Zasilacz LED z dynama do roweru z regulacją jasności

Dzień dobry,

Uczę się podstawowej elektroniki. Niedawno zbudowałem następujący układ do zasilania diody power LED z dynama w rowerze ("podwajacz napięcia" to obwód Greinachera, a "przetwornica 3,3V" jest oparta na układzie LM2676T-3.3):



Układ działa dobrze, jest tylko niewielki problem - dynamo nie jest w stanie dostarczyć wystarczającej mocy, aby dioda mogła być zasilana prądem 3A (maksymalnym dla przetwornicy) w sposób ciągły. Efekt jest taki, że dioda migocze z maksymalną jasnością.

Tymczasowo problem rozwiązałem, wpinając w obwód diody niewielki opornik zrób-to-sam. Dzięki niemu od ok. 10 km/h dioda świeci się już światłem ciągłym (tylko odrobinę ciemniej).

Zastanawiam się nad mądrzejszym rozwiązaniem. Jeden z moich pomysłów jest taki:



Innymi słowy, napięcie na kondensatorze wyjściowym podwajacza napięcia chcę przefiltrować, a następnie tym napięciem sterować MOSFET mocy w obwodzie diody.

Czy taki układ ma sens?

tilk-the-cyborg wrote:

Innymi słowy, napięcie na kondensatorze wyjściowym podwajacza napięcia chcę przefiltrować, a następnie tym napięciem sterować MOSFET mocy w obwodzie diody.

Czyli bedziesz po to stabilizował żeby potem efekt owej stabilizacji zniweczyć.
Zapamiętaj że LEDy zasilamy pradowo a nie napięciowo.
Sugeruję jedno z dwu rozwiązań:
1. Stabilizator w układzie źródła prądowego, prąd tak dobrany by dynamo "nastarczyło". Układ można uzupełnić o akumulator przed źródłem (zabezpieczony przed przeładowaniem przy pomocy "tranzystorowej diody Zenera dużej mocy")
2. Usunąć te wszystkie "wodotryski" - zostawić prostownik na diodach Shottky'ego - jeśli wydajność prądowa dynama nie jest większa od maksymalnego prądu Power LED to nic się nie stanie...

Jeśli dobrze rozumiem, dynamo rowerowe zachowuje się trochę jak źródło prądowe - od pewnego momentu zwiększając mu obroty nie rośnie jego prąd, tylko napięcie. Dla mnie celem zastosowania przetwornicy była nie stabilizacja, a uzyskanie wysokiego natężenia prądu w niskim napięciu (czyli dużej jasności diody) z niskiego natężenia o wyższym napięciu, jakie daje dynamo. Proszę mnie poprawić, jeśli się mylę.

Ponadto, w rysunkach powyżej nie narysowałem układu zasilającego lampkę tylną, który zapewnia światło postojowe, i który jest podpięty bezpośrednio pod przetwornicę (i tak by pozostało).

Stabilizator w układzie źródła prądowego rzeczywiście mógłby być lepszym rozwiązaniem, musiałbym się tylko zastanowić, jak by to wpłynęło na zasilanie tylnej lampki.

tilk-the-cyborg wrote:

Jeśli dobrze rozumiem, dynamo rowerowe zachowuje się trochę jak źródło prądowe - od pewnego momentu zwiększając mu obroty nie rośnie jego prąd, tylko napięcie.

Rośnie jedno i drugie, ale charakterystyka wzrostu prądu w funkcji obrotów jest dość płaska.

tilk-the-cyborg wrote:

Dla mnie celem zastosowania przetwornicy była nie stabilizacja, a uzyskanie wysokiego natężenia prądu w niskim napięciu (czyli dużej jasności diody) z niskiego natężenia o wyższym napięciu,

To jest dobre założenie, ale dioda LED ma twardą charakterystykę - prąd rośnie stromo z wzrostem napięcia, a u ciebie pradu nic nie ogranicza, stąd efekt żarłocznego opróżnienia kondensatorów powielacza i przerwa w pracy przetwornicy aż do ich ponownego naładowania.
Użycie rezystora do ograniczenia pradu LED przeczy założeniu energoosczędności układu, to ograniczenie powinna realizować sama przetwornica.

tilk-the-cyborg wrote:

Ponadto, w rysunkach powyżej nie narysowałem układu zasilającego lampkę tylną, który zapewnia światło postojowe,

Jak ma być postojowe to gdzieś musisz mieć ten akumulator...

Możesz użyć stabilizatora prądowego i napięcie z przedniego LEDa dużej mocy potraktować jako stabilizowane stabilizatorem równoległym.
Ogólnie twoja koncepcja jest słuszna, ale wątpie, czy uda się osiągnąć 3A - przy 3.3V daje to 10W mocy, a dynamo daje tylko 3W. Przy większym napięciu można dostać więcej, ale jedynie przy dużej szybkości, a i tak 10W to jednak za dużo. Realne jest 5, może 6W. Musisz tutaj trochę odpuścić.
I wywal ten podwajacz napięcia, daj zwykły mostek na diodach Schottky-ego.

jdubowski wrote:

Użycie rezystora do ograniczenia pradu LED przeczy założeniu energoosczędności układu, to ograniczenie powinna realizować sama przetwornica.

Rozumiem. W takim razie docelowo muszę inaczej zrealizować przetwornicę.

jdubowski wrote:

Jak ma być postojowe to gdzieś musisz mieć ten akumulator...

Akumulatora nie ma nigdzie, mam schowanego w obudowie lampki goldcapa.

krru wrote:

I wywal ten podwajacz napięcia.

Podwajacz napięcia zastosowałem głównie z tego powodu, że pozwolił mi zachować wspólną masę w obwodzie AC i DC - dzięki czemu mogłem użyć istniejącego już okablowania, gdzie rolę masy spełnia rama.

Dziękuję za cenne uwagi