zasilanie 30 bialych LED

[...]

Zdecydowanie należy dążyć do wyższego napięcia na wyjściu - mniejsze straty na prostowniku i - co bardzo ważne - na kontroli prądu przewodzenia diod. Zazwyczaj scalone przetwornice porównują z napięciem odniesienia ok. 1.25V i z takim dodatkowym spadkiem napięcia należy się liczyć. W przypadku układu po 2 diody ten spadek napięcia dawałby aż 17% _dodatkowych_ strat. W przypadku 10 diod - tylko 4% strat.

Zdecydowanie nalezy stabilizować prąd a nie napięcie.

[...]

Sam też już tak wykombinowałem, ale chciałem się upewnić.

No tak, ale jakieś typy konkretnych scalaków, schematy, czego w ogóle szukać? Czy jeśli napięcie do sprzężenia zwrotnego przetwornicy (np. LM2733) wezmę z opornika, włączonego szeregowo z diodami, to będzie właściwa metoda stabilizacji prądu?

Paweł

[...]

Myślę, że w tym zastosowaniu spokojnie wystarczy MC34063

Tak. Tylko musisz pamiętać o tym, że napięcie zasilające diody musi być wyprostowane i wygładzone - diody mają niską rezystancję dynamiczną i każde zakłócenie z wyjścia przetwornicy będzie wpadać na wejście sprzężenia. Jeśli nie chcesz się z tym babrać sam - zgłoś się na priva.

Trochę poszperałem, znalazłem układ MC34063, i pytanie jak wyżej, czy uzyskam stabilizacje prądu, jeśli na schemacie nr 8:

wstawię LED-y (np. 3 równoległe łańcuchy po 10 sztuk) zamiast rezystora R2? R1 miałby około 21 omów, czy przez diody będzie wtedy płynął prąd 60mA? Czy przetwornica wystartuje w takim układzie?

Paweł

Dzięki, właśnie przed chwilą o tym napisałem :)

Nie wystarczy ten kondensator 330u na wyjściu? A ten "optional filter" ze schematu przyda się tutaj? Z wygładzaniem jest taki kłopot, że kondensatory na duże napięcia są duże. Może warto poszukać układu, który działa z większą częstotliwością?

Paweł

Ja zasadniczo jeżdżę z 20-watowym halogenem i to jest dopiero jakiś tam komfort jazdy, chociaż więcej tez nie zaszkodzi. Na dłuższe nocne wycieczki (np. maraton 24-godzinny, na którym byłem ostatnio), mam 5-watowy halogen na kierownicy i czołówkę na 12 LED-ach. To jest za słabe oświetlenie, zwłaszcza do jazdy po nieznanym lesie. Prądu w akumulatorze, który akurat mam, wystarczy mi spokojnie do zasilania 30 led-ów przez całą noc i chcę to wykorzystać. Niektórzy jechali właśnie z takimi bździdełkami na 5 diodach i strasznie było mi szkoda tych chłopaków :) A niektórym 5-diodowe lampeczki pogasły raptem po 3-4 godzinach jazdy, i potem przez pół nocy ciągnęło się za mną trzech takich "sępów" :)

Na Allegro kupię po 1,40zł.

Paweł

[...]

Za jakie grzechy muszę ściągać kolejną wersję tego dokumentu? :-(

Każdy łańcuch musi mieć własny rezystor szeregowy...

...w takim wypadku 3 rezystory 62 omy (a może jednak trochę wyższy prąd - 25 mA jest bezpieczne dla LEDów) i tylko z jednego będzie pobierane sprzężenie zwrotne.

Co do samej zasady - rozumujesz poprawnie. Diabeł jak zwykle tkwi w szczegółach - jak zwykle. Dlatego proponuję jednak na priva.

Cóż... Trochę mamy różne podejście do pojęcia 'duże napięcia' i 'duże kondensatory'... 560uF/35V 16 mm średnicy, 15 mm wysokości. Przy porządnym filtrze potrzeba dwóch sztuk. Dławik - jeśli ma mieć wysoką sprawność - zdecydowanie najlepiej nawijać na rdzeniu E. Najmniejszy, łatwodostępny rdzeń E, to E16, czyli znowu 16x16x15 mm. Na wejściu kolejny kondensator, scalak, dioda, parę elementów pasywny, zabezpieczenie przed zniszczeniem scalaka przy braku obciążenia oraz nadmiernym rozładowaniem akumulatorów - ciężko będzie zejść z całością poniżej 50x35x18 mm...

I uciekać przed URPiT ścigającym za zakłócenia? ;-) A tak poważniej - problem z przetwornicami tej mocy polega na tym, że rozmiary elementów biernych są nieproporcjonalnie duże jeśli chce się uzyskać sensowną sprawność. Na upartego można zrezygnować z aptekarskiej dokładności sterowania prądem diod i uprościć znacznie filtr (jeden kondensator o mniejszej pojemności) i przejść na pomiar prądu średniego. W przypadku LEDów nie będzie to stanowić problemu.

Strata na prostowniku dla 10 diod LED połączonych szeregowo to 1%. Przetwornice z prostownikiem synchronicznym są zalecane przy niskich napięciach zasilania i wyjściowym - tutaj nie ma potrzeby aż tak kombinować. FATa ewentualnie możnaby zastosować jako klucz - dałoby to większe oszczędności energii.

Chciałbym to zmieścić w obudowie wielkości nie większej niż pudełko zapałek. I do tego, żeby wyłącznik był za przetwornicą (lampka z diodami i wyłącznikiem na głowie, bateria z przetwornicą w torbie na pasku). Widzę same problemy :) Jak się robi zabezpieczenie przed brakiem obciążenia?

Czy gotowe dławiki są z zasady gorsze niż nawijane? Wolałbym zapłacić 5zł, niż robić samemu.

Zakłócenia na razie pomijamy, w domu nie będę tego używał. A gdyby cos takiego zrobić na mikrokontrolerze? Np. taki tiny15 ma PWM, z którego można zrobić przetwornicę, jest 4 kanałowy przetwornik A/C, czyli załatwię sprzężenie zwrotne przetwornicy i kontrolę napięcia baterii, włączanie/wyłączanie i sterowanie jasnością jednym przyciskiem (mam już napisane różne procedurki na "klikanie" pojedyncze, podwójne, potrójne, długie, krótkie, itp.) i chyba wyjdzie tyle samo elementów, plus tranzystor kluczujący. Czy ktoś próbował robić przetwornicę na Atmelu?

Paweł

Tak pi razy oko wychodzi...

Ja też - nie wchodzi w grę słabe filtrowanie - przewód pomiędzy lampką a zasilaczem podziała jak antena...

Na wiele sposobów. Tutaj wchodzi w grę już trochę mniej - utrudniłeś życie rozdzielajac urządzenia...

Gotowe dławiki do przetwornic są zazwyczaj nawijane na rdzeniach otwartych. Mają mnóstwo zwojów cienkiego drutu i sporą rezystancję szeregową (źródło strat). Dodatkowym źródłem strat jest indukcja rozproszenia oraz oscylacje pasożytnicze. Dla przykładu - dla Twojej przetwornicy i dyskutowanego układu dla częstotliwości rzędu 20 kHz potrzebujesz dławika o indukcyjności 3 mH i prądzie maksymalnym 0.33A. Podnosząc częstotliwość zmniejszysz indukcyjność dławika ale będa rosły straty na przełączaniu...

Nie uzyskasz dobrej sprawności i w razie zawieszenia mikrokontrolera możesz się zbudzić z ręką w nocniku.

[...]

Przy 30 zaplaci 30zl, albo i 20 :-)

Niektorym moze chodzic zeby jeszcze cos widziec, np w ciemnym lesie :-)

I tu dochodzimy do meritum - czy "zwykle" diody beda mialy sprawnosc lepsza od zarowki ? Bo jesli nie beda mialy .. to lepiej zarowke 4V

0.5A. Niektorzy narzekaja na widmo bialych led - ponoc niespecjalnie sprawdzaja sie w terenie, szczegolnie gdy swiecimy po zielonej trawie, a swiatlo ma skladowa zolta i niebieska. Byc moze warto przetrenowac czy nie lepiej swieca cztery diody R+G+Y+B niz 4 diody biale.

Dla ambitnych oczywiscie luxeon. Jeden. Nie kosztuje duzo wiecej niz 30 bialych led :-) [P.S. Jakby ktos chcial jakis maly hurt zorganizowac, to mam chrapke na jeden czy dwa]

Wracajac do problemu - polaczenia rownoleglego LED wiadomo - nie zaleca sie. Oporniki wyrownawcze przynosza straty, czego oczywiscie nie lubimy :-) Z drugiej strony - szeregowe polaczenie wszystkich to chyba za duze napiecie, i problemy z niezawodnoscia. Pozostaje szeregowo rownolegle.

Osobiscie .. skoro mamy ~9-12V zasilania, to chyba bym polaczyl diody po dwie szeregowo, dorzucil niewielki oporniczek wyrownawczy, moze nawet dlawik, polaczyl takich zespolow 15 rownolegle [dlawik moglby byc jeden z odczepem na dwa zespoly, pilnowalby symetrii pradu] i dorobil step-down, byc moze nawet z prostownikiem synchronicznym na mosfecie. Straty beda, ale nie takie duze. A na wypadek awarii przetwornicy mozna pod przelacznik podlaczyc opornik do niezawodnej pracy :-)

J.

A tak podsumowując i biorąc pod uwagę wszystkie kłopoty związane z budową sprawnej przetwornicy, to czy to w ogóle ma sens, jeśli na liniowym źródle prądowym przy 30 diodach połączonych po 3 szeregowo (napięcie na diodach około 9,7 miałbym straty około 20% przy napięciu baterii 12V, a potem coraz mniejsze? Tyle, że lampka przygaśnie już przy 10V. Może lepiej pokombinować ze źródłem prądowym o małym spadku, żeby "wyciągnąć" trochę więcej energii z baterii? Bo przetwornicy o sprawności powyżej 80% pewnie i tak nie zrobię.

Paweł

Diody będą bardziej niezawodne, dają się "ściemniać" bez straty wydajności, mają od razu odpowiendio skupione światło, no i są ostatnio bardziej "trendy" :)

Światło diodowe zupełnie nie pasuje mi jako "główne" do oświetlania drogi, ale jako dodatkowe jest bardzo dobre. Daje taką ogólną poświatę, jakby było trochę widno. Jak jedziesz tylko z lampą na kierownicy, to widać drogę, ale po bokach jest kompletnie czarno, nie widać nic, np. zakrętów, a taka lampka na głowie oświetla trochę otoczenie, tam gdzie akurat patrzysz.

Gdzie i za ile i jaki ten Luxeon? Ale problem z zasilaniem jest ten sam, tylko większa strata jak się spali :)

Paweł

Przy tych napięciach jakie omawiano - zrobisz. Szczególnie, jeśli dodasz MOSFETa jako klucz na wyjściu. Ale nawet bez MOSFETa sprawność szacuję na poziomie ponad 85% w pełnym zakresie napięć wejściowych.

[...]

Na Allegro 1W Luxeony bywały po 45 PLN...

Nawet trochę większy - trzebaby szukać kostki ze stabilizacją prądu na mniejszym spadku napięcia niż 1.25V. Ale za to byłoby step-down.

Ale trzeba się o to postarać.