Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Miniaturowa przetwornica prądowa 1,8A

Dar.El 11 Sty 2010 16:01 36890 56
  • Miniaturowa przetwornica prądowa 1,8A

    Witam
    Następna moja przetwornica STEP-DOWN, pracująca jako źródło prądowe do 1,8A na scalaku L5973D.
    Poprzednia - https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic1333342.html
    Napięcie wejściowe mieści się między 4V a 35V, ale powyżej 85°C maksymalne napięcie spada do 28V, z powodu wytrzymałości kondensatorów tantalowych. Prąd można regulować za pomocą potencjometru wieloobrotowego, po uprzednim zwarciu wyprowadzeń U i P. Można też regulować za pomocą potencjometru zewnętrznego jak i napięciem zewnętrznym w granicach 0 do 5V. Przy regulacji zewnętrznej, potencjometr wieloobrotowy na płytce, służy do ograniczenia prądu od góry. Stabilność termiczna jest dużo lepsza od mojej pierwszej przetwornicy, zastosowałem podwójny tranzystor PNP, ale za to popsuła się liniowość prądu względem napięcia wyjściowego (z powodu tego tranzystora). Przy jednakowej ilości diod LED, problem ten jest nieistotny, ale do innych zastosowań, przy których napięcie wyjściowe zmienia się w szerokich granicach może dochodzić do 20% błędu prądu wyjściowego. Stabilność prądu od zmian napięcia wejściowego jest bardzo dobra , poniżej 1%. Sprawność przetwornicy przy 1,4A , 21V na wyjściu i 27V na wejściu – 94%. Minimalne napięcie między wejściem a wyjściem przy 1,4A – 0,9V a przy 0,6A – 0,3V. Można określić tą przetwornice jako LowDrop. Przetwornica posiada wejście synchronizacji, w celu połączenia większej ich ilości dla uzyskania większego prądu, możliwe jest to ponieważ pomiar prądu jest na plusie i masa wejściowa i wyjściowa są połączone. Łączyć można też bez korzystania z wejść synchronizacji, kosztem zwiększenia tętnienia prądu na wyjściu, dla jednej przetwornicy jest 20mA. Jest też wejście DIMMER do regulacji jasności LED za pomocą PWM, niestety też max 100Hz. Wymiary przetwornicy 34x27x9mm, co przy 1,8A jest trochę za mało przez co mogą być problemy z chłodzeniem, ale można dolutować blaszki miedziane do pola lutowniczego pod scalakiem w razie korzystania z prądu powyżej 1,4A, gdyby przetwornica się wyłączała (różne warunki przepływu powietrza, w różnych konstrukcjach). Przetwornica ma zabezpieczenie termiczne i zwarciowe. Minimalne napięcie wyjściowe przy którym działa regulacja prądu wynosi około 2V.
    Potencjometr zewnętrzny o wartości od 4k7 do 22k podłącza się do wyprowadzeń G P U, ślizgacz na P, G to masa a U napięcie referencyjne 3,3V prosto ze scalaka, więc ostrożnie z nim.
    Napięcie zewnętrzne podłącza się do P a G to masa.

    W załączniku schemat, lecz nie za darmo (regulamin zezwala). Ostrzegam jednak chętnych skopiowania przetwornicy, potrzeba kilku dość trudno dostępnych elementów.
    -------------------------------------------------------------

    Załącznik PI2opis.pdf jest zbiorem potrzebnych informacji.

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    Dar.El
    Poziom 40  
    Offline 
    Różne elementy elektroniczne oraz moduły mojej konstrukcji i z importu. ALLEGRO
    Specjalizuje się w: konstruktor elektronik-programista avr w asm.
    Dar.El napisał 5435 postów o ocenie 766, pomógł 746 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2006 roku.
  • #2
    -RoMan-
    Poziom 42  
    No to przetwornica idealna do modułów 15W: HPLB-59K15W i
    HPLB-59K15YW dostępnych w dość przyzwoitej cenie w TME. Akurat do zasilania z buforowanego akumulatora 12V.
    Czyżby nadszedł czas, gdy kupię przetwornicę zamiast ją zrobić? Świat się kończy ;)
  • #3
    Dar.El
    Poziom 40  
    Witam
    Napięcie przewodzenia tych lampLED może mieć max 12V. Wtedy z akumulatora nie poświeci :cry: . Cena jest naprawdę przystępna i CRI typowo 85 jest też OK.
    Już myślę nad zrobieniem przetwornicy z pomiarem prądu na masie. Nie można będzie ich łączyć równolegle, ale parametry będą lepsze.
  • #4
    -RoMan-
    Poziom 42  
    Moduły mają napięcie przewodzenia 10.5V i prąd 1.4A. Ciepły (końcówka YW) świeci porównywalnie z halogenem 60W ale dzięki ukierunkowaniu światło jest ostrzejsze. Na biurko czy jako mocne oświetlenie blatu w kuchni - idealne.
  • #5
    elektrodom
    Poziom 20  
    Przepraszam, ale z tekstu tego nie wyczytałem- jakie jest napięcie wyjściowe z tej przetwornicy? Ogólnie ciekawa konstrukcja, warta +.
  • #6
    Dar.El
    Poziom 40  
    W przetwornicy prądowej, napięcie wyjściowe dostosowuje się do potrzeb, tak aby utrzymać stabilny prąd. Oczywiście w konfiguracji STEP-DOWN napięcie wyjściowe musi być niższe od wejściowego.
  • #7
    elektrodom
    Poziom 20  
    Aha. Rozumiem. A jaki jest zakres prądów (czy napięć- to można łatwo przeliczać)?
  • #8
    Dar.El
    Poziom 40  
    Przetwornica jest do zasilania LED mocy. Ledy trzeba zasilać prądem i na ogół białe LED mocy mają 3,2V do 3,5V przewodzenia ze spadkiem -4mV/°C. Gdy LEDy nagrzewają się, spada nieznacznie ich napięcie przewodzenia a przetwornica tak ustawia napięcie wyjściowe aby utrzymać stały prąd.

    Edit:

    Schemat umieściłem na początku, pewnie jeszcze kilka zdjęć dodam. Chcę jeszcze dodać że przetwornica w czasie załączania ustala swoje parametry w ciągu 0,5s. Objawia się to zwiększonym prądem o kilka procent a przy małych prądach wyjściowych trochę większym skokiem. Powoduje to nagrzewanie się niesymetryczne podwójnego tranzystora a miało być lepiej. Zmniejszyłem na próbę prąd sprzężenia zwrotnego, ale niewiele to pomogło. Przy dużych prądach wyjściowych efekt ten jest niezauważalny.

    Scaliłem dwa posty.
    /Faces/
  • #9
    -RoMan-
    Poziom 42  
    Skoro napakowałeś już tyle elementów, to może warto przemyśleć zastosowanie zamiast trudnych układów 4-tranzystorowego lustra prądowego? Ono ma automagiczną regulację prądu i nie ma prawa pojawić się rażąca niesymetria.

    Edit:

    Schemat:
    Miniaturowa przetwornica prądowa 1,8A

    Sprawę "psuje" wzmacniacz operacyjny i jego metoda regulacji, poprzez przejmowanie części prądu. Ale mogę sobie wyobrazić wprowadzenie podobnego prądu również do drugiej gałęzi i usunięcie w ten sposób pojawiającej się niesymetrii.
  • #10
    Dar.El
    Poziom 40  
    Witam
    Obawiam się że to lustro prądowe ma ten sam problem. Przez tranzystor Q4 płynie prąd który powoduje na nim spadek około 600mV. Spadek ten jest raczej mało wrażliwy na małe zmiany prądu. Teoretycznie na Q3 napięcie Ube powinno wynieść 600mV a prąd powinien zależeć od ustawienia RV1, tak aby spadek napięcia na R1 był równy spadkowi napięcia na RV1. W tym układzie jest tak samo, moc wydzielana na Q4 jest mała, ponieważ jest na nim tylko 0,6V a na Q3 jest napięcie wyjściowe pomniejszone o 1,2V. Wydzielanie się ciepła na Q3 powoduje zmniejszenie napięcia Ube i zmniejszenie prądu wyjściowego wraz ze wzrostem napięcia wyjściowego.
    Wzmacniacz operacyjny nie ma żadnego wpływu na precyzję działania źródła, sprawdziłem.
  • #11
    -RoMan-
    Poziom 42  
    Jasne. Ale ten układ ma taką zaletę, że przy małym prądzie wyjściowym przez wszystkie tranzystory płynie mały prąd i podgrzewanie się zmniejsza. U Ciebie odpowiednik Q4 pracuje ze stałym prądem a nie prądem proporcjonalnym do prądu obciążenia.

    W przypadku regulacji ze wzmacniaczem operacyjnym trzeba zastosować identyczną sieć rezystorów 100R, 360R i 510R w obu gałęziach, żeby zmniejszanie prądu odbywało się równolegle - i będzie wszystko fungowało ;)

    A tak w ogóle to obaj za bardzo się przejmujemy stałością prądu :P
  • #12
    Dar.El
    Poziom 40  
    Właśnie :!: . Przetwornica ma być do diod LED a nie diod laserowych.
    Nie można uzyskać bardzo uniwersalnej przetwornicy o wspaniałych parametrach i do tego taniej. Zastanowiłem się nad tym problemem i nie mam co się dziwić. Przy prądzie 10mA, spadek napięcia na rezystorze 0R1 wyniesie 1mV a zmiana napięcia Ube na 1 °C to 2mV. W takim przypadku nie ma co liczyć na bardzo stabilne 10mA, w szczególności podczas włączania zasilania. Będzie krótkotrwały rozbłysk. Dla dużych prądów efekt nie będzie zauważalny. Na wejściu regulacji można dodać kondensator, ładując się po włączeniu zasilania powinien zmniejszyć ten efekt a przy okazji uzyskamy płynne włączenie światła.
  • #13
    -RoMan-
    Poziom 42  
    Za rozbłysk jest odpowiedzialny również kondensator 100nF w sieci rezystorów na wejściu FB - przy starcie znacząco zwiększa on prąd wyjściowy. W moim zastosowaniu można sobie darować dodatkowy układ regulacji - jest mi niepotrzebny a tego kondensatora nie chcę tam widzieć.
  • #14
    Dar.El
    Poziom 40  
    Nie sądzę. 100nF ładowany prądem 2mA do napięcia 1V trwa zbyt krótko a ja mówiłem o 250ms. Na pewno 90% to niesymetryczne zmiany termiczne podwójnego tranzystora. Dotykając go albo dmuchając na niego zmienia się prąd, może kropla pasty termoprzewodzącej na nim zmniejszy ten efekt.
    ------------------------------------------------------------------
    Dodanie kondensatora elektrolitycznego 47uF między masą a ślizgaczem w potencjometrze zewnętrznym, likwiduje zjawisko rozbłysku w trakcie włączania zasilania. Po tej małej zmianie LEDy rozświetlają się jak żarówka i nawet 10mA jest stabilne. Niedługo dodam parę schematów jak to zrobić.
    Regulacja napięciowa z uP sama w sobie jest prawidłowa, po włączeniu zasilania jest 0V, więc diody nie świecą.
  • #15
    -RoMan-
    Poziom 42  
    Oko nie odróżnia błysku trwającego < 1 ms od 100 ms. Natomiast jedno jest pewne - jeśli będziesz to zasilał ze źródła o szybkim czasie narastania napięcia, to w pierwszym momencie masz bardzo wysoki prąd na wyjściu :(
  • #16
    Dar.El
    Poziom 40  
    Zapomniałeś o SOF-START scalaka. Załączam zasilanie przełącznikiem i narastanie napięcia jest bardzo duże a nie zauważyłem nawet najmniejszego mrugnięcia. Nie ma żadnych przepięć, tylko zmiany Ube w tranzystorze podwójnym. Po dodaniu kondensatora elektrolitycznego do potencjometru zewnętrznego układ działa aż za dobrze. Można ustawić 10mA jak i 1,8A, ja jestem z przetwornicy zadowolony.
    Kondensator 100nF na FB jest potrzebny, bez niego przetwornica zmienia częstotliwość i zarazem prąd wyjściowy przy tej zmianie.

    p.s.
    Mam oscyloskop cyfrowy z pamięcią, więc widziałbym skoki prądu trwające 1ms.
  • #17
    sou
    Poziom 11  
    A gdyby tak cztery przetwornice na jednej PCB, do tego demultiplekser DMX, ależ by było cudownie :)
  • #18
    Dar.El
    Poziom 40  
    Witam
    Jak nie rozłamię płytek PCB to mogę mieć 36 sztuk na jednym PCB. Dorobić multiplekser DMX, żaden problem ale co dalej.
    Narysowałem na szybko schemat podłączenia potencjometru do płytki z kondensatorem elektrolitycznym. Jak była by potrzebna dokładna regulacja małego prądu, to trzeba zastosować potencjometr audio (logarytmiczny?), który na początku powoli zmienia rezystancję. Aby dokładnie dostroić regulację od "0", trzeba dodać rezystor między G a wyprowadzeniem potencjometru i dobrać jego wartość doświadczalnie.

    Miniaturowa przetwornica prądowa 1,8A



    (joy_pl)

    Zawsze mi się to myliło, ma być potencjometr B, czyli wykładniczy.
  • #19
    sou
    Poziom 11  
    Doprecyzuję o co mi chodzi:
    Otóż wykonałem ostatnio mini-para ledowego na trzech diodach CREE-MCE (RGBW). Wszystkie kolory połączone w szeregi zasilane są czterema przetwornicami (starszymi) ustawionymi na 350 mA, a można do 700 więc nawet 20% różnica prądu nie jest dla mnie istotna. Przetwornice steruję PWMem z Arduino (udało mi się nawet efekt płynnej zmiany kolorów uzyskać:), a teraz przymierzam się do DMXa. I tu mam problem, bo niekoniecznie chce to działać. Pewnie zadziała wreszcie po całonocnym dłubaniu :).
    Niestety całość (Arduino + przetwornice) zajmuje dużo miejsca i w obudowie PARa-20 wszystko jest upchnięte jak sardynki. Przydał by się jakiś sterownik kompletny na jednej płytce...
  • #20
    Dar.El
    Poziom 40  
    Ile osób byłoby tym zainteresowane? Jeszcze za wcześni na takie wynalazki, chociaż sufit sterowany DMXem byłby bajerancki.
  • #21
    sou
    Poziom 11  
    Oświetlacze architektoniczne, oświetlenie wystaw, oświetlenie sceniczne, elementy scenografii, wystrój klubów, co kto chce.
    Sterowanie DMXem ma tę poważną zaletę, że można je na dłuuugich kablach prowadzić a jako sterownik użyć np. diwajsa na USB...
  • #22
    Dar.El
    Poziom 40  
    Witam
    W pierwszym poście dodałem parę schematów podłączenia.

    Jest taki problem że DMXem zajmują się duże firmy a amatorsko nie da się dużo zrobić. Podłączenie LEDów do DMXa w domowym wykonaniu jest mało funkcjonalne, komu by się chciało tym sterować i po co ? Dla uzyskania dobrych efektów świetlnych potrzeba takiej ilości światła, że dla zabawy jest to nieopłacalne.
  • #23
    el_nino_79
    Poziom 11  
    Witam,
    Czy przy regulacji poprzez PWM, sposób niwelowania migotania jest analogiczny jak przy Twojej poprzedniej przetwornicy czy migotanie można tylko wyeliminować poprzez zastosowanie sterowania potencjometrem?
  • #24
    Dar.El
    Poziom 40  
    Dokładnie tak samo można zniwelować migotanie, ale wystarczy jeden rezystor i kondensator i masz z PWMa napięcie stałe do regulacji prądu przetwornicy.
  • #25
    DTC
    Poziom 13  
    Czesc Dar.El a czy masz moze jakas przetworniczke o pradzie 9A i napieciu wyjsciowym 3,6V musze zasilic leda mocy SST90W i on max swiatlosc ma przy 9A i 3,6V przetwornice chce zasilic toroida 3V 10A najistotniejsze by dioda nie migala bo bedzie swiecic w projektorze a on przy migajacej diodzie nie utrzymuje balansu bieli :)
  • #26
    Dar.El
    Poziom 40  
    Masz problem. Lepiej kupić diodę na wyższe napięcie z mniejszym prądem, może jest sposób na przełączenie?. Jak połączysz 6 moich przetwornic to uzyskasz 9A :D .
  • #27
    DTC
    Poziom 13  
    Problem w tym ze nie ma 30W diod z przetwornikiem 3x3mm o swiatlosci 2700Lumen na wyzsze napiecie tylko SST90W ma takie parametry, a chinskie 30W ledy sa wielkie przetwornik ma 15x15mm i 120 stopni i nie ma jak tego skupic, chlopaki od ktorych kupilem leda maja juz prototyp drivera do leda na 9A i przewornice 220/5V 10A niewielkich rozmiarow mniejsze od paczki papierosow ale narazie to prototyp :) i trzeba czakc ich przetwornica kosztuje 65zl a driver ponad 50zl, wiec pozostaje tylko czekac na finalna wersje
  • #28
    seba_x
    Poziom 31  
    Dar.El napisał:
    Prąd można regulować za pomocą potencjometru wieloobrotowego, po uprzednim zwarciu wyprowadzeń U i P.


    Podłączyłem diody i prąd wyregulowałem pot. wieloobrotowym który jest na płytce bez zwierania punktów U i P , czy to ma jakieś znaczenie ? czy tak można ?
  • #29
    Dar.El
    Poziom 40  
    Witam
    Tak też można, ale max regulacji w takim przypadku to gdzieś 800mA. Najlepiej połączyć P z U rezystorem 10k i podłączyć kondensator 100µ między P a G. W ten sposób mamy miękki start, tak jak przy halogenach.
  • #30
    -RoMan-
    Poziom 42  
    Trzeba było dać te elementy na płytce - łączenie do krótkich goldpinów czegokolwiek to trochę dziwny pomysł - one się tylko do jumperów nadają.