LED драйвер

[karen 247]

Плата. Когда я получил микросхемы-драйверы LM3409HV, только тогда понял НАСКОЛЬКО они маленькие. Испугался, что под такую мелочь дома плату не изготовить, а если и изготовить, то не запаять. Оказалось, что не все так страшно. Плата (тестовый вариант, для проверки работоспособности) сделана, микросхема запаяна.

 

Плата (целиком под SMD компоненты):

[karen 247]

Запаяны детали (конечно, можно и поаккуратнее, но как тестовый образец сойдет)

[karen 247]

Тестировал подключив ко входу бытовой обогреватель. Убедился, что драйвер держит одинаковый ток независимо от нагрузки. Если нагрузку отключаю драйвер поднимает напряжение до входного.

 

Затем, тест на ледах. Радиаторы, к которым собираюсь крепить леды еще не пришли, поэтому пока просто спаял несколько диодов в цепочку и включил на короткое время (без радиаторов долго нельзя). Чуть не ослеп, в глазах зайчики долго сверкали, не ожидал, что ТАК ярко!

[karen 247]

Что будет дальше.

Дальше надо разбираться с диммированием. Есть два варианта - аналоговое (драйвер плавно снижает выходной ток) и ШИМ. ШИМ дает больше градаций яркости, но, насколько я понимаю, выходной ток при ШИМ диммировании пульсирует, это мне не нравится. Так что сначала буду разбираться с аналоговым диммированием, если результат не понравится, тогда ШИМ.

 

В окончательном варианте, думаю, буду делать минимум по два драйвера на плате (отдельно синие и отдельно белые) + микропроцессорное управление. Можно и больше драйверов на плате, но тогда придется к каждому блоку светодиодов от него провода тянуть, не хочется.

[bbasil 11]

Зачет :vo: :vo: :vo:

Осталось собрать все это воедино, Сin1 поставь только побольше порядка 47мкф и зашунтируй его керамикой, так как что полезет с БП на ir2153 неведомо.

Хотя если ты БП делал с LC фильтром по выходу, то может и не нужно, но я-бы все равно поставил :tuplu:

[bbasil 11]

Что будет дальше.

Дальше надо разбираться с диммированием. Есть два варианта - аналоговое (драйвер плавно снижает выходной ток) и ШИМ. ШИМ дает больше градаций яркости, но, насколько я понимаю, выходной ток при ШИМ диммировании пульсирует, это мне не нравится. Так что сначала буду разбираться с аналоговым диммированием, если результат не понравится, тогда ШИМ.

 

В окончательном варианте, думаю, буду делать минимум по два драйвера на плате (отдельно синие и отдельно белые) + микропроцессорное управление. Можно и больше драйверов на плате, но тогда придется к каждому блоку светодиодов от него провода тянуть, не хочется.

 

Красота

Как сам драйвер по нагреву себя ведет ? Яркость лучше шимить, и фиг с ним что ток пульсирующий будет.

Я бы по одному драйверу на плату делал - более ремонтно пригодно будет, да и можно будет прямо на радиатор ледов его сажать, место сэкономишь

[BorisKramer 134]

Решил все таки ограничится напряжением 48-55 вольт. Это позволит не озабачиваться защитами от перенапряжения если используются самодельные нерегулируемые блоки питания, или можно использовать готовые блоки питания на 48 вольт, о которых выше писали (на некоторых из них есть регулировка до 55 вольт).

 

Бывают что они дохнут после таких регулировок.

По крайней мере блоки фирмы Astec Power на 24В, выкрученные родным резистором на 29В все передохли в течении 2 лет. После этого мы перестали заниматься выкручиванием в большую сторону и вообще перешли на другого производителя блоков питания.

[karen 247]

Красота

Как сам драйвер по нагреву себя ведет ?

Еле теплый. Там же расчитано все точно

C тепловыделением следующее: микросхема имеет на брюхе металлическую площадку, которую, по уму, надо запаивать на медь на плате. Запаивать ее феном я не рискнул, а паяльником никак. Поэтому просто чуть теплопроводной пасты и прижал. На плате оставил кусок меди для теплоотведения. Но в теории, микруха греется только на высоких частотах, у меня, наверное, градусов 35 всего. Так что с ней все отлично.

 

Далее, транзистор, тоже запаян на достаточно большую площадку на плате - он потеплее, градусов 40. Проблема в том, что по даташиту точку соединения стока транзистора, индуктивности и диода шотки надо делать как можно меньше, для уменьшения помех (мне это актуально, наш телевизор любые помехи ловит и в виде ряби на экране показывает :497762: ). А фланец транзистора как раз и есть его сток, то есть с точки зрения охлаждения, это место на плате надо делать наоборот, побольше. Хотя, с таким незначительным нагревом можно не принимать это во внимание.

[BorisKramer 134]

Есть куча ЛЕД драйверов вообще без индуктивностей на выходе. Это либо простейшие резисторные схемы (неэффективны), либо импульсные драйверы дающие на выходе не постоянный ток, а пульсирующий (уменьшается срок жизни ледов, неизвестно как сказывается такой импульсный свет на кораллах и т.п.). Так что драйвет без индуктивности - это не то, что мне надо. Тем более, что купить готовую не проблема.

Срок жизни ледов не особо уменьшается если импульсный ток не превышает максимальный и частота большая. Сверхможные светодиоды имеют достаточно большую инерционность - порядка 20-50 мкс. Поэтому при ШИМе в 100кГц свет будет почти непрерывным.

 

Вообще все сильно зависит от типов светодиодов.

Синие и белые светодиоды имеют максимальную светоотдачу при рабочем токе. Их рекомендуется питать либо постоянным током либо импульсным на высокой частоте без превышения максимального рабочего тока в имульсе.

А у красных и жёлто-зелёных светодиодов максимум светоотдачи приходится на ток, больший, чем максимально допустимый в постоянном режиме. Поэтому их питают повышенным импульсным током.

Кроме того у глаза есть эффект запоминания яркости. Поэтому лед питающийся повышенным импульсным током кажется ярче чем питающийся рабочим постоянным.

[Oleg_il 62]

:vo:

Когда будешь делать окончательный вариант платы драйвера, возьми с сайта national, файл AN-1954.pdf, это application note этого чипа, и печатную плату сдери оттуда один в один. Так будет лучше.

[vahegan 101]

Молодец, Карен! Классно получилось! Я как раз хотел написать, спросить как там успехи в драйверостроении, а тут смотрю, ты уже все выложил.

Я вот, пока жду, пока мои пробные диоды придут...

 

Яркость лучше шимить, и фиг с ним что ток пульсирующий будет.

Василий, а почему ты считаешь, что лучше "ШИМ-ить"?

Я так понимаю, что яркость по любому ШИМ-ом управляется. В том случае, который мы называем "аналоговым диммированием" мы просто управляем ШИМ-контроллером, встроенным в микросхему драйвера, а то, что назвали "ШИМ-ить" - просто внешним ШИМ-ом включаем-выключаем драйвер (по сигналу Enable) - пульсации, кстати, будут зависеть от частоты этого ШИМ-а и при каких-то частотах индуктивность драйвера их должна отфильтровывать (да и кондер вроде у Карена стоит параллельно цепочке диодов) - если, конечно, драйвер допускает такие частоты на входе Enable. Мне больше нравится "аналоговый" вариант управления ШИМ-ом драйвера, т.к. мне кажется, мгновенный ток через светодиод будет меньше, что продлит срок его жизни.

 

Вообще все сильно зависит от типов светодиодов.

Синие и белые светодиоды имеют максимальную светоотдачу при рабочем токе. Их рекомендуется питать либо постоянным током либо импульсным на высокой частоте без превышения максимального рабочего тока в имульсе.

Не совсем так. По даташиту на Cree XP-G максимальная светоотдача (под светоотдачей я понимаю КПД - то есть, пресловутые "лм/Вт") получается при наименьшем токе через диод - что-то около 10ма. Естественно, яркость у него при этом слишком малая, и производитель обычно заявляет светоотдачу при "оптимальном" токе 350ма, в то время, как рабочий ток этих диодов составляет 700ма. Так, согласно даташиту светоотдача при токе 350ма составляет 139лм/Вт, и падает до 120лм/Вт при 700ма и 109лм/Вт при 1А. Реально же многие "разгоняют" эти диоды до 1.2-14А, чтобы получить больше абсолютных люменов, а не большую эффективность.

 

Кроме того у глаза есть эффект запоминания яркости. Поэтому лед питающийся повышенным импульсным током кажется ярче чем питающийся рабочим постоянным.

Для глаза то так. Я даже помню, в журнале Юный Техник, то-ли в приложении к нему, годах где-то в 60-ых, была подобная импульсная схема на транзисторах МП42, которую предлагали встроить в фонарик, чтобы продлить срок его службы от батарей. Но вот, не уверен, что подобная схема будет полезна для фотосинтеза. Да и у рыб, кажется, где-то читал, что инерционность глаза ниже и подобный стробоскопический эффект может вызывать психические расстройства.

[karen 247]

Я так понимаю, что яркость по любому ШИМ-ом управляется. В том случае, который мы называем "аналоговым диммированием" мы просто управляем ШИМ-контроллером, встроенным в микросхему драйвера

Да, в обоих случаях яркость управляется ШИМ-ом. В одном случае напрямую на ногу Enable (включаем-выключаем), в другом случае ("аналоговое диммирование") внешней схемой формируем сигнал от 0 до 1.24V и подаем его на ногу IADJ. Но внутри он подается не на встроенный ШИМ контроллер, а создает смещение на схему измерения тока, то есть как бы мы просто меняем сопротивление измерительного резистора. Проблема этого подхода по даташиту это нелинейность (неактуально), и всего 256 уровней яркости (наверное тоже неактульно).

 

Насчет какой метод применить. В нашем деле столько переменных, что хочется свести к минимуму максимум вещей, которые могу вызвать проблемы. Быстро моргающие диоды и пульсирующий ток - может здесь и нет проблем, а может и есть. У аналогового диммирования такого сорта проблем точно нет. Есть всего варианта - либо оба метода диммирования одинаково безвредны, либо аналоговый способ лучше. Я просто не буду забивать себе голову, поэтому сначала пробую аналоговый способ.

[karen 247]

да и кондер вроде у Карена стоит параллельно цепочке диодов

Кстати, да, стоит, 1мкф 100V, забыл нарисовать на схеме. Схему можно расчитать как с конденсатором, так и без него. И еще в схему надо врисовать резистор 1к в линию "Analog DIM".

[karen 247]

Теперь матрица из 15 Cree XP-E Royal Blue. Один оказался битый. Не понятно как битый, как диоды тестером они все не звонятся, измерять сопротивление бессмысленно. При этом в цепочке битый вполне пропускает ток, но не всетится.

 

Сфотографировать невозможно, фотоаппарат неправильно настраивается и очень ярко и режет глаза даже при случайном взгляде.

Ниже фото со вспышкой, видно что к чему.

 

Кстати, напряжение на белых не соответствует даташиту. Ваге, это к тебе может относится, т.к. разброс параметров скажется сильно при паралельной соединении большого количества коротких цепочек. У меня получилось 3 вольта при 750ма для XP-G White, по графику из даташита должно быть 3.26 (по памяти). Может таки на длинный цепочки решишь перейти? Вместе было бы проще решать возникающие проблемы.

[vahegan 101]

Теперь матрица из 15 Cree XP-E Royal Blue. Один оказался битый. Не понятно как битый, как диоды тестером они все не звонятся, измерять сопротивление бессмысленно. При этом в цепочке битый вполне пропускает ток, но не всетится.

Обидно! Тестером они не звонятся, т.к. напряжение прямого падения больше 3В, а тестер столько не выдает.

 

Кстати, напряжение на белых не соответствует даташиту. Ваге, это к тебе может относится, т.к. разброс параметров скажется сильно при паралельной соединении большого количества коротких цепочек. У меня получилось 3 вольта при 750ма для XP-G White, по графику из даташита должно быть 3.26 (по памяти). Может таки на длинный цепочки решишь перейти? Вместе было бы проще решать возникающие проблемы.

Карен, у тебя только на одном диоде получилось 3В, или на одном 3В, на другом 3.7В, и т.п.? Т.е., о какого рода разбросе параметров идет речь - различие на всю партию от даташита, или сильный разброс падений в пределах партии?

Если последний вариант, то придется рассортировать диоды по падению, чтобы на на параллельных цепочках было примерно одинаковое напряжение.

Впрочем, пока я буду пробовать пяток диодов последовательно, питая от готового копеечного ($6.5 включая пересылку) китайского драйвера (с минимальными переделками с моей стороны для коррекции выходного тока и напряжения, а также добавление возможности диммирования). Отдельно будут белые на своем драйвере, и отдельно синие на своем.

[Александр059 85]

Я когда хотел купить сд, то много читал, так вот часто натыкался на то, что перегорают они накоротко, из-за чего простые источники питания не покатят 100%, это и меня и "добило" отказаться.

[karen 247]

Тестером они не звонятся, т.к. напряжение прямого падения больше 3В, а тестер столько не выдает.

Это понятно, но я думал что при малом напряжении тестера хоть какое-то сопротивление покажет (ну, несколько килоом, хотя бы), а там десятки мегаом и цифра плавает, не поймешь ничего. Кстати, как они к напряжению обратной полярности относятся, не вредит им?

 

Карен, у тебя только на одном диоде получилось 3В, или на одном 3В, на другом 3.7В, и т.п.? Т.е., о какого рода разбросе параметров идет речь - различие на всю партию от даташита, или сильный разброс падений в пределах партии?

 

Я на каждом отдельно не мерил - глаза режет, работать невозможно, черных очков нет да и надолго сейчас без радиаторов включать не могу. На цепочке из 9 белых драйвер выдал 0.75А и 27.7V. 27.7 делить на 9 получается 3.08 вольта на диод. Скорее всего все одинаковы, иначе было бы больше. Кстати, непонятно почему драйвер выдал 0.75А при расчетных 0.8А.

 

На Royal Blue диодах 14 штук, напряжение 45.7 вольт, ток 0.82А. Вроде как 3.26V на диод (по даташиту кажется 3.45, не помню точно), но тут простым делением нельзя, т.к. один из них не горит и непонятно есть ли на нем падение напряжения и какое.

 

Впрочем, пока я буду пробовать пяток диодов последовательно, питая от готового копеечного ($6.5 включая пересылку) китайского драйвера (с минимальными переделками с моей стороны для коррекции выходного тока и напряжения, а также добавление возможности диммирования). Отдельно будут белые на своем драйвере, и отдельно синие на своем.

Давай, ждем!

[karen 247]

Я когда хотел купить сд, то много читал, так вот часто натыкался на то, что перегорают они накоротко, из-за чего простые источники питания не покатят 100%, это и меня и "добило" отказаться.

То, что перегорают, конечно, плохо. А то, что накоротко, для длинных одинарных цепочек, как в моем варианте - это просто отлично, так как при нормальном драйвере вся цепочка не погаснет и яркость не изменится.

Простые источники питания (я так понимаю резисторные схемы) - это не наш путь.

 

Просьба ко всем - в этой теме мы делаем драйвер, лед-свет и связанные с ними вещи. В этой теме мы не обсуждаем что лучше МГ или ЛЕД, не рассказываем, почему конкретно вам лед не подходит, и т.п.

[karen 247]

Ваге, измерил на синих - на нескольких напряжение 3.17-3.18 вольт (на всех не мерил), кажется плывет немного, как становятся теплыми. На том, который не горит - 2.09 вольт :tuplu: В пердыдущем сообщении цифры для синих не точные (было пониженное напряжение на БП).

[BorisKramer 134]

Не совсем так. По даташиту на Cree XP-G максимальная светоотдача (под светоотдачей я понимаю КПД - то есть, пресловутые "лм/Вт") получается при наименьшем токе через диод - что-то около 10ма. Естественно, яркость у него при этом слишком малая, и производитель обычно заявляет светоотдачу при "оптимальном" токе 350ма, в то время, как рабочий ток этих диодов составляет 700ма. Так, согласно даташиту светоотдача при токе 350ма составляет 139лм/Вт, и падает до 120лм/Вт при 700ма и 109лм/Вт при 1А. Реально же многие "разгоняют" эти диоды до 1.2-14А, чтобы получить больше абсолютных люменов, а не большую эффективность.

 

"лм/Вт" - это эффективность (или кпд).

а светоотдача это сколько лм он отдал.

 

 

Да и у рыб, кажется, где-то читал, что инерционность глаза ниже и подобный стробоскопический эффект может вызывать психические расстройства.

 

Это уже не рыбий глаз а фотоумножитель какой-то чтобы реагировать на частоту в 100кГц. :gygy:

[vahegan 101]

Это понятно, но я думал что при малом напряжении тестера хоть какое-то сопротивление покажет (ну, несколько килоом, хотя бы), а там десятки мегаом и цифра плавает, не поймешь ничего.

Не, единственный способ проверять LED-ы - сделать простейший пробник (например, какой-нибудь блок питания вольт от пяти и резистор, чтобы пускать ток миллиампер этак 20 или больше. И смотреть, горит, или нет.

 

Кстати, как они к напряжению обратной полярности относятся, не вредит им?

По даташиту до 5 вольт можно.

 

Я на каждом отдельно не мерил - глаза режет, работать невозможно, черных очков нет да и надолго сейчас без радиаторов включать не могу. На цепочке из 9 белых драйвер выдал 0.75А и 27.7V. 27.7 делить на 9 получается 3.08 вольта на диод. Скорее всего все одинаковы, иначе было бы больше. Кстати, непонятно почему драйвер выдал 0.75А при расчетных 0.8А.

На Royal Blue диодах 14 штук, напряжение 45.7 вольт, ток 0.82А. Вроде как 3.26V на диод (по даташиту кажется 3.45, не помню точно), но тут простым делением нельзя, т.к. один из них не горит и непонятно есть ли на нем падение напряжения и какое.

Видимо, какая-то нелинейность драйвера, связанная с низким выходным напряжением. Можешь проверить на RoyalBlue - убери/закороти штук 5 диодов из цепочки, напряжение должно упасть до примерно того же уровня что было на белых, и снова замерь ток. Если он упадет до 0.75 ампер, значит мое предположение верно.

А что на белых и синих диодах напряжение разное, так это совсем не страшно, т.к. по любому, я их на разные драйверы вешать собираюсь.

 

Остается еще вопрос с UV диодами. Что-то я у Cree таких не нашел (у Cutter-а написано, что они уже есть в какой-то новой партии, кажется, одноваттных, LED-ов, но цена не указана). На ебей есть какие-то американские мелкие в 5мм корпусе, на 100мВт (не оптической) мощности, все остальное - китай, при том, они самые дорогие. 10Вт китайский стоит 30 долларов, одноваттные около 5 с копейками, если купить 10 шт, 3Вт - 9 долларов. Я подумал немного, и решил, что УФ особо мощные не нужны, только чтобы немножко подсветить светящуюся живность, и заказал на пробу десяток маломощных, в 10мм. корпусе: вот этих. Посмотрю, есть ли от них какой эффект, если надо будет, потом поставлю либо 3Вт-ки, либо 1Вт-ные.

 

Давай, ждем!

Ага, обязательно отпишусь, как только получу LED-ы и что-нибудь из них сделаю.

[BorisKramer 134]

Остается еще вопрос с UV диодами. Что-то я у Cree таких не нашел (у Cutter-а написано, что они уже есть в какой-то новой партии, кажется, одноваттных, LED-ов, но цена не указана). На ебей есть какие-то американские мелкие в 5мм корпусе, на 100мВт (не оптической) мощности, все остальное - китай, при том, они самые дорогие. 10Вт китайский стоит 30 долларов, одноваттные около 5 с копейками, если купить 10 шт, 3Вт - 9 долларов. Я подумал немного, и решил, что УФ особо мощные не нужны, только чтобы немножко подсветить светящуюся живность, и заказал на пробу десяток маломощных, в 10мм. корпусе: вот этих. Посмотрю, есть ли от них какой эффект, если надо будет, потом поставлю либо 3Вт-ки, либо 1Вт-ные.

 

я использую 10-ваттные

http://ru.mouser.com/ProductDetail/LedEngi...H6%252bMhMQM%3d

 

и 5-ваттные

http://ru.mouser.com/ProductDetail/LedEngi...7rB%2fzY5cPQ%3d

 

очень неплохие.

365нм диапазон UV-A. Глазам не вредят. Можно смотреть, если не очень долго.

[vahegan 101]

"лм/Вт" - это эффективность (или кпд).

а светоотдача это сколько лм он отдал.

Согласно Википедии

(Перенаправлено с Светоотдача)

 

Световая отдача источника света — отношение излучаемого источником светового потока к потребляемой им мощности. Измеряется в люменах на ватт (лм/вт). Служит характеристикой источников как таковых и их экономичности, показывая какое количество затраченной энергии переходит в тепло или какие-либо другие виды энергии кроме электромагнитной.

Хотя конечно, исходя из морфологии самого слова логично было бы предположить, что это полное количество отданных люменов. Возможно, подобная путаница возникает из-за того, что светоотдача используется в качестве эквивалента сочетания luminous efficiency.

 

Это уже не рыбий глаз а фотоумножитель какой-то чтобы реагировать на частоту в 100кГц. :gygy:

На 100кГц конечно реагировать не будет, но когда речь шла об этом:

Кроме того у глаза есть эффект запоминания яркости. Поэтому лед питающийся повышенным импульсным током кажется ярче чем питающийся рабочим постоянным.

то подразумевалась частота порядка сотен герц, которая может выдаваться ШИМ-сигналом управляющего аквакомпьютера.

[BorisKramer 134]

Согласно Википедии

 

Возможно. Я подразумевал чистый поток в люменах.

 

 

На 100кГц конечно реагировать не будет, но когда речь шла об этом:

то подразумевалась частота порядка сотен герц, которая может выдаваться ШИМ-сигналом управляющего аквакомпьютера.

 

где-то выше в постах писалось что частота шима 100кГц.

несколько сотен герц это конечно очень мало.

я уже давно с такими низкочастотными шимами не встречался.

даже примитивные шнайдеровские контроллеры помоему 10кГц выдают.

[vahegan 101]

я использую 10-ваттные

http://ru.mouser.com/ProductDetail/LedEngi...H6%252bMhMQM%3d

 

и 5-ваттные

http://ru.mouser.com/ProductDetail/LedEngi...7rB%2fzY5cPQ%3d

 

очень неплохие.

365нм диапазон UV-A. Глазам не вредят. Можно смотреть, если не очень долго.

Мда. 92 евро за один 10Вт диодик - несколько дороговато. Производитель какой-то LedEngin - фирма вроде американская, но что-то я о ней не слышал раньше. Бегло просмотрел даташит их 40Вт-ного холодно-белого диода - для своего лучшего бин-а они обещают всего 2400 люмен - т.е. он обеспечивает эффективность всего 60лм/Вт - ИМХО это наравне с китайцами. Впрочем, глянул на цену этих диодов - тоже примерно, как у китайцев.

 

Борис, а в каком соотношении Вы даете УФ скажем, к белому свету, или к белому с синим? То есть, сколько процентов мощности светильника составляют УФ диоды?

 

Кстати, те диоды, о которых я говорил, были в диапазоне 395-405нм, то есть это должно быть еще более безвредно, скорее, даже ближе к фиолетовому.