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

Regulacja PWM jasności diody mocy, a źródło prądowe

tad224 21 Mar 2018 00:28 804 14
  • #1 21 Mar 2018 00:28
    tad224
    Poziom 12  

    Witam!

    Chciałem zasilić z akumulatora 14,4V diodę 1W / 3V / 350mA.
    Do akumulatora przyłączona przetwornica impulsowa obniżająca napięcie do ok.6V (napięcie można oczywiście regulować)
    Do tego podłączam źródło prądowe na dwóch tranzystorach (jeden mocy), które podaje prąd ok. 300mA. Dioda na radiatorze świeci jak należy.
    Chciałbym włączyć za przetwornicą a przed źródłem stałego prądu regulację jasności typu PWM.
    Ale nie wiem jak podłączyć wyjście PWM. Źródło prądowe ma na wejściu zasilanie i diodę na wyjściu, gdzie podpiąć do tego źródła wejście PWM nie wiem?
    A może inna kolejność lub inne rozwiązanie?

    0 14
  • #2 21 Mar 2018 01:05
    Rasel
    Poziom 21  

    Pomysł jest dobry. Pokaż schemat źródła prądowego, to powiemy jak je sterować PWM-em.

    0
  • #3 21 Mar 2018 01:16
    rb401
    Poziom 34  

    tad224 napisał:
    Do akumulatora przyłaczona przetwornica impulsowa obniżająca napięcie do ok.6V (napięcie można oczywiście regulować)
    Do tego podłączam źródło prądowe na dwóch tranzystorach (jeden mocy), które podaje prąd ok. 300mA.


    Zależy jaka to przetwornica, ale możliwe że najprostszym rozwiązaniem była by modyfikacja tej przetwornicy tak by ona od razu stabilizowała prąd wyjściowy (czyli LED) i jednocześnie by była sterowana PWM. Z prostymi przetwornicami np. z pospolitym typem na układach XL4... nie jest to trudne.
    Napisz może coś bliżej o tej przetwornicy.

    0
  • #4 21 Mar 2018 01:23
    tad224
    Poziom 12  

    PWM na bazie multiwibratora - sprawdzone, działa bezbłędnie z diodą lub paskiem LED.
    Regulacja PWM jasności diody mocy, a źródło prądowe
    Układ źródła prądowego do ładowania lub stabilizacji prądu diody LED 3 – 20V / 310 mA

    R1=384 R2=2,2Ω T1=BC337 T2=BD139 + mały radiator
    prąd wyjściowy stabilizowany IŁ=0,31A przy Uz=6V do 0,35 dla Uz=22V
    Regulacja PWM jasności diody mocy, a źródło prądowe
    Układ to: panel solarny 18V który ładuje akumulator.
    Akumulator 14,4V podłączony jest do przetwornicy step-down, która na wyjściu dostarcza napięcia 6V, za nim układ z multiwibratorem regulujący PWM-em wypełnienie impulsu (albo na NE555) i na koniec stopień źródła prądowego, całość zamyka dioda 1W 3V 350 mA.

    Dodano po 4 [minuty]:

    rb401 napisał:
    Zależy jaka to przetwornica, ale możliwe że najprostszym rozwiązaniem była by modyfikacja tej przetwornicy tak by ona od razu stabilizowała prąd wyjściowy

    To prosty model, bez możliwości regulacji prądu, Ma tylko precyzyjny potencjometr do regulacji napięcia wyjścia.

    0
  • Pomocny post
    #5 21 Mar 2018 01:27
    rb401
    Poziom 34  

    tad224 napisał:
    jest do przetwornicy step-down, która na wyjściu dostarcza napięcia 6V


    Ale konkretniej, co to za przetwornica?
    I czy te 6V zasila też coś innego?

    Dodano po 1 [minuty]:

    tad224 napisał:
    To prosty model, bez możliwości regulacji prądu, Ma tylko precyzyjny potencjometr do regulacji napięcia wyjścia.


    Domyślam się. Ale chodzi o to że można taką przetwornicę łatwo przerobić na "prądową".
    Tylko potrzebne szczegóły.

    0
  • #6 21 Mar 2018 01:30
    Rasel
    Poziom 21  

    Połącz masę multiwibratora (-) z masą źródła prądowego (-baterii), natomiast do wyjścia multiwibratora dołącz katodę diody, a jej anodę do bazy BD139. Najlepiej gdyby to była dioda Schottkiego , ale możesz też wypróbować zwykłą diodę krzemową.
    Rezystor 10 kΩ w bazie BD139 ma za dużą rezystancję, zmień go na coś pomiędzy 240Ω a 680Ω.

    0
  • #7 21 Mar 2018 01:40
    tad224
    Poziom 12  

    Dzięki panowie.

    rb401 napisał:
    chodzi o to że można taką przetwornicę łatwo przerobić na "prądową".
    Tylko potrzebne szczegóły.

    Przetwornica STEP-DOWN LM2596-ADJ LM2596

    Napięcie wejściowe 4V - 35V
    Napięcie wyjściowe (regulowane): 1,23V - 30V
    Maks. natężenie prądu: 2A lub 3A z radiatorem
    Maks. moc obciążenia: 10W lub 15W z radiatorem
    Częstotliwość pracy przetwornicy: 150kHz
    Maks. sprawność przetwornicy: 92%
    Maks. poziom tętnień 30mV
    Zabezpieczenia: nadprądowe, termiczne

    Rasel napisał:
    Połącz masę multiwibratora (-) z masą źródła prądowego (-baterii), natomiast do wyjścia multiwibratora dołącz katodę diody, a jej anodę do bazy BD139. Najlepiej gdyby to była dioda Schottkiego , ale możesz też wypróbować zwykłą diodę krzemową.

    No tak, ale co z pierwszym tranzystorem? To jeszcze będzie źródło stabilizowanego prądu?
    Rasel napisał:
    Rezystor 10 kΩ w bazie BD139 ma za dużą rezystancję, zmień go na coś pomiędzy 240Ω a 680Ω.

    Rezystor uprzednio dałem o wartości 384 Om/1W

    0
  • Pomocny post
    #8 21 Mar 2018 01:43
    Rasel
    Poziom 21  

    Tranzystor BC337 zostawiasz. Układ będzie nadal stabilizował prąd, ale gdy baza BD139 zostanie zwarta przez dodatkową diodę do masy, to nastąpi zatkanie BD139.

    0
  • #9 21 Mar 2018 01:50
    tad224
    Poziom 12  

    Taka przeróbka przetwornicy to dobry pomysł. Natomiast ten eksperyment z przeróbką układu interesujący, ale sprawdzę jutro po pracy, Na razie dziękuje za propozycje.
    W tym projekcie chodzi mi o to by prąd nie przekroczył wartości maksymalnej, albo (tego nie wiem, przekroczył w impulsie tak aby był bezpieczny dla leda).

    0
  • #10 21 Mar 2018 04:11
    rb401
    Poziom 34  

    tad224 napisał:
    Taka przeróbka przetwornicy to dobry pomysł.


    Generalnie przeróbka polegała by jedynie na zmianie sprzężenia zwrotnego (w LM2596 pin nazwany Feedback), z obwodu dzielnika napięcia (opornik, potencjometr ) na szeregowy z obciążeniem opornik jednym końcem na masę (jak na rysunku poniżej, opornik RCS). Wtedy układ starając się utrzymać na pinie Feedback stałe napięcie (w LM2596 jest to 1,23V) utrzymuje tym samym stały prąd płynący przez obciążenie.
    Co prawda, akurat w tej roli układ LM2596 nie jest za bardzo atrakcyjny i przez to mało spotykany w praktyce jako zasilacz prądowy, bo wymagany spadek napięcia na oporniku pomiarowym (przez który płynie prąd LED) 1,23V powoduje wydzielanie się na nim ciepła a tym samym pogarsza sprawność całego układu (za to istnieją liczne układy z dodatkowym wzmacniaczem operacyjnym w tym miejscu).
    Dlatego układy pracujące identycznie w sensie zasady działania jak ten LM ale dedykowane do pracy prądowej LED mają te napięcie znacznie mniejsze np. 0,21V.

    Ale w Twoim wypadku, zastosowaniem liniowego stabilizatora prądu (na tym BD139) godzisz się na straty praktycznie równe 100% mocy LED (wydzielane w postaci ciepła na BD i tym oporniku 2,2Ω).
    Tak że dla Ciebie było by i tak bardzo korzystne zamienić stratę 3V*0,35A na 1,23V*0,35A, wyrzucając w ogóle to dodatkowe źródło prądowe i robiąc stabilizację prądu wprost na LM.

    Druga sprawa. Stabilizatory typów jak omawiany, bardzo łatwo regulować dostarczając regulowany prąd do węzła związanego z pinem Feedback. Zarówno PWM jak i napięciem czysto "analogowym".
    Dlatego że u Ciebie sygnał PWM pochodzi z układu sterowanego potencjometrem, pojawia się dylemat czy nie lepiej wyrzucić po prostu tego układu PWM i prosto sterować prądem LED, napięciem z potencjometru doprowadzonym do węzła sprzężenia zwrotnego. I co najwyżej dodać jakąś zenerkę lub coś podobnego na zasilanie potencjometru by regulacja nie zależała od zmian napięcia na akumulatorze. Generalnie PWM nie było by już do niczego potrzebne.

    Tu dla ilustracji aplikacja układów przetwornic stabilizujących prąd do LED:
    Regulacja PWM jasności diody mocy, a źródło prądowe
    (Pin CS to jest to samo co pin Feedback w LM)

    Czyli przeróbka mogła by dokładnie tak wyglądać (w sensie obwodu na pinie Feedback i połączenia LED), ale w miejsce oznaczone PWM DIMMING podłączony byłby suwak potencjometru zasilanego z jakiegoś pomocniczego stabilizowanego napięcia.

    0
  • #11 22 Mar 2018 03:14
    tad224
    Poziom 12  

    Przetestowałem na razie układ, który zaproponował Rasel. Próbę zrobiłem na płytce stykowej, wyjście PWM dałem prze diodę Schotk'ego na bazę tranzystora mocy, Bazę odłaczyłem od kolektora T1, Resztę podłączyłem zgodnie z prototypem (rys post #4) i zastosowałem te same wartości.
    Sam układ przerobiony dla zasilania 6V podaje jednak mniejszy prąd: Poprzednio podawany prąd na diodę był 0.31A teraz osiągnął 0.23A nie wiem dlaczego?
    Po podłączeniu wejścia PWM (przy ustawieniu potencjometru na max,) spadł do 0,17-0.18A (pewnie dlatego, że wypełnienie w tej pozycji jest np.80%).
    Ogólnie to wydaje mi się że trzeba by przerobić układ i dać mniejszą wartość rezystancji R2 w obwodzie emitera T2, bo stały spadek napięcia na R2 zmienił się po odłączeniu bazy od złącza E-C T1, albo jest jakaś inna przyczyna. A czy jakbym podłączył MOSFET (tak postąpiłem z taśmą LED) i ustabilizował napięcie na 3.3V i sterował jego bramką, to byłoby to wystarczające zabezpieczenie?

    Dodano po 27 [minuty]:

    rb401 napisał:
    Tak że dla Ciebie było by i tak bardzo korzystne zamienić stratę 3V*0,35A na 1,23V*0,35A, wyrzucając w ogóle to dodatkowe źródło prądowe i robiąc stabilizację prądu wprost na LM.

    No tak. 50% (z 3V) marnuje się na ciepło, a drugie 50% daje światło. Podniesienie sprawności to ważna sprawa szczególnie jak zasilanie jest ze źródła o małej wydajności jaką jest panel słoneczny. wtedy każdy mA na wagę złota.

    0
  • #12 23 Mar 2018 01:30
    tad224
    Poziom 12  

    Przekonałem się do przeróbki przetwornicy na układzie LM2596. Ale mam kilka wątpliwości i proszę uprzejmie o podpowiedź.
    Czy dobrze zrozumiałem? Potencjometr (u mnie 10k) usunąć i w miejsce jego od pinu FB wstawić R1, pomiędzy FB a drugi koniec R1 wstawić RCS.
    Następnie katodę diody między połączenie RSC i R1, a anodę do pinu output. Czy R1 zachować 1k? No i chyba trzeba będzie obliczyć rezystancję RCS.
    Czy to będzie wg. wzorów zamieszczonych na rysunku z układem XL300X?

    A jak będę regulował napięcie? kiedy potencjometr będzie usunięty. od miejsca połączenia R1 z RSC?

    Regulacja PWM jasności diody mocy, a źródło prądowe
    Przed przeróbką

    Regulacja PWM jasności diody mocy, a źródło prądowe I Po zmianach

    0
  • Pomocny post
    #13 23 Mar 2018 04:11
    rb401
    Poziom 34  

    tad224 napisał:
    Czy dobrze zrozumiałem? Potencjometr (u mnie 10k) usunąć i w miejsce jego od pinu FB wstawić R1, pomiędzy FB a drugi koniec R1 wstawić RCS.


    Dobrze kombinujesz.
    Ale oprócz potencjometru na nóżce Feedback wisi jeszcze opornik 10kΩ który idzie do wyjścia (potencjometr pracuje akurat jako zmienny opornik, ma zwarty suwak z jedną z końcówek). Przynajmniej jest tak na płytce którą mam przed sobą. Taka niebieska jakich pełno na Allegro.
    Tak że ten opornik, jeśli ma być wariant regulowany, też trzeba usunąć bo przeszkadza.

    tad224 napisał:
    A jak będę regulował napięcie? kiedy potencjometr będzie usunięty. od miejsca połączenia R1 z RSC?


    Napięcia na wyjściu nie regulujesz. W układzie jest stabilizacja prądu LED a napięcie to wyjdzie jakie wyjdzie (to po prostu suma napięcia LED przy danym prądzie, temperaturze i spadku na oporniku "pomiarowym"), sprawa wtórna i nie istotna.
    Tu masz właściwie cały układ działający (to pudło po lewej nieistotne, symuluje tylko działanie przetwornicy):

    Regulacja PWM jasności diody mocy, a źródło prądowe

    a tu link do symulacji gdzie na żywo możesz zobaczyć jak działa:

    Symulacja LM2596_CC_LED

    Potencjometrem regulujesz za pomocą suwaczka po prawej "Jasność LED" lub trzymając myszkę na symbolu potencjometru i kręcąc kółkiem myszy.
    Jak zresztą zauważysz regulacja jest "do góry nogami" (suwak do dołu- największy prąd) ale to nie problem.
    Wartości elementów można oczywiście nieco pozmieniać, tu przyjąłem jakieś przykładowe by działało. Zresztą z powodu tolerancji rzeczywistych elementów, w "żywym" układzie mogą wyjść lekko inne wartości prądu tak że może być po pomiarach konieczność jakiś kosmetycznych korekt. Ale generalnie powinno działać jak na symulacji.

    Co do LM2596 to producent zaleca by układ sprzężenia zwrotnego dać jak najbliżej kości. Dlatego np. ten kondensator 100nF (może być więcej), który wraz z opornikami 1kΩ i 5,6kΩ powinien być na krótkich połączeniach najbliżej modułu, a wtedy można mieć dłuższe kabelki do potencjometru.




    Tu jeszcze w ramach ciekawostki taki link o przeróbce tej przetwornicy na prądową do LED, ale nie jest tu jakiś istotny, bo to już załapałeś:

    hacking-a-cheap-dc-dc-buck-converter-module-lm2596-chip-into-a-cc-led-driver

    0
  • #14 23 Mar 2018 16:51
    tad224
    Poziom 12  

    Szalenie dziękuję za świetnie przygotowane materiały wyjaśniające istotę przeróbki przetwornicy i zasadę jej działania.
    Ta symulacja daje możliwości szybko dostosować wartości elementów do potrzeb własnych. Przetwornice sa akurat ciekawe.
    Na pewno spróbuję ją przerobić, a w przyszłości użyć taką na układzie XL3xxx lub zbudować z elementów.

    Ale mimo wszystko nie wiem czy się nie pogubiłem.
    Z tego wyszło coś takiego: (rozumiem, że dławik i część sterująca pozostaje, a usuwa się potencjometr i dodaje część sterującą na wejście FB, tak aby ograniczała prąd).

    Schemat tej przetwornicy jest chyba taki: Regulacja PWM jasności diody mocy, a źródło prądowe
    Regulacja PWM jasności diody mocy, a źródło prądowe
    A przeróbka wyszła mi by mi tak: czy zaznaczony na czerwono opornik ma być w układzie ? czy źle zrozumiałem.

    Regulacja PWM jasności diody mocy, a źródło prądowe

    0
  • #15 23 Mar 2018 20:35
    rb401
    Poziom 34  

    tad224 napisał:
    A przeróbka wyszła mi by mi tak: czy zaznaczony na czerwono opornik ma być w układzie ? czy źle zrozumiałem.


    Obydwa oryginalne na module elementy podłączone tam do pinu Feedback usuwasz tj. opornik i potencjometr. Zostawienie któregoś z nich zepsuje regulację. Opcjonalnie też można nóżkę scalonego odlutować, subtelnie odgiąć od płytki i odizolować od płytki np. folią kaptonową a do tej nóżki przylutować przewód.
    Tak że na pin Feedback idą tylko dwa oporniki, jeden z suwaka (5,6k), drugi z opornika szeregowego LED (1k).

    0