Пошел второй год, как я начал мастерить, что-либо из светодиодов. Сегодня я хочу рассказать свой путь освоения стабилизаторов тока для питания светодиодов. Здесь не будет ничего разжевываться, только обмен опытом и мои мысли по данной теме. Многое из того, что я здесь опишу, применялось для Первое, что было освоено, это, разумеется, линейный стабилизатор тока на всеми любимой и широко распространенной микрухе LM-317. Как и многие микрухи, она доступна в огромном количестве разнообразных корпусов. Кроме основного её корпуса TO-220, во многих случаях удобнее применять более компактные корпуса – SOT-223 и SOIC-8, что я и делаю. «На скорую руку», использовался как временный вариант питания плафона багажника. LM317 в корпусе SOT-223 и пара SMD резисторов для набора нужного сопротивления и мощности. Ток около 330мА. Плата из фольгированного алюминия одновременно играет роль радиатора. Драйвер просто валялся под обшивкой потолка, для изоляции залил его лаком для ногтей. Что нравится в LM-317. Экстремально дешево и просто. Что не нравится – большое падение напряжения «вход-выход», особенно с учетом потери 1,25В на токовом резисторе. В результате, в бортовой сети авто для питания цепочек из трех белых СИД, при заглушенном двигателе светильник даже может не выйти на рабочий ток. И его уж точно будет колбасить во время заводки двигателя. Посему вопрос, может ли кто подсказать линейные стабилизаторы с малым падением напряжения и/или опорным напряжением менее 1,25В? Есть хорошие специализированные микрухи от мною любимых ON semiconductor, например NSI45020A. Это микруха с двумя выводами в корпусе SOD-123 (по сути, это размер SMD3528), она не требует никакого обвеса, дает стабильный ток 20мА и может держать на себе до 45В. При этом минимальное падение напряжения на ней 1,8В, что уже приятнее, чем у LM317. Повышающий Драйвер На 555 Со Стабилизацией По Току. Особенности схемотехники драйверов сверхярких светодиодов - Источники питания. Игорь Безверхний (Украина, г. Киев)Мы неоднократно обращались к теме микросхем для устройств (драйверов) питания светодиодов. В настоящей статье. Повышающий драйвер на 555 со стабилизацией по току. Waz89480 7:46am, 4 November 2017. Повышающий драйвер на 555 со стабилизацией по току ——————————————————— >>> Получить файл ———————————————— Проверено Админом! Генератор синусоидального сигнала с низким уровнем гармоник на мосте Вина. Недавно перелопачивал интернеты на тему драйвера на MC34063 - никто такое решение не предлагает. Тут или ток стабилизировать, или напряжение. Во втором случае нужно. Я так понял,что принципиальной разницы между понижающими и повышающими преобразователями нет. В этой линейке есть аналогичные микрухи на 25 и 30мА. Разумеется, их можно параллелить, набирая нужный ток. Они совершенны, но их, к сожалению, трудно достать, особенно по разумной цене (менее 6-7р). На ибее их нет, у крупных продавцов компонентов при маленькой партии ценник на них не гуманный. Импульсные стабилизаторы. Первая микруха для построения DC-DC конверторов, которую я узнал, это LM2576. Типичная, явно устаревшая микруха, для построения Buck (понижающих или Step-down) или Boost (повышающих или Step-Up) конвертеров. Массивный TO корпус с 5 выводами. Имеет встроенный ключ на 3А, но и греется при этом не скромно. КПД у неё низкий, частота преобразования тоже. Опорное напряжение 1,25В вынуждает снижать номинал токового резистора и ставить доп. ОУ для усиления сигнала обратной связи. Ну или придется мириться с потерей 1,25В на токовом резисторе. Со второго раза у меня получилось собрать достаточно не плохо работающий преобразователь. Тогда мне он даже показался супер компактным. Настроен он был на 1А. Все тоже самое, только монтаж объемный и все к чертям залито эпоксидкой. Настроен на 1А выходного тока. Валяется без дела. Потом потихоньку начал врубаться, что LM2576 не уникальна и есть еще много микрух для построения DC-DC. Делая свет в багажник, решил попробовать собрать Boost преобразователь. Не помню, где я её нарыл, но в то время узнал я про такую MC34063. Вроде она даже популярна, более того, есть хороший, который по исходным данным автоматически генерирует схему с нужными номиналами элементов. Она была чуть компактнее (копус DIP-8), вроде частота преобразования повыше, не помню уже, ток до 1,5А, вроде. На этом её плюсы заканчивались. Все те же 1,25В «опорного», также нужен операционник. Хотя для повышающего преобразователя можно было его и не ставить, но я поставил. Собрал все на макете, вроде работает. Собрал на чистовую с ошибками. Пока их устранял, то ли микруха сдохла, то ли еще что, но мой boost не заработал. Мне тогда сказал, что они какие-то непредсказуемые и посоветовал NCP3066. Почитав даташит, понял, что это она! ))) Это типичная микросхема, для построения как повышающих, так и понижающих DC-DC конвертеров. • Миниатюрный корпус SOIC-8; • Микруха позиционируется как заточенная именно под питание светодиодов, отсюда низкое опорное напряжение 0,235В. ОУ больше не нужен; • Имеется управляющий вход, который позволяет управлять включением микросхемы и может использоваться для ШИМ регулировки яркости; • Частота преобразования (до 250кГц) выставляется внешним конденсатором; В остальном, эффективный встроенный ключ до 1,5А, да и наверное все. Да, есть две версии микрухи: MCP-3066 и MCV-3066. Последняя отличается расширенными до -40 градусов диапазоном рабочих температур. Обычная MCP на бумаге работает только от 0 градусов. По факту, в -7, вроде как работает, ниже пока не пробовал. Калькулятора я на неё в таком виде, как у MC34063 не нашел. Я нашел кое-что более впечатляющее. После регистрации, доступным становится онлайн разработка. Выглядит это так. Тебе дается список микросхем AC-DC и DC-DC конвертеров с кратким описанием характеристик. Рядом с каждой микрухой есть ссылка на даташит и магическая кнопочка «design it». Если на неё нажать, система предлагает ввести исходные данные: диапазон входных напряжений, напряжение светодиода, количество светодиодов в цепочке, выходной ток, ток, при котором срабатывает защита и непонятный для меня параметр LED Impedance. Ну я понимаю, что это сопротивление светодиода, но что за сопротивление? Какое оно должно быть и влияет ли этот параметр на разработку. По умолчанию стоит 1,27Ом. В большинстве случаев, система не ругается на это значение, но в некоторых случаях при попытке разработки, выкидывает ошибку, что, мол, сопротивление диода должно быть равно напряжению, деленному на ток. Примерно, высчитываешь сопротивление, подставляешь, все работает. Система автоматически определяет, какой получается преобразователь – понижающий или повышающий. Также она следит за тем, чтобы не были превышены максимальные параметры, например напряжение. При этом по току ошибок не выскакивает никогда: если ток превышен, она просто добавляет в схему внешний ключ и все. После генерации, система выдает готовую схему со всеми номиналами. Если есть желание, её тут же можно прогнать в виртуальном симуляторе, который сгенерирует осциллограммы основных напряжений. Также генерируется перечень необходимых компонентов, во многих случаях вплоть до конкретных моделей диодов, дросселей и т.д. Все это одним кликом сохраняется в PDF. Собственно, на данном этапе я так и проектирую свои драйверы. Есть и неприятные моменты. Например, иногда она генерирует схему явно с ошибками, оставляя висеть в воздухе некоторые вывода микросхемы. Также не вызывает доверия расчет номинала дросселя. Бывает чуть чуть меняешь параметры, например, Uвх c 9,614,4В (это по умолчанию) на 1114В, или ток чуть снизишь и индуктивность дросселя меняется сразу на два номинала, например, со 100мкГн падает сразу до 47, минуя 68мкГн. Как-то подозрительно. Еще жаль, что нельзя выбрать частоту преобразования. Система выбирает её как-то по-своему. Причем, под степ ап всегда задирает под максимум, а для понижающего конвертора, почему-то, выбирает поменьше. Пользуясь вышеописанными благами цивилизации, было изготовлено несколько степ даунов (штурманский свет) и один степ ап (освещение багажника). Типичный Buck конвертер с небольшими особенностями. На схеме управляющий вывод микросхемы висит в воздухе, предполагая внешнее управление. Мне это не нужно, поэтому в соответствие с даташитом, вешаем эту ногу на входной «+» через 10к резистор. Также на схеме мне непонятно назначение R3, R5 и С6 Могу только предположить, что R3 зачем-то подтягивает частотозадающую ногу ко входному напряжению, а R5 и С6 образуют какой-то фильтр на входе обратной связи. Первая реализация данной схемы выглядела так. Получилось очень компактно. Еще есть куда стремиться, но надо ли? Вот про повышающий мне хотелось бы рассказать подробнее. Волновался, так скажем, ведь на MC34063 он не захотел у меня работать. Здесь я паял сразу на чистовую. 13В на вход, включаю, светодиоды еле светятся, пичаль (( Прибавляю напряжения, начинают светиться раньше. Проверяю схему: управляющий вход висит в воздухе, как и на схеме. Забыл 10к напаять. Почему на выключенном преобразователе светятся светодиоды, думаю, из схемы понятно. Напаял резистор, включил, работает! Меняю входное напряжение, свечение равномерное, входной ток меняется вместе с изменением напряжение, как и должно быть. Нагрева нет, по первый признакам все нормально. Уже доволен как ребенок. Решил КПД замерить и первые замеры повергают в шок. 96% (!) Начинаю биться в экстазе. Понимаю, что мультиметр вполне может некорректно измерять входной ток, но все же, судя по нагреву (вернее его отсутствию) КПД действительно высок. Как мерил: питание – самодельный БП со ступенчатой рег. Напряжения один мультиметр, измеряю входной ток в режиме амперметра, измеряю входное напряжение, потом напряжение на светодиодах и на токовом резисторе. Меняю напряжение и все повторяю. Результаты в таблице. Меня, лично, результаты очень впечатлили! Не помню, как меняется КПД при дальнейшем повышении напряжения. Я пробовал, но результаты не записывал. Ток остается стабильным, пока входное напряжение не сравняется с напряжением на светодиодах, дальше схема перестает работать и ток начинает расти. При снижении входного напряжения, входной ток растет, КПД падает, микросхема начинает заметно греться, но все работает стабильно и без вопросов. Ниже 7В входной ток переваливает за 1,5А и микросхема уходит в защиту. Доволен как удав. Однозначно влюбился в повышающие преобразователи. На своем опыте убедился, что, как правило, КПД у них выше, чем у понижающих. Напомню, что данный драйвер пошел на освещение багажника. Сильное впечатление производит полное отсутствие, какой бы то ни было реакции светильника во время заводки машины. В данный момент подробнее изучаю обвес. Подбираю и собираюсь закупить на ибее диоды шоттки. Пришли с ибея 0,1мкФ конденсаторы типоразмера 0603. Вполне можно с ними работать, думаю перейти на такие же резисторы. Подбираю дроссели. В идеале, конечно, надо иметь измеритель индуктивности и мотать их самому. И дешевле и номинал можно любой и сделать и по мощности все в твоих руках – сердечники в магазине любые есть. Также еще не пробовал собирать схемы с внешним ключом. Просто пока необходимости не возникало. Интересная тенденция Очередь в магазе радиодеталей кто нить обозревал?! Там есть все стас пьеха и дюша А теперь отрадный факт! Есть еще люди которые интересуются проектируют моделируют-творят Да процент небольшой но он стабилен Так что не все потеряно для нации А как приятно пообщаться и поделиться опытом и знаниями с одно. Вообщем со сподвижником и единомышленником Так вот давайте процент стабильности повышать в передачи своих знаний и опыта Мне препод по радиотехнике говорил ' всему тому что я говорю вы не запомните-это факт, так учитесь правильно оперировать информацией в нужный момент'-золотые слова и самое интересное средний возраст гуру которые по электронике на ты порядка за 35-45 а где моложеж? И кому опыт передавать? Импульсные преобразователи это интересно. Очень радуюсь, когда люди сами пытаются себя вырастить и учатся, шаг за шагом. Расскажу смежную историю: понадобился мне для одной из зарядок SEPIC — тот случай когда нужен и buck и boost одновременно. В первичке грубо говоря безбрежное море энергии — электросеть с адаптером на 12В, но кпд 68% меня огорчил. Что я с ним только не делал — и дроссели рассчитывал и снабберы, резкого улучшения так и не наступило. Даже обе катушки намотал в одном кольце — пофиг, греется. Будем учиться дальше.
0 Comments
Leave a Reply. |
AuthorWrite something about yourself. No need to be fancy, just an overview. Archives
February 2018
Categories |