Я публиковал несколько обзоров светодиодов, пришло время написать чем их можно кормить.
В обзоре учавствуют три позиции деталей (ссылки и цены присутствуют), но все они нужны для одной цели, сделать драйвер для светодиода.
Сразу извиняюсь за заглавное фото, оно упорно пытается масштабироваться по своему, исправить я не смог, более правильное на странице продавца.
Все знают, что светодиоды питаются током, желательно стабилизированным, что бы не менялась яркость при изменении напряжения. Для этой цели служит драйвер, по сути стабилизатор тока.
Ограничивать ток можно простыми микросхемами типа LM317 и специально предназначенными для этого стабилизаторами тока (на муське есть обзор одной такой детали), но они выделяют обычно достаточно много тепла, так как имеют низкий КПД. А ведь преимущество светодиодов как раз в высоком КПД.
Более интересными являются импульсные стабилизаторы тока, они посложнее, но имеют гораздо больший КПД, особенно если напряжение питания сильно отличается от напряжения на светодиоде.
Да, многие скажут что такой драйвер проще купить в Китае и не заморачиваться, соглашусь.
Но ведь всегда приятнее сделать что то своими руками. Собственно я так и решил, заказывая компоненты для драйвера.
Возможно я изобретаю велосипед. Но в обзоре учавствуют компоненты, которые пригодятся для многих других задач, и возможно многим будет полезна информация о том, что на продают и что мы получаем на самом деле.
Начну собственно с микросхемы. Это довольно хорошо известная любителям светодиодов PT4115. описание —
www.micro-bridge.com/data/CRpowtech/PT4115E.pdf
Микросхема имеет вывод для управления яркостью. Вход, насколько я понял, может управляться и ШИМом или изменением напряжения. Вход довольно высокоомный, так как при прикосновении к этому выводу светодиод начинал мерцать с частотой 100Гц.
Стоимость лота из 10 штук — 2 доллара.
После заказа микросхемы продавец отписался что посылка будет без трека и спросил, устроит ли это меня, я решил что 2 доллара не те деньги что бы сильно беспокоиться и дал добро.
Через некоторое время в почтовом ящике я обнаружил конверт.
Внутри был пакетик с необходимыми мне микросхемами.
Проверил одну микросхему, подключив ее навесным монтажом, отписал продавцу что все в порядке, подтвердил получение и стал ждать остальные детали.
После этого пришли дроссели.
aliexpress.com/item/NEW-12-12-7-68UH-standard-word-680-shielded-inductor-SMD-Power-Inductors-20pieces/1496762525.html
Стоимость лота из 20 штук 7.36 доллара.
Их уже принесли мне на дом (впрочем как и следующий заказ).
Они были упакованы в картонную коробочку, хотя мне такая мера кажется излишней.
К слову у нас такие дроссели стоят значительно дороже, да и покупал я их не только для этого.
Собственно дроссели, Индуктивность 68 мкГн, ток 1.6 или 1.8 Ампера (у продавца не указано, потому ориентировочно), размеры 12х12х7мм.
Замер индуктивности показал отклонение в пределах погрешности.
Аналогично первому случаю подтвердил заказ, оставил хороший отзыв.
Ну и в конце пришли диоды Шоттки. Так как вещь в хозяйстве нужная, то заказал я их сотню.
Хотел больше, но не стал рисковать.
aliexpress.com/item/Free-Shipping-100pcs-IN5822-SS34-DO-214AC-1N5822-SMD-Schottky-Barrier-Diodes/882503650.html
Цена лота из 100 штук 5.26 доллара. У нас они тоже стоят дороже.
Диоды промаркированы как SS34, на самом деле они меньше, по габаритам и характеристикам полностью соответствуют диодам SS24.
www.onsemi.ru.com/pub_link/Collateral/SS24-D.PDF
Сделал замер падения напряжения на диоде при токе в 1 Ампер и меня он устроил.
На этом часть закупок на Алиэкспресс закончилась.
В принципе на этом можно было и обзор закончить, но купить детали и не опробовать их в деле было бы неправильно. Потому естественно было решено довести дело до какого то логического конца.
Когда был у нас на рынке, попутно купил smd резисторы 1206 сопротивлением 1 Ом для датчика тока.
Думал сначала купить сразу низкоомные резсторы как в даташите на микросхему, но они выходят значительно дороже и если захочется настроить на разные токи, то надо покупать несколько номиналов, в общем неудобно, а резисторы 1 Ом я и так иногда использую.
в итоге получилось, что 1 такой резистор примерно соответствует току 0.1 Ампера, два параллельно 0.2 Ампера и т.д. smd резисторы и конденсаторы удобно паяются друг на друга потому можно легко подбирать необходимый ток.
Конденсаторы на входной фильтр питания и обрезки текстолита у меня были, а больше ничего не требуется.
Ну в общем стал я изобретать свой
велосипед драйвер. накидал побыстрому платку в Спринте, схема из даташита, потому придумывать ничего не пришлось.
подобрал кусочек текстолита что бы сделать сразу 5 плат (планирую переделать 5 галогеновых светильников на светодиоды).
Немного фоток процесса и схема
Печатная плата в
Спринте 6
Перенёс на текстолит.
Вытравил, просверлил отверстия, порезал на отдельные платки, пролудил дорожки и промыл от остатков флюса.
Собрал все необходимые компонеты
На выходе получилась такая платка, она больше по размерам чем продающиеся у китайцев, но имеет более мощный дроссель и два параллельных диода, соответственно меньшие потери и большую надежность, а габариты мне были совершенно некритичны.
После этого естественно захотелось проверить (куда же без этого).
Проверял с этими светодиодами —
mySKU.me/blog/aliexpress/24091.html
Попутно выяснилось, что микросхема ток стабилизирует нормально, но все равно при полуторакратном повышении напряжения на входе, ток на выходе хоть несильно, но меняется.
Но я немного грешу на то, что может быть большая погрешность из-за пульсирующего тока (выходной ток измерял последовательно со светодиодом).
Можно было конечно померять ток при помощи резистора и осциллографа, но я счел это излишним, так как хорошо было заметно переход с линейного режима до ограничения тока, и последующий переход в режим стабилизации в режиме с ШИМ стабилизацией.
Номинал шунта был 1/6=0,166 Ома.
При таких параметрах на входе, на выходе был ток 0.7 Ампера.
При таких ток на выходе был 0.65 Ампера
Перед пороговым напряжением перехода в режим ШИМ стабилизации я получил максимальный ток —
При плавном повышении напряжения питания, входной ток сначала плавно рос, после перехода в режим стабилизации и дальнейшем повышении начинал плавно падать, что говорит о работе ШИМ стабилизации.
Кстати, при очень плавном повышении напряжения питания заметен переход, яркость светодиода сначала плавно увеличивается, после перехода скачкообразно снижается процентов на 10, после этого (при дальнейшем повышении входного напряжения) больше не меняется.
Видимо так микросхема отрабатывает включение ШИМ стабилизации.
Нагрев при токе 600мА практически не чувствуется, бесконтактно мерять нечем, а контактное измерение внесет большую погрешность.
Пробовал давать на выход 1 Ампер, нагрев конечно увеличивался, но несильно. да и нагрев был только у микросхемы. В общем остался доволен.
Спросите почему не купил готовое на том же Али?
-Детали пригодятся и в других поделках.
-Хотелось немного «размять руки».
-Затраты на все компоненты получились примерно 1 доллар на 1 плату.
-Решил протестировать не готовое устройство, а детали, так как их применяют не только в драйверах.
-На выходе получил устройство надежнее, чем предлагают магазины Китая.
Очень надеюсь, что данный обзор будет полезен.
Обожаю такие обзоры. Не то что — «я купил кусок добра, вот смотрите фотки».
Такие обзоры должны получать призы, а не обзоры трусов и лифчиков на теле.
такие обзоры читаю с бОльшим удовольствием.
Но, мне кажется, что такому лучше жить на хабре.
Все-таки тут больше простые покупатели, а не самоделкины.
А тут при желание можно в подробностях или посоветовать.
Конечно, греться будут, КПД уменьшится, ну и ладно, зато драйвер выйдет дешёвым. Кондёров входных легко должно хватить типа тех, что в компьютерных БП стоят (хоть одного, хоть два последовательно, если 200V).
Я как-то рассчитывал, что на 7x100W матриц дроссель выходной нужен не такой уж и большой. Если покупные искать (по информации чип-дипа) то в пределах 200р получается :)
Хотя, конечно, это будет зависеть от частоты (я считал, кажется, для 100кГц) да и вообще от микросхемки драйвера.
Так что ждём рассказов о практической реализации какой-то подобной схемы! :)
Питать такие мощные матрицы, да еще в таком количестве (7х100 Ватт), это серьезно.
Получается нужен драйвер примерно 3 Ампера и 250 Вольт.
Если не делать гальваническую развязку, то лучше такое решать при помощи ДС-ДС.
Но без гальванической развязки я бы не советовал. Да и конструкция явно не тянет на «конструкцию выходного дня». Кроме того в этом случае ток лучше контролировать уже после дросселя.
Вот только привязывать такое к специализированному драйверу светодиодов я бы наверное не стал, скорее сваял бы именно ДС-ДС, на основше ШИМ контроллеров общего применения.
В принципе любой драйвер светодиода, это ШИМ (или не ШИМ) с ОС по току.
Что бы реализовать такое практически, надо
1. Иметь цель применения такой мощности (куда их ставить и как отвести тепло от 700 Ватт матриц, кстати вроде в Китае видел и 300).
2. Иметь собственно сами матрицы.
3. Иметь необходимость в сборке более одного такого комплекта
Как вам?
ОС быстрая, встроенная, всё шимируется по-умному. Из «навесных» компонентов — диодный мост, большие кондёры (что в итоге и даст нам DC :), правда без гальванической развязки, разумеется), один большой MOSFET и один большой дроссель. Дроссель нужной индуктивности найти, как мне кажется, уже несколько более значимая проблема. А в остальном, схемка вполне «выходного дня», ну почти.
Вот только микросхемку-драйвер я такую нигде не нагуглил :( Впрочем, аналогов я тоже не искал.
А вот на счёт целей применения такой мощности… кхе. Как мне кажется, это целесообразно в том случае, если есть огромный дармовой радиатор (или уличное обдуваемое ветрами использование).
Светодиоды «100W» стоят 6-8 долларов, если их запускать на 50W нагрузке, ээ, ну да, получается уже под $15 за ~8000Lm. Плюс драйвер и радиатор.
Да, это не всегда целесообразно.
По крайней мере, не для домашнего освещения, ибо дома можно понавешать T5 840 54W лампочек с балластами Helvar 2x58, крепить всё на 15см ПВХ панелях, уже поставляющихся с наклеенной фольгой. И весь открытый светильник на потолок :) Получается около $25 на 10000Lm качественного света, правда светильники длинные и не особо переносные.
Но я не очень люблю схемы, где есть гальваническая связь с сетью, надо изолировать нагрузку, что бы никого не долбануло.
Вы видимо никогда не сталкивались с устройствами подобного рода.
Микросхема скорее всего не вытянет емкость затвора мощного высоковольтного полевого транзистора, да и питание у нее слабенькое наверняка. прийдется городить отдельно драйвер полевого транзистора и питание к нему.
Кроме того, как правильно упомянули в статье по Вашей ссылке, к ней не нужен ККМ, не нужен потому, что мощность устройства маленькая, если штук 7 светодиодов даже на 50 Ватт, то это уже 350 Ватт, и тут уже желательно ККМ.
Да и степдаун на 350 Ватт и сетевое входное это конструкция не для начинающих.
Если маломощная конструкция простит недостатки трассировки печатной платы, отклонения в правильности намотки дросселя, то мощная схема нет.
Хотя конечно степдаун куда проще флайбека, например.
Я обычно знакомым, которые пытаются сразу ваять мощные и тем более высоковольтные устройства, говорю —
Пока не спалишь свое первое ведро транзисторов, врядли что то получится.
Более красивое, простое и безопасное решение, БП 350 Ватт 48 Вольт и к нему 7 штук ШИМ стабилизаторов тока по 50 Ватт каждый, это проще и более повторяемо, но гораздо дороже.
Насчёт мощного БП на 48 В — очень непросто достать такую ценную вещицу. На 12 В широко распространены, да денег стоят немалых (особенно если хочется сотни ватт), да и эффективность у них хуже, и степапить потом после них придётся, что ещё увеличивает стоимость и понижает КПД.
Кроме того, в потолочных устройствах в общем-то не всегда обязательна строгая гальваническая развязка, есть ведь куча ламп и разнообразных приборов, которые один раз вешаются и больше их никто не трогает лапками, и там нет развязки с сетью :)
ККМ это хорошо, но где его возьмёшь задёшево, тем более с плавным стартом? (чтобы огромные NTC не городить, да и не ото всего они спасают)
Кстати, насчёт плавного старта, а что если на входе у той же HV9961 поставить не крупный, а маленький кондёрчик да небольшой индукционный фильтрик, чтобы слишком много высокочастотных помех в сеть не уходило, а основной высокоёмкостный кондёр делать уже низковольтным и параллельным со светодиодом :)
Получится, что на основе HV9961 получится маленький такой уютный ККМ, который при включении в сеть будет не слишком много жрать, ибо постарается через дроссель постепенно зарядить околосветодиодный конденсатор, так как это токовый драйвер. По-моему, должно быть эффективно. Кроме того, судя по даташиту, HV9961 обладает не самым уж плохим током зарядки/разрядки затвора и каждый переходный процесс будет длиться не более 50ns при 500pF затворе. А это уже не так уж плохо, при длительности цикла в десятки микросекунд :)
В результате мы получим, что входной ток всей схемы будет теоретически тем больше, чем ниже напряжение (ввиду стремления к поддержания выходного тока, а значит и мощности), что очень даже неплохо в плане ККМ. Как понимаю, при 33V выходного напряжения вся схема, конечно, не сможет работать от самых низких-низких напряжений сети, но от 50-80 вольт уже будет начинать работать, как делают, в общем-то, и многие другие ККМ.
Да, я довольно немного силового HVшного собирал, и с высоковольтными полевиками дел не имел, так что у меня могут быть некоторые пробелы в рассуждениях и кроме того, что я не боюсь, чтобы потолочный светильник был под фазой (когда он уже разработан, собран, повешен; управляющими цепями пока пренебрежём).
За обзор — однозначно плюс.
Ошибка исправлена, файл проверен.
человек не только что-то творит, но и показывает подробно сей процесс. Вам бы кружок в школе вести :))))
Хочу подкинуть идейку по «холодному розжиг»у диодов. Я так понимаю, если кормить такой же диод П-образными импульсами, например, тока 900мА и напряжением 12В, 25 импульсов в минуту, то он, и гореть будет точно так же, и греться будет как при токе 450мА.
Вы же в курсе по элементной базе? 50 герц через диод — дадут нам 25 имульсов, а потом? :))) Есть мысли?
Я тут чуть выше уже высказывал свои мысли mySKU.me/blog/aliexpress/24219.html#comment585900, но с практикой не сталкивался в таком виде
Насколько мне известно, при «недоедании» может меняться цветовая температура светодиода и его индекс цветопередачи, при питании номинальным током и регулировании яркости изменением скважности, такого не происходит.
Данная микросхема позволяет регулировать яркость именно изменением скважности.
Но я подумаю и над Вашим предложением.
Только это не скоро, все здешние посетители обычно в курсе, сколько идут посылки.
us.ua/1404297/
Может кому пригодится схемка на переменном резисторе, без ШИМ:
Ток через светодиоды может регулироваться подачей на вход DIM как ШИМ, так и постоянного напряжения:
>2.5V — 100% яркость
=0.5V — 20% яркость
<0.5V — 0% яркость
Минимальная яркость при таком управлении 20%, при этом при подаче ровно 0.5V светодиод мерцает, а если еще чуть снизить то сразу гаснет.
Чтобы избавить регулятор от «темного участка» и «зоны мерцания» минимальное напряжение «приподнимается» подстроечником R9 примерно до 0.6V
TL431 задает максимальное напряжение 2.5В. Вместо нее можно применить простой стабилитрон.
Резистор R20 ограничивает ток стабилизатора в 5мА: R20 = (VCC-2.5)/0.005
В принципе, все это хозяйство можно было бы заменить простым резистивным делителем, но столкнулся с тем, что гроздь драйверов ощутимо (и нелинейно) шунтирует переменник и получается фигня. А чтобы не влияло — надо увеличивать ток через потенциометр, а для этого он должен быть низкоомный и с приличной рассеиваемой мощностью. Потому проще стабилитрон поставить. Опять же поможет, если VCC не шибко стабильное.
R20 который к VCC идет, от чего номинал зависит? у меня в одной схеме VCC 14в, в другой 24в.
Формула для R20 приведена, вставляйте ваше VCC — получите сопротивление в Омах. Он задает ток стабилизатора, несколько миллиампер достаточно.
Яркость меняется, но конечно не так как должно быть при правильных 200 ком.
Тут думаю можно навесить последовательно штук 7, 3 вт светодиодов и дать ток 600ма.
Микросхема от чего греется: от выставленного тока или количества включенных светодиодов? Пример: ставим ток 600 ма, и 2 светодиода последовательно, и с таким же током 5 светодиодов. Нагрев разный будет?
ускоряют деградацию светодиодов в несколько раз
из-за импульсов тока иногда до десятков раз превышающих предел среднего тока диода.
(проверено на светофорах)
В итоге p-n переход целый, а светодиод не светится или светится на 1-50% от прежней яркости.
так что это барахло.
Что мешает НЕ превышать ток, или, как вариант, НЕ использовать ШИМ? Данный драйвер все это позволяет.