируем яркость свечения диодов. Но на графике видно, что ШИМ сигнал просто включает и выключает ток, то есть диоды непрерывно мигают с большой частотой:

Понятно, что глаз этого моргания не видит, но такая регулировка мне не нравится.

Вопрос: если паралельно диодам поставить конденсатор, это спасет ситуацию? Все что мне хочется, это сгладить пульсацию тока, то есть чтобы при 50% ШИМе ток не скакал от 0 до 800ма и обратно, а хотябы плавал вокруг 400ма.

[dimych 18]

Вопрос: если паралельно диодам поставить конденсатор, это спасет ситуацию? Все что мне хочется, это сгладить пульсацию тока, то есть чтобы при 50% ШИМе ток не скакал от 0 до 800ма и обратно, а хотябы плавал вокруг 400ма.

Конденсатор не спасет, даже вреден и не нужен. Вообще непонятно почему не нравится ШИМ регулирование яркости, это самое обычное дело для светодиодов :tuplu: Не нравится ШИМ, ногу можно просто использовать для вкл\выкл

[karen 247]

Конденсатор не спасет, даже вреден и не нужен.

Объяснить можете, почему не спасет и вреден?

 

Вообще непонятно почему не нравится ШИМ регулирование яркости

Помехи ЭМ, неизвестна реакция кораллов - например делаем свет в пол яркости, а на деле их лупят свехяркими короткими импульсами. Как система фотосинтеза среагирует неизвестно. И вообще... просто не нравится, не будем это обсуждать.

[dimych 18]

Объяснить можете, почему не спасет и вреден?

Помехи ЭМ, неизвестна реакция кораллов - например делаем свет в пол яркости, а на деле их лупят свехяркими короткими импульсами. Как система фотосинтеза среагирует неизвестно. И вообще... просто не нравится, не будем это обсуждать.

Это ведь источник тока, а не напряжения. С конденсатором он будет работать вообще в неизвестно каком режиме (постоянное КЗ, может и диоды даже не зажгутся, или будут еле светиться).

Есть драйверы которые управляются напряжением, т.е. без ШИМ, по моему в свете обсуждалось, сейчас поищу.

http://www.aqualogo.ru/phpbb2/index.php?s=...st&p=240585 (но эту тему Вы уже видели вроде, а не, там внтурненний шим вроде стоит, тогда тоже не подойдет)

 

Карен, но ведь ЛЛ и МГ тоже работают не от постоянного тока

Изменено 16 Августа 2010 пользователем dimych (см. историю изменений)

[karen 247]

C конденсатором почему постоянное КЗ? Там же не переменный ток, а пульсирующий постоянный. Если драйвер включен на постоянную яркость, то конденсатор заряжен и ток через него не течет. Его как бы и нет совсем, ни на что не влияет. Пришел низкий уровень на ШИМ вход - микросхема выключилась, конденсатор разряжается через диоды - они медленно гаснут. Пришел высокий уровень ШИМ - микросхема включается, устанавливает выходной ток 800ма, но часть этого тока идет на зарядку конденсатора, диоды плавно разгораются.

 

МГ лампы хоть и питаются переменным током, но светят постоянно. ЛЛ, по моему, то же самое, хотя здесь я менее уверен.

[Oleg_il 62]

МГ лампы хоть и питаются переменным током, но светят постоянно. ЛЛ, по моему, то же самое, хотя здесь я менее уверен.

И МГ и ЛЛ пульсируют с частотой сети. Эти пульсации конечно сглаживаются инерционностью плазмы, но в ЛЛ тем не менее видны. В потолочных офисных ЛЛ светильниках на несколько ламп, часто половину ламп включают через фазосдвигаюций конденсатор сглаживая пульсации света от светильника. При включении ЛЛ от электронного балласта с частотой десятки килогерц, пульсации пропадают, и лампы на процентов 15%светят ярче.

Теперь к баранам, ледам тоесть :gygy: Поставив там конденсатор, ты полностью завалишь фронт/спад импульса управляюшего ледом и в результате полевой ключ управляющий этими импульсами станет намного сильнее греться. Т.е транзистор в переходном состоянии будет находится относительно долго, и его сопротовление в это время будет в десятки ом. Отсюда и нагрев. В отличии от нормального режима когда его открытое сопротивление исчисляется миллиомами. ВСЯ импульсная техника на этом и постороена, как можно более быстрое переключение для уменьшения потерь.

[karen 247]

Поставив там конденсатор, ты полностью завалишь фронт/спад импульса управляюшего ледом и в результате полевой ключ управляющий этими импульсами станет намного сильнее греться.

Теперь понятно. А решения есть какие нибудь, как добиться регулируемого постоянного тока?

[TeHoTaMy 0]

Поставив там конденсатор, ты полностью завалишь фронт/спад импульса управляюшего ледом и в результате полевой ключ управляющий этими импульсами станет намного сильнее греться. Т.е транзистор в переходном состоянии будет находится относительно долго, и его сопротовление в это время будет в десятки ом. Отсюда и нагрев. В отличии от нормального режима когда его открытое сопротивление исчисляется миллиомами. ВСЯ импульсная техника на этом и постороена, как можно более быстрое переключение для уменьшения потерь.

Конденсатор можно ставить и ничего не бояться. Выходному транзистору от него ни холодно, ни жарко. В данном случае этот транзистор работает не в ключевом режиме, т.е. полностью не отрывается. Он открывается ровно на столько, чтобы обеспечить заданный ток.

Греться он будет в любом случае. И тем больше, чем больше ток и падение напряжения на нем (= Uпитания - Uсветодиодов)

Изменено 16 Августа 2010 пользователем TeHoTaMy (см. историю изменений)

[karen 247]

В данном случае этот транзистор работает не в ключевом режиме

В общем, надо собрать и осциллографом посмотреть и проверить как грется будет.

 

Еще одна схема из даташита драйвера PT4107, здесь полевик, индуктивность и конденсатор. Я так понимаю, ток на ЛЕДах здесь уже не пульсирует? Может этот драйвер собрать :tuplu:

[Oleg_il 62]

Значит параметры LED rise time/LED fall time даны просто так, от нечего делать. Поставь, кондер, я не возражаю. :gygy:

 

А решения есть какие нибудь, как добиться регулируемого постоянного тока?

Либо искать другой драйвер, либо на этот поставить высоко качественный резистор многооборотник (с верньром), либо вместо резистора поставь чип - управляемый по I2C резистор с пределом 500ом -2к и регулируй процессором на здоровье.

 

Карен, здесь уже не пульсирует, но и нет регулировки. Только on/off/

Изменено 16 Августа 2010 пользователем Oleg_il (см. историю изменений)

[TeHoTaMy 0]

Может этот драйвер собрать :tuplu:

Этот гораздо лучше!

Или любой другой по аналогичной схеме с транзистором в ключевом режиме и катушкой для накопления тока.

Изменено 16 Августа 2010 пользователем TeHoTaMy (см. историю изменений)

[TeHoTaMy 0]

Значит параметры LED rise time/LED fall time даны просто так, от нечего делать.

Они даны для того, чтобы показать, насколько ограничена частота внешней ШИМ.

[karen 247]

Карен, здесь уже не пульсирует, но и нет регулировки. Только on/off/

Есть Из даташита: "PWM Low-Frequency Dimming via Enable pin".

[karen 247]

Этот гораздо лучше!

Или любой другой по аналогичной схеме с транзистором в ключевом режиме и катушкой для накопления тока.

К тому же для него блока питания не надо, от сети работает. Хотя, подавать на ЛЕДы линию с сети :tuplu: И индуктивность где-то искать...

З.Ы. ЛЕДы заказал уже (на cutter.com.au), пока придут надо что-то с драйвером придумать.

[Oleg_il 62]

Прошу прощения, думал мы про СТ4101.

СТ4107, работает немного по другому, хотя информации почти нет. С одного китайского листочка не много поймешь.

Здесь леды в постоянном режиме не пульсируют или пульсируют немного, в зависимости от параметров цепей (LC). А регулировка яркости осушествляется двумя способами.

PWM Low-Frequency Dimming via Enable pin

Linear Dimming via LD pin

Насчет PWM непонятно, возможно интеграция импульсов присходит внутри чипа, и результирующее dc напряжение меняет частоту внутреннего PWM, соответственно на L1 меняется скважность и напряжение на ледах меняется, ну и ток соответственно. Гдето так, но поскольку ни одной диаграммы нет :tuplu:

[bbasil 11]

Вообще по сути, все подобные драйверы с рабочими частотами до 300кц, есть не что иное как обычный ne555 таймер с минимальными дополнения, с управлением частотой скважиностью от токоизмерительного резистора.

[karen 247]

Продолжаем разговор. Решил делать драйверы на микросхеме LM3409HV по такой схеме:

.

На вход подается напряжение до 74V (max), на выходе имеем регулируемый стабильный ток до 3А. По максимуму это три паралельные цепочки по примерно 20 трехватных диодов Cree, т.е 60 диодов. На практике буду сажать на каждый драйвер только одну цепочку из 17-20 диодов. Но об этой схеме позже.

 

Сначала нужен мощный блок питания на 70 вольт с током хотя бы на 5А (а лучше раза в два больше) - один на все драйверы. Вот здесь обсуждаются подобные самоделки на микросхеме IRS2153. Схема которую я сейчас собрал:

По сути схема очень ростая и понятная, и можно еще упростить если убрать транзистор VT1 (защита от перегрузки) и если подать на микросхему внешнее питание 12 вольт, то можно убрать и VT2 с деталями вокруг него и верхнюю по схеме обмотку трансформатора. Сам трансформатор - перемотанный из компьютерного блока питания (делается элементарно) и вроде как расчитан на частоту 100кгц. Василий (bbasil) собирал похожую схему и снимал с нее очень большую мощность (20А х 48V), гораздо больше, чем мне надо.

 

В общем вчера я ее собрал, работает, но проблемы такие:

1. Без нагрузки на выходе имею 78V, с нагрузкой 2А падает до 70 вольт. Нормально. Полевики на небольшом радиаторе заметно греются, выходные диоды (тоже же на радиаторе) тоже греются. Уменьшаю частоту (переменный резистор вместо R7) - греются слабее. На частоте 40кгц, пол часа работы - полевики 40-45 градусов - очень хорошо. Трансформатор еле теплый. На частоте 20кгц начинает греться трансформатор.

 

2. С нагрузкой 3.5A (частота 40кгц) напряжение падает с 78 до 62-64 и начинают дико греться полевики и диоды. Кулер, возможно. бы спас положение, но хочется совсем без кулера обойтись.

 

Вопрос, что делать, как снять с него бОльшую мощность? Мне кажется дело не в трансформаторе, а в самих полевиках и диодах. Василий, у тебя какие полевики и диоды стоят? Имеет смысл вместо моих IRF840 ставить другие? Например видел человек ставил мощные IRFPS35N50 с сопротивлением 0.125 ом (у IRF840 - 0.85 ом), но они, наверное более медленные и с большей емкостью затвора. Как думаете, они будут меньше греться? И диоды на выходе стоит поменять? Или все таки проблема в трансформаторе? Осциллографом смотрел - без нагрузки на выходе транса почти четкий меандр, с нагрузкой появляются небольшие переходные процессы.

[bbasil 11]

Карен, ну начинать настройку схемы я-бы стал с ее обрезанного варианта как в даташите и с независимым питанием драйвера +12v.

вторичную обмотку транса тоже пока не нагружать выпрямительным каскадом. Я-бы еще пересчитал сам трансформатор по программе Москатова http://moskatov.narod.ru/. и скорее всего его без средней точки делать (нафиг она нам нужна ? Частоту выше 50кГц смысла поднимать нет никакого. IRF840 вполне себе подходят, на них и делал.

Резисторы в затворах уменьшить до 18-22ом. (диоды там-же можно убрать

С5 по схеме обычно ставят из расчета 1мкф на каждый ватт выходной мощности + 30% запаса, то есть 82мкф кажется что маловато будет, и зашунтировать его керамикой. (или собирают из двух последовательных электролитов каждый на 250v они поменьше будут)

С11 тот что между 6 и 8 ногой, увеличить до 1мкф керамики или лучше тантал.

 

Карен, и еще учти что поскольку БП получается нифига не стабилизированным, то напряжение с увеличением нагрузки может/будет существенно проседать. У меня так проседало с 70v ХХ до 48-50v под полной нагрузкой.

 

PS 70 вольт да на 5 ампер это уже 350ватт, Карен, ты видел хоть один комповско-кетайский БП такой мощности да без принудительного продува ? а ты хочешь вообще 700 ватт снять только с пассивным охлаждением. ИМХО это мало вероятно.

[karen 247]

Он на внешнем питании +13 вольт и есть сейчас, работает одинаково, что на внешнем, что на самопитании.

 

Поднял входной электролит до 180мкф. Стало меньше проседать под нагрузкой, при токе 3.8A с 78 вольт до 67. Это 250 ватт и явно можно взять больше... но все же хочется без вентилятора.

 

Василий, по С12 и С13, ты говорил поменять на пленку, это кроме как на надежность влияет ли на работу блока?

Еще, у тебя транс на каком кольце сделан?

 

Думаю еще, а не прикрутить ли корректор мощности на L6561 по схеме, которую рисует прога BDA для балластов для люминисцентных ламп?

[karen 247]

Еще вопрос.

Максимум для микросхемы драйвера ЛЕДов - 76 вольт. Блок питания нестабилизированный, поэтому надо принять меры, чтобы без нагрузки напряжение на выходе не поднималось выше 76 вольт (то, что оно будет падать под нагрузкой не так важно). Есть ли просты схемы ограничителя напряжения - поставить на выход блока питания перед драйверами?

[Oleg_il 62]

Например видел человек ставил мощные IRFPS35N50 с сопротивлением 0.125 ом (у IRF840 - 0.85 ом), но они, наверное более медленные и с большей емкостью затвора. Как думаете, они будут меньше греться?

Естественно с меньшим сопротивлением будут меньше греться, что касается емкости перехода - надо смотреть по данным, увеличивать емкость не стоит. Среди транзисторов можно наверняка подобрать подходящие, поищи.

Диоды- если они у тебя как на схеме - то посмотри на странице 3 и 4 DS графики по рассеиваемой мощности в зависимости от скважности, и сравнишь с тем что у тебя есть сейчас.

[karen 247]

Диоды- если они у тебя как на схеме - то посмотри на странице 3 и 4 DS графики по рассеиваемой мощности в зависимости от скважности, и сравнишь с тем что у тебя есть сейчас.

С транса идет прямоугольный меандр, скважность, значит 0.5. Так? Ток нагрузки 3.5А, по графику на стр.4 должно быть 2 ватта. Или я не так считаю?

 

Если поставить еще такие же диоды в паралель, будет лучше? Просто такие у меня еще есть, чтоб не покупать других.

 

А полевики можно паралельно ставить?

[bbasil 11]

Еще вопрос.

Максимум для микросхемы драйвера ЛЕДов - 76 вольт. Блок питания нестабилизированный, поэтому надо принять меры, чтобы без нагрузки напряжение на выходе не поднималось выше 76 вольт (то, что оно будет падать под нагрузкой не так важно). Есть ли просты схемы ограничителя напряжения - поставить на выход блока питания перед драйверами?

 

Нет смысла, лучше подогнать БП под требуемые параметры, дешевле будет

PFC вещь очень хорошая, но и капризная. + еще одно моточное изделие, а они меня в депрессию вгоняют Насчет кольца сейчас не вспомню точно его размеры, материал n87 epcos родное кольцо

 

Пленка лучше работает на высоких частотах чем электролиты, меньше греется, значит и потери меньше будут.

[karen 247]

Нет смысла, лучше подогнать БП под требуемые параметры, дешевле будет

Так ведь стремно, допустим сделаю чтобы при ХХ было 65 вольт. А напряжение в сети скакнет (у нас иногда бывает) и при выключенных ледах всем драйверам кирдык. Какую-то ограничилку все же надо.

[bbasil 11]

Так ведь стремно, допустим сделаю чтобы при ХХ было 65 вольт. А напряжение в сети скакнет (у нас иногда бывает) и при выключенных ледах всем драйверам кирдык. Какую-то ограничилку все же надо.

 

Если честно, то сама идея сделать нестабилизированный БП без ОС порочна, но уж если начал то по сути у тебя 2 пути

1 персчитывать всё на 30% запас, то есть драйвер ледов максимум кушает 76вольт, значит БП на ХХ должен дать не более 53v ... и так далее по всей цепочке пересчитывать.

2. завести на 2153 ОС по току на ногу Ct

 

Или выкинуть все что купил и делать на драйвере полумоста управляемый по току.

типа вот такого http://www.irf.com/product-info/datasheets...irs25401pbf.pdf

http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-1131.pdf

 

хотя мне и не нравится отсутствие гальванической развязки

Изменено 30 Октября 2010 пользователем bbasil (см. историю изменений)