LED драйвер

[karen 247]

Карен ты подтвердил сказанное Ваге, что на малых токах диоды эффективнее. Из таблицы получается что 1амп можно вполне использовать, а выше уже нет смысла.

Да, где то так. Может до 1.2А.

 

Ну и еще раз повторю, не смотри на температуру радиатора, это неиформативно. Глянь в доках от крее, температуру леда они меряют в между корпусом и линзой, в уголке. Термопара тестера там хорошо контачит.

Там измерить трудно - глаза слепит нестерпимо, а маски от сварочного аппарата у меня нет :gygy: Но на самой звезде мерил - очень слабо теплая.

[karen 247]

Карен, если не затруднит, на несколько вопросов ответь плиз.

(лень вчитываться в даташиты, да и может быть ты как-то менял оригинальную схему включения драйвера)

 

О, тоже решил эту микруху использовать? Если да, то я очень рад.

 

1. отрабатывает "козу" на выходе.

На практике не хочу пробовать. Логика работы у него такая - по достижении порогового напряжения на измерительном резисторе выключает мосфет на фиксированное время. Время вышло - включает, меряет напряжение - оно зашкалило, тут же снова выключает. Вопрос успеет ли выключить, пока не погорит? Корoче, не хочу пробовать.

 

2. отрабатывает отсутствие нагрузки на выходе.

Это штатный режим - на выходе входное напряжение. Ничего не пищит, не греется, не гудит.

 

3. отсутствие управляющих сигналов (вкл/выкл, димминг)

Тоже без проблем. Димминг у меня реализован через ногу IADJ - если ногу оставить висящей в воздухе, светит на полную яркость. Если закоротить на землю -минимум яркости (но все же светит).

Другая нога EN - ее по даташиту в основном и используют для диммирования (и получают пульсирующий ток на выходе - это не мой метод). Если на ней ноль - микросхема выключена, если больше 1 или 2 вольт, не помню, включена. Если нога не используется для диммирования, ее обычно подключают к напряжению питания - микросхема всегда включена.

 

То есть, суммируя, если не нужно диммирование - IADJ никуда не подключаем, EN - к шине питания, микросхема будет включена всегда на полную яркость.

 

Если есть еще вопросы, не стесняйся, спрашивай, я с ней долго возился и хорошо разобрался. Есть некоторые нюансы по остальным деталям, по выходному мосфету в частности, но в целом все очень просто и правильно расчитанное и правильно спаянное работает сразу.

 

Кстати, насчет расчета номиналов под конкретные входные-выходные напряжения - оказалось, что все это не так важно, диодов можно ставить больше или меньше в широких пределах на один и тот же драйвер, все работает.

 

Пока испытывал сжег 3 штуки, теперь придется заказывать еще и думаю, может скооперироваться с кем-то? Ни у кого нет желания?

[vahegan 101]

Еще по поводу моего драйвера на LM3409HV. Оказалось, что минимальные обороты вентилятора держат радиатор с ледами холодным. Поэтому решил посмотреть, что будет если поднять ток диодов.

Сейчас у меня на максимуме выдает 800мА на канал - измерено.

...

Уменьшил измерительный резистор на белых - теперь драйвер может выдавать до 1.5А на белые.

Результаты измерения и расчет эффективности белых cree XP-G в таблице. Люмены измерял на расстоянии 75см от светильника. Горели 11 ледов. Абсолютные цифры люменов не важны, важно понять, как меняется сила света и эффективность диодов в зависимости от тока и выбрать оптимум. По моему, получилась очень полезная таблица.

Карен, наложил твою таблицу на такую же от Cree (пересчитал в Excel-е цифры под проценты, в том же стиле, как у Cree - т.е. 100% при 350ма - чтобы можно было непосредственно сравнивать графики). Красная - твоя кривая.

Обрати внимание, что до 700ма кривые в точности совпадают, а потом начинается расхождение - при том, не в твою пользу.

 

 

Предполагаю, что у тебя тепловое сопротивление между радиатором и диодом выше, чем ты предполагаешь, в результате у тебя кристалл теряет часть светового потока от перегрева.

 

По этой картинке из даташита даже можно попробовать оценить т-ру кристалла и даже тепловое сопротиление между подложкой и радиатором (зная из даташита тепловое сопротивление кристалл/подложка - кажется, 6 гр/W):

 

Изменено 4 Декабря 2010 пользователем vahegan (см. историю изменений)

[karen 247]

Ваге, спасибо огромное за график, сам хотел сделать, но на компе красиво я не умею, а от руки лень рисовать было.

По поводу измерения температуры. Документ по термальным делам, который Олег упоминал на сайте крее с ходу не нашел (инет жутко тормозит сегодня, прямую ссылку можешь дать?). Но в итоге таки измерил температуру как Олег сказал, в углу у линзы. Олег, ты эту точку имел в виду? Чтоб не ослепнуть просто предварительно закрепил датчик скотчем на выключеном диоде (как сразу не догадался?).

Результат такой.

 

Включаю холодный светильник на 1 ампер.

Через секунд 5 кристалл согрелся до 57градусов.

10 минут - 64градуса

20 минут - 69гр (очень медленно растет - связано с тем, что радиатор немного согревается)

 

Включаю уже теплый на 1.2A

10 минут - 79 град

 

Переключаю на 1 ампер

почти сразу падает до 73град

 

900мА

Падает до 69

 

700мА

падает до 61

 

Выключаю - за 5 секунд падает до 30.

[vahegan 101]

Ваге, спасибо огромное за график, сам хотел сделать, но на компе красиво я не умею, а от руки лень рисовать было.

По поводу измерения температуры. Документ по термальным делам, который Олег упоминал на сайте крее с ходу не нашел (инет жутко тормозит сегодня, прямую ссылку можешь дать?). Но в итоге таки измерил температуру как Олег сказал, в углу у линзы.

 

Карен, без проблем - самому очень интересно было сравнить.

Олег, думаю, этот документ имел в виду: XLamp_PCB_Thermal.pdf. Весьма интересный к ознакомлению, на мой взгляд.

 

Включаю холодный светильник на 1 ампер.

Через секунд 5 кристалл согрелся до 57градусов.

10 минут - 64градуса

20 минут - 69гр (очень медленно растет - связано с тем, что радиатор немного согревается)

 

Включаю уже теплый на 1.2A

10 минут - 79 град

 

Переключаю на 1 ампер

почти сразу падает до 73град

 

900мА

Падает до 69

 

700мА

падает до 61

 

Выключаю - за 5 секунд падает до 30.

Да, "на глаз" весьма правдоподобно получается. На досуге надо будет оценить эти цифры применительно к приведенным выше графикам. Думаю, должно получиться в соответствии с даташитом.

[karen 247]

Неожиданно позвонили с почты - пришли еще диоды от cutter electronics и линзы от satistronics.com.

 

Как крепить линзы на звезды с диодами пока не представляю. Проще всего приклеить. Но чем? У линз внизу пластиковая держалка, звезда диода металлическая, но сверху чем-то изолирующим покрыта (краска типа эмали что-ли?). Чем клеить?!

Это очень дешевые линзы ($14 за 50шт + $7.25 доставка), взял на пробу. На РЦ тестировали, у них получился неожиданно хороший результат. Проблема закрепить.

[bbasil 11]

 

О, тоже решил эту микруху использовать? Если да, то я очень рад.

 

 

Кстати, насчет расчета номиналов под конкретные входные-выходные напряжения - оказалось, что все это не так важно, диодов можно ставить больше или меньше в широких пределах на один и тот же драйвер, все работает.

 

Пока испытывал сжег 3 штуки, теперь придется заказывать еще и думаю, может скооперироваться с кем-то? Ни у кого нет желания?

 

Карен спасибо

 

Не на этой микрухе делать ничего не буду .

во первых у меня совсем другой принцип драйвера: у тебя понижающий, а у меня повышающий. Потом я очень не люблю специализированные микросхемы тем более 10 ног. - сильно много, "неасилю".

В общем строю из "гуана и палок" то есть на uc3843

[karen 247]

Не на этой микрухе делать ничего не буду .

Обломс.

 

Ну что, ни у кого больше нет желания скооперироваться с покупкой деталек для этого драйвера? Запаяю даже, если кто боится такую мелкоту паять, договоримся. ( Потом дороже будет ! :hmmm: ) Просто у меня проблемы с получением курьерских посылок, которыми подобную рассыпуху высылают обычно.

[Oleg_il 62]

Олег, ты эту точку имел в виду? Чтоб не ослепнуть просто предварительно закрепил датчик скотчем на выключеном диоде (как сразу не догадался?).

Конечно на этой точке. Мне в голову не пришло что ты попытаешься лепить при включенном диоде.

На работе когда нам нужны стабильные измерения в течении дня, термопара предварительно клеится к чемунибудь на плате рядом с нужным чипом. Эпоксидкой или термоклеем. Затем она изгибается, чтобы хорошо касаться поверхности. Универсального рецепта нет, но както так.

Видишь, что я и говорил. Совсем другие цифры. А теперь оставь это до стабилизации температуры, на несколько часов и получишь точные и однозначные цифры. Только так и меряется температура, после стабилизации и выравнивания перепадов на теплоемкость металла и тд, после нескольких часов работы.

А сейчас, на несколько минут - это только для оценки - сгорит/несгорит.

 

сверху чем-то изолирующим покрыта (краска типа эмали что-ли?). Чем клеить?!

Силиконом. Обычным, хоть аквариумным. Потом, после окончания экспериментов можно приклеить тоже силиконом, но другой марки. Сейчас много силиконовых клеев таких выпускается по разные нужнды. Все в тюбах. Клеят прочно и температуру держат.

Изменено 4 Декабря 2010 пользователем Oleg_il (см. историю изменений)

[karen 247]

Силиконом. Обычным, хоть аквариумным.

Думал про силикон, но он же кислотный (пока не затвердеет), а там контакты рядом, не разъест со временем?

[karen 247]

Кто нибудь знает сервисы, где можно малыми партиями (штук 20 например) заказать изготовление печатныx плат недорого?

[bbasil 11]

Кто нибудь знает сервисы, где можно малыми партиями (штук 20 например) заказать изготовление печатныx плат недорого?

 

Коллеги хобисты по паянию, пользуются вот этим www.resonit.ru не могу сказать сколько по деньгам и отправят-ли в регионы ...

 

(Я пленочный фоторезист пользую и .... доволен как удав, съевший кролега)

Изменено 5 Декабря 2010 пользователем bbasil (см. историю изменений)

[Oleg_il 62]

Обычный "уксусный" силикон со временем разьест контакты, у меня такое было. Но для экспериментов пойдет. А на долговременное крепление есть некислотные марки, акриловые (мастик-акрил, это у нас общее название). Вечером дома посмотрю, у меня есть какой-то подходящий, французский кажется. Судя по этикетке на русском он и у вас продается.

 

штук 20 например) заказать изготовление печатныx плат недорого?

поищи на евау, китайцы точно делают. Поиск по PCB manufacture\manufacturing или чтото вроде этого.

[karen 247]

Обычный "уксусный" силикон со временем разьест контакты, у меня такое было.

Ну елки палки, только что аквариумным приклеил, и тут это сообщение пришло!

[Oleg_il 62]

Не переживай - со временем - это долго, успеешь наиграться и отодрать. У меня термодатчики DS, залитые силиконом и с тонкими проводами стали накрываться через год эксплуатации.

[genius23 7]

Транзистор работает не в ключевом режиме, не открывается до насыщения. Поэтому и греется. Так и должно быть.

Мощность его легко просчитывается. Если на светодиодах напряжение 10,3в, на резисторе (назовем его полуомным) - 0,35в, то на КТ863 остается 1,35в (= 12 - 10,3 - 0,35). При таком напряжении и токе 0,7А мощность, выделяемая на нем будет почти 1ватт (= 1,35 х 0,7). Без радиатора будет очень горячим.

 

Чтобы изменить расширить диапазон регулирования, нужно уменьшить (подобрать) сопротивления резисторов R5 и R6.

 

Напряжение на светодиодах имеет смысл измерять только тогда, когда они включены на максимальную яркость. В стальных случаях сам измерительный прибор может показывать совсем не то, что есть на самом деле (напряжение то там импульсное, не постоянное). Чтобы гарантированно установить регулятор на максимальную яркость, нужно ненадолго замкнуть коллектор и эмиттер транзистора VT1 (не ошибитесь!) и тогда измерять. Максимальный (действующий) ток через светодиоды можно при этом узнать замерив напряжение на плуомном резисторе.

 

Удачи в наладке!

 

 

Спасибо!

 

поэкспериментирую, вот выкладываю осциллограмму что у меня сейчас выходит на светодиоды (при средней яркости).

(шаг оси Y - 2вольта (отсчет от самого низа))

Изменено 6 Декабря 2010 пользователем genius23 (см. историю изменений)

[karen 247]

Я так понял, что это форма суммарного напряжения, а не тока? Если так, то ток пульсирует гораздо сильнее.

 

Напряжение особо ни о чем не говорит, нам важно посмотреть форму тока. Для этого, как уже говорили, ставишь последовательно с диодами резистор 1 ватт 1 ом и смотришь осцилограмму напряжения на нем. Она будет соответствовать форме тока. Заодно и величина тока будет видна.

 

Еще важная вещь - если ты используешь одноамперные диоды, и допустим подашь на них средний ток 0.9 ампер, а ток у тебя сильно пульсирует (судя осциллограмме это так), то пики тока будут выше одного ампера и диодам вскоре наступит хана. Поэтому важно посмотреть осциллографом не выходит ли максимум тока за пределы для данных диодов. На одноомном резисторе 1 вольт соответствует 1 амперу. Измерь и расскажи что получилось.

[genius23 7]

Я так понял, что это форма суммарного напряжения, а не тока? Если так, то ток пульсирует гораздо сильнее.

 

Напряжение особо ни о чем не говорит, нам важно посмотреть форму тока. Для этого, как уже говорили, ставишь последовательно с диодами резистор 1 ватт 1 ом и смотришь осцилограмму напряжения на нем. Она будет соответствовать форме тока. Заодно и величина тока будет видна.

 

Еще важная вещь - если ты используешь одноамперные диоды, и допустим подашь на них средний ток 0.9 ампер, а ток у тебя сильно пульсирует (судя осциллограмме это так), то пики тока будут выше одного ампера и диодам вскоре наступит хана. Поэтому важно посмотреть осциллографом не выходит ли максимум тока за пределы для данных диодов. На одноомном резисторе 1 вольт соответствует 1 амперу. Измерь и расскажи что получилось.

 

Да, постом выше это было напряжение на цепочке ледов.

 

подключил последовательно к цепочке из трех LEDов резистор 1ом 5ватт,

подсоединил щупы осцилографа к данному резистору.

Получилось, что если считать, что 1в=1а то пик приходится на 860mA (по описанию ледов они расчитаны на Forward Current : 700mA) т.е. получается - перебор - надо сбивать...

 

Данные подтверждаются обычным тестером в режиме амперметра (он показывает 0,83А в маскимуме).

 

Кстати при близких к максимальным и минимальным значениям переменного резистора (регулятора яркости/скважности) график осциллографа превращается в прямую либо верхнего, либо нижнего предела пульсаций.

 

шкала Y- 0,5В(0,5A) отсчет от середины

Изменено 7 Декабря 2010 пользователем genius23 (см. историю изменений)

[vahegan 101]

Кстати при близких к максимальным и минимальным значениям переменного резистора (регулятора яркости/скважности) график осциллографа превращается в прямую либо верхнего, либо нижнего предела пульсаций.

Так это не пульсации, это шим - в этой схеме нету сглаживающих элементов, соответственно, через диоды либо течет максимальный ток, либо вообще не течет тока. Человеческий глаз штука инерционная, он этих мельканий не видит, и при изменнии скважности кажется, что регулируется яркость.

 

Попробуйте поставить параллельно диодам конденсатор где-то 1000 или 2000мкф, пульсации должны сгладиться и ток станет более стабильным, соответственно регулироваться будет уровень, а не скважность.

[genius23 7]

Пульсации/ШИМ не смущают, главное чтобы качественно и надежно работало.

Метод ШИМ регулирования яркости очень понравился.

 

А как сделать чтобы последний транзистор работал в ключевом режиме ?

или как другим способом уменьшить его тепловыделение и соответственно КПД схемы, т.е. чтобы не тратить энергию "в пустую" на нагрев радиатора транзистора ?

Изменено 7 Декабря 2010 пользователем genius23 (см. историю изменений)

[vahegan 101]

Пульсации/ШИМ не смущают, главное чтобы качественно и надежно работало.

Метод ШИМ регулирования яркости очень понравился

Вас то может не смущать, человеческий глаз все интегрирует. Главное, чтобы это постоянное мельтешение на частоте 600Гц не смущало рыб и кораллы...

Изменено 7 Декабря 2010 пользователем vahegan (см. историю изменений)

[genius23 7]

Вас то может не смущать, человеческий глаз все интегрирует. Главное, чтобы это постоянное мельтешение на частоте 600Гц не смущало рыб и кораллы...

...

Попробуйте поставить параллельно диодам конденсатор где-то 1000 или 2000мкф, пульсации должны сгладиться и ток станет более стабильным, соответственно регулироваться будет уровень, а не скважность.

 

ага понял, это так можно визуализировать:

 

 

 

 

Кстати тут очень хорошо описан принцип действия ШИМ и там есть

(все примеры на программируемом микроконтроллере) Изменено 7 Декабря 2010 пользователем genius23 (см. историю изменений)

[karen 247]

Так это не пульсации, это шим - в этой схеме нету сглаживающих элементов,

Я это и имел в виду, не так выразился.

[karen 247]

Пульсации/ШИМ не смущают, главное чтобы качественно и надежно работало.

А меня, несмотря на всеобщее мнение, продолжает смущать.

 

А как сделать чтобы последний транзистор работал в ключевом режиме ? или как другим способом уменьшить его тепловыделение и соответственно КПД схемы, т.е. чтобы не тратить энергию "в пустую" на нагрев радиатора транзистора ?

Мою схему собрать :gygy: :gygy: :gygy: . КПД 97-99% :vo:

А если серьезно - подбирать напряжение блока питания как можно ближе к тому, что хотите получить на выходе, которое в свою очередь зависит от количества и типа ледов и силы тока на них.

 

По поводу превышения силы тока - выше уже говорили, что даже однократное кратковременное превышение может привести к деградации ледов.

[TeHoTaMy 0]

А как сделать чтобы последний транзистор работал в ключевом режиме ?

или как другим способом уменьшить его тепловыделение и соответственно КПД схемы, т.е. чтобы не тратить энергию "в пустую" на нагрев радиатора транзистора ?

Транзистор в этой схеме выполняет две функции - стабилизирует ток и регулирует яркость (ШИМом). Если перевести его в ключевой режим, то стабильности тока не будет.

Повысить КПД можно увеличением количества светодиодов в цепи (до 6 - 7) и повышением напряжения питания до 24в. Еще лучше отрегулировать напряжение питания так, чтобы на открытом транзисторе было не более 0,7...1в при любой температуре светодиодов.

 

P.S. Посмотрите осциллографом сигнал на R12 (ШИМ 0,35в). Увидите величину и форму тока через светодиоды.

Еще интересно бы увидеть осциллограмму на коллекторе VT3.

Изменено 8 Декабря 2010 пользователем TeHoTaMy (см. историю изменений)