Schemat przetwornicy boost do Power LED 3W z akumulatorków 3xAA?

Witam!

Właśnie biorę się za lampę do roweru na diodzie mocy.
Założenia mam takie:
LED luxeon rebel, cree, Seoul P4 itp. o mocy do 3W
Zasilanie akumulatorki 3xAA
Możliwość pracy z różną jasnością.

Znalazłem takie urządzenie: http://www.dealextreme.com/details.dx/sku.6190

Z pewnością będzie to przetwornica typu boost.

Czy ma ktoś może schemat tego układu. Możliwości ma dosyć duże.
Czy można dostać taki gdzieś w Polsce?

Sądząc po cenie gotowego układu, części nie powinny być drogie.

Pozdrawiam

Takie przetwornice pojawiają się czasem na Allegro (nie pamiętam niestety nicka osoby, która je wystawiała). Poza tym - poszukaj w Internecie, widziałem linki na polskich forach dotyczących rowerów, oraz przejrzyj też grupę pl.rec.rowery oraz pl.misc.elektronika (np. poprzez Google). Ktoś gdzieś kupował w Polsce takie przetwornice (ale bez takich bajerów)...

To jest post tymczasowy - jak pojawi się jakaś konkretna informacja to zniknie.

Schemat przetwornicy do LEDów 3W z 4 ogniw NiMH opublikowałem w tym dziale dawno temu. Link jest w spisie treści działu. Podzespoły dostępne na Alledrogo bez problemu.

Zasilania z 3 ogniw _nie_ polecam za względu na "przecinające się" w miarę rozładowywania akumulatorków napięcia zasilania i przewodzenia diod.

-> Dykus

Kiedyś wystawiałem te przetworniczki na Alledrogo - zeszło ich kilkadziesiąt sztuk. Obecnie nie widuję na Alledrogo przetworniczek wartych uwagi. Jakieś wystawia 28Grzesiek ale nic nie wiem o ich jakości.

Do RoMana:

Oglądałem już wcześniej Twój post z tym schematem.
Chciałbym jednak zmieścić wszystko w małej obudowie (już mam upatrzoną), a z czasem dołożyć układ ładowania ogniw napięciem 5V (ładowarka od nokii, port usb itp.)
W tym momencie musiałbym dawać przetwornicę podwyższającą napięcie.

Niedawno walczyłem z przetwornicą na MAX1763. Miało być ekstremalnie prosto, a skończyło się nieciekawie.
Czy te driverki sprzedawane na allegro możnaby również jakoś posterować (PWM-em)?

-> Serkules

Zdecydowanie łatwiej jest pogodzić się z układem ładowania o mniejszej sprawności niż zasilaniem diody z mniejszą sprawnością.
O ile znalezienie małego układu do zasilania z niższego napięcia diody 350 mA jest jeszcze realne (choćby LM2621), to 700 mA jest już kłopotliwe.

Mimo wszystko zdecydowanie zalecam stosowanie 4 akumulatorków NiMH - można je bez problemu ładować zewnętrzną ładowarką a i zrobienie układu ładowania z USB nie będzie takie kłopotliwe wbrew pozorom. Prostą ładowarkę zasilaną z USB można zrobić w układzie SEPIC na LM3578.

=> -RoMan- - gdzie można znaleźć opisywaną przez Ciebie wyżej przetwornicę?
Szukałem przez wyszukiwarke z miernym skutkiem.

-> RoMan:

Na stronie Nationala: http://www.national.com/mpf/LM/LM3578A.html
jest ten układ w dwóch wersjach różniących się od siebie zakresem temperatur pracy. Dla mnie byłaby lepsza wersja LM2578A, jako że układ będzie pracował na zewnątrz, niekiedy przy minusowych temperaturach.

Czy robiłeś już jakieś ładowarki na opisywanym przez Ciebie układzie?
Gdzie można dostać ten układ w detalu?

-> mrrudzin

Na liście tematów jako pierwszy masz Spis treści - tam szukaj.

-> Serkules

Chcesz ładować akumulatory NiMH w temperaturach poniżej zera? Zapomnij o takim pomyśle. Ich się nie da w takich temperaturach używać a ładować nie wolno. Poniżej zera bezpiecznie i z sensowną sprawnością działają akumulatory ołowiowe. Najmniejszym, jaki da się zastosować tutaj byłby żelowy 6V 1.2 Ah.

Co do zakresu pracy samych układów - one pracują w znacznie szerszym zakresie niż zadeklarowano - to jest tylko i wyłącznie kwestia zachowania pewnych parametrów. W praktyce - układy _oznaczone_, jako mogące pracować w większym zakresie temperatur, nie różnią się istotnie od normalnych serii.
Większym problemem jest zapewnienie całemu urządzeniu warunków, w których nie nastąpi kondensacja wilgoci niż zakres temperatur pracy układów.

Czy robiłem ładowarki w układzie SEPIC - oczywiście. Na LM3578? Nie - ale jakie to ma znaczenie? Podałem przykład kontrolera przetwornicy radzącego sobie przy stosunkowo niskim napięciu zasilania (5V z USB), dostępnego w Polsce, niedrogiego (pojęcie względne) i dającego się zastosować w układzie SEPIC. Może to być inny układ kontrolera step-up (większość się nadaje) a nawet byle MC34063 w układzie step-up/down (patrz nota aplikacyjna AN954-D.pdf) - choć jego sprawność będzie bardzo słaba.

Układy są do kupienia w Semiconductors Bank i TME. Skoro są tam, to i zapewne w lepszych sklepach elektronicznych też będą dostępne.
Bez dodatkowego tranzystora osiągniesz moc ładowarki rzędu 1-1.2W, z dodatkowym tranzystorem ok. 2W przy zasilaniu z USB (5V 0.5A).

=> -RoMan-

Czy można tą przetworniczke do zasilania LED-a potraktować jakoś PWM-em? (chodzi o to, żeby można było regulować jasność świecenia)
Czy LM2675-ADJ jest dostępny gdzieś poza TME?

Po zmniejszeniu pojemności kondensatora na wyjściu przetwornicy możesz spróbować wykorzystać wejście on/!off i sterować stosunkowo niską częstotliwością - rzędu 200 Hz.

Można kupić na Alledrogo.

Więc tak:

Prawdopodobnie zdecyduję się na rozwiązanie zaproponowane przez kolegę RoMana, czyli zasilanie z czterech akumulatorków. Całość będzie trochę większa, niż planowałem, ale zapewne też dłużej pochodzi między ładowaniami.

Próbowałem zamówić w Nationalu próbki układu LM2675LD-ADJ oraz LM3578, ale dostałem odpowiedź, że mogą mi wysłać odpłatnie. Więc taniej wyjdzie kupić w Polsce.

Widzę, że w Semiconductors Bank LM3578 mają po 2,88 netto przy zakupie 5 szt. Natomiast LM2675 nie mają w cenniku. Ale w przyszłym tygodniu będę we Wrocku, więc podjadę do nich.

RoMan: widzę, że LM3578 ma dosyć szeroki zakres napięć pracy. Ja myślałem o zakresie od 4V do 20V.
Przeglądam właśnie pdf'a tego układu. http://www.national.com/ds/LM/LM2578A.pdf#page=1

Jest w nim kilka schematów aplikacyjnych. Który radziłbyś użyć i jakie wartości elementów dyskretnych dobrać do podanego przeze mnie zakresu napięć wejściowych?

Jeszcze jedno: bardziej zależy mi na sprawności urządzenia, a mniej na gabarytach elementów, bo i tak są małe.
Planuję zastosować 4 akumulatorki Ni-MH w rozmiarze AA.

LM2675 masz w TME i na Alledrogo.

Co do zakresu pracy - chciałeś zasilać z USB a widzę, że zaczyna Ci się marzyć zasilanie z dynama... A akumulatory NiMH nie bardzo lubią pracę buforową z doładowywaniem co chwilę. Może przemyśl LiIon - 2 ogniwa szeregowo i napięcie ładowania ograniczone do 8.4V

Schemat przetwornicy boost/buck (step-up/down) masz na rys. 22. Ale ja raczej polecałbym SEPIC - trochę wyższa sprawność.

Co do wartości elementów - musisz trochę sam popracować Podpowiem tylko, żebyś nie przyjmował częstotliwości pracy wyższej niż 30 kHz - nie ma sensu pakować się w straty na przełączaniu.

Dodano po 20 [minuty]:

Policzone na szybko - LM3578, żeby osiągnąć satysfakcjonująca moc, musi być wsparty zewnętrznymi tranzystorami.

W układzie z rys. 22, z jednym tylko tranzystorem moc w zakresie 4-20V wyniosłaby od ok. 1 (przy 4V) do ok. 2.4W (przy 20V) - to chyba jednak za mało - przydałby się jeszcze jeden tranzystor, niestety.

Cholera! Wydało się z tym dynamem

Faktycznie na początku myślałem o doładowywaniu ogniw dynamem. Nie chciałem jednak montować do roweru tego wyjącego badziewia plątającego się przy kole, tylko dynamo wbudowane w piastę. Jednakże nie znalazłem nic sensownego w rozsądnej cenie. Więc temat jest na przyszłość.

Rozważałem też użycie jednego ogniwa Li-Ion lub Li-Pol, stąd też tak się upierałem przy wariancie z trzema aku.

Na razie całość miała wyglądać tak:

Akumulatorki + przetwornica do LEDa + PowerLED
Ładowarkę miałem dodać później, ale widzę, że lepiej będzie zabudować ją od razu.

Wariant w układzie SEPIC, to który to będzie rysunek? Z przetwornic to jestem lajkonik, więc wybacz mojej niewiedzy Będzie to dopiero pierwsza moja przetwornica, a w pdf'ie nigdzie nie widzę takiego określenia.

Co do częstotliwości, to jaka byłaby minimalna, sensowna częstoltliwość?

Rysunek 22 to przetwornica buck-boost (obniżająco-podwyższająca), czy zastosowanie tylu dodatkowych elementów nie obniży sprawności całego układu?

W PDFie nie ma układu SEPIC - musisz pogrzebać w sieci.

Minimalna częstotliwość? Im mniejsza częstotliwość, tym większy (fizycznie) dławik. Stosuje się ponad 20 kHz, żeby po prostu nie słyszeć przetwornicy. A potem dość szybko zaczynają się schody z przełączaniem.

Właśnie przeszukuję forum pod kątem SEPIC i... znalazłem kilka wątków.
Jest tam też link do kilku stron i wychodzi z tego, że musiałbym użyć dwóch dławików
Pisałeś wcześniej jeszcze o dwóch tranzystorach... hmmm.... Układ zaczyna się dosyć mocno komplikować.

Znalazłem na stronie nationala coś takiego:
http://www.national.com/an/AN/AN-1484.pdf

Jest tutaj przykład przetwornicy SEPIC, ale na układzie LM3478. Czy jest on wymienny z opisywanym przez Ciebie LM3578?

Tutaj jest opis LM3478:
http://www.national.com/pf/LM/LM3478.html

Jest też kalkulator Webench. Po zadaniu dyskutowanych parametrów wychodzi schemat z jednym tranzystorem?

Zaczynam już chyba powoli łapać, o co chodzi.
Przetwornica ma pracować zarówno z napięciem niższym, jak i wyższym od napięcia ładowania ogniwa, stąd konieczność takiej rozbudowy.

Nie musisz użyć dwóch dławików. W SEPIC można użyć (a nawet jest zalecane) pojedynczego dławika z dwoma uzwojeniami. Wtedy całość pracuje jak lepszy flyback.
Układ SEPIC wymaga jednego tranzystora zewnętrznego.

Dwóch tranzystorów, jednego dławika i dwóch diod wymaga układ boost/buck - to nie jest to samo co SEPIC.

LM3478 to całkiem coś innego - fajny układ ale inny i trudnodostępny w Polsce

SEPIC na LM3578 liczysz identycznie jak na innych układach. Zewnętrzny tranzystor NPN o prądzie Icmax co najmniej 3A łączysz w układ Darlingtona z tranzystorem wewnętrznym LM3578. Rezystor ogranicznika prądowego ma mieć wartość rzędu 0.07 oma (3 rezystory 0.22 om połączone równolegle) i łączysz go pomiędzy emiter tranzystora zewnętrznego a masę.

Cytat:

LM2675 masz w TME i na Alledrogo.

W TME są, na allegro nie moge znaleźć.

A jak z PWM-em? Da rade to jakoś zaimplementować?

RoMan

Czyli zakładając proponowaną częstotliwość 30kHz, jakiego dławika proponujesz użyć? Czy w ogóle można go dostać, czy będę musiał wykonać go sam?

Chciałbym jeszcze dołożyć dwa tryby ładowania: szybki - gdy potrzebowałbym w ciągu paru godzin naładować ogniwa kosztem ich żywotności, oraz wolny - gdy nie będzie mi się spieszyło?

Czy zamiast tranzystora NPN nie lepszy byłby jakiś MOSFET? Zazwyczaj mają mniejsze straty, a cenowo to chyba bardzo podobne?

Na razie planuję użycie ogniw Ni-MH, ale nie wykluczam w przyszłości użycia innych.

W jaki sposób uniknąć przeładowania ogniw? Czy proponowany układ sam sprawdza naładowanie ogniw i przerywa ładowanie, gdy są już pełne?

-> mmrudzin

Na Alledrogo trzeba trochę popolować - poszukaj w zakończonych aukcjach LM2675* i zapytaj wystawiającego.

Na pytanie o PWM odpowiedziałem wczoraj o 12:31

-> Serkules

Zdecyduj, jaką konfigurację wybierasz - SEPIC czy buck/boost?

Nie ma potrzeby zmiany trybów ładowania przy ładowaniu z dynama. Ale - jeśli się uprzesz - wystarczy zmieniać ilość rezystorów 0.22 om w emiterze tranzystora kluczującego. Normalnie ma być 3 równolegle.

Nie możesz zastosować MOSFETa przy tak zmiennym napięciu zasilania - zbyt duże prawdopodobieństwo niepełnego wysterowania i upalenia go po prostu. Na dokładkę i tak musiałbyś dodać tranzystor do rozładowywania bramki MOSFETa.

Układ tak prostej ładowarki może jedynie ograniczyć końcowe napięcie ładowania. Dlatego tez nie zalecam NiMH. Nie spotkałem jeszcze układu ładowania NiMH przystosowanego do wykrywania 0dV/-dV, który radziłby sobie z dzikimi skokami napięcia na wejściu i przerywanym ładowaniem. Po prostu od czasu do czasu będziesz musiał te akumulatorki formować w normalnej ładowarce.
Problemu nie ma z akumulatorem żelowym i LiIon - im nie przeszkadza przerywane ładowanie/rozładowanie i wystarczy prosty ogranicznik napięcia.
Oczywiście prąd ładowania jest ograniczony samoczynnie przez samą przetwornicę.

RoMan

Po kolei:

Trudno mi stwierdzić, jaka konfiguracja będzie dla mnie najlepsza. Jak już wcześniej pisałem, mam mgliste pojęcie o przetwornicach.

Dwa tryby ładowania to dosyć praktyczne rozwiązanie, choć zazwyczaj korzystałbym z trybu wolnego.

Co do MOSFETa to wszystko już dla mnie jasne.

Temat dynama na razie zamykam, bo nie chcę komplikować i tak już skomplikowanego układu.

Przyjmuję, że za każdym razem ładowanie odbywać się będzie do pełna i może być przerwane tylko awarią sieci
Ogólnie chodziło mi o to, że jakbym w razie zostawił cały układ na ładowaniu zamiast przez np. 4 godz., na całą dobę. Czyli coś na zasadzie jak telefony komórkowe - układ przerywa ładowanie lub ewentualnie podtrzymuje jakiś niewielki prąd doładowujący.

Zakres napięć od 4V do 20V lub ewentualnie trochę mniej - chciałbym zostawić, gdyż często zapuszczam się na jakieś dalsze eskapady rowerowe. Gdybym jednak zapomniał zasilacza, to mógłbym wtedy akumulatorki naładować czymkolwiek (akumulator z auta, USB z kompa; większość zasilaczy pracuje w tym zakresie napięć). Więc nie chodziło mi tylko o dynamo.

Założenie było takie, żeby całość była bardzo funkcjonalna, a jednocześnie niezbyt skomplikowana w budowie. Chętnie podejmę się budowy takiej przetwornicy, będę musiał jednak oprzeć się na jakiejś gotowej konstrukcji, bo do konstruowania od podstaw to mam jeszcze za małą wiedzę.