Ustawienie parametrów przetwornicy DC-DC dla LED mocy

[Mkazik1]

Witam serdecznie, 

szukam informacji jak wyregulować przetwornicę XL4005E1   https://sklep.avt.pl/przetwornica-xl4005e1-0-5a-0-8-30v-regulacja-pradu-i-napiecia-ladowarka-akumulatorow.html którą będę zasilał diody mocy. Chodzi mi konkretnie o to, czy jest różnica w regulacji bez obciążenia, czyli amperomierzem mostkuję wyjścia, czy diody muszą być jednak podpięte a amperomierz wpinam w szereg i dopiero wtedy reguluję?

Parametry diod:

OF-LM002-3B380   https://www.tme.eu/pl/details/of-lm002-3b380/diody-led-mocy-biale-cob/optoflash/

napięcie pracy 8,5 - 10,5V

prąd diody 300 - 450mA

Napięcie wejścia to około 14V z instalacji samochodu.W ykorzystam dwie diody do podświetlenia liczników. W tej chwili przetwornica jest ustawiona na 8,2V i 350mA bez obciążenia. Po podłączeniu diod i wpięciu szeregowo amperomierza w przewód minusowy pokazuje 190mA. Źle robię pomiar, czy jednak reguluje się pod obciążeniem? Diody świecą i jestem zadowolony z efektu, ale czy te ustawienia odbiegające od zalecanych nie skrócą ich żywota?

[marek1707]

Hm, pewnie się domyślasz, że nie ma prostej odpowiedzi. A właściwie jest: to zależy. Trzeba zacząć od tego, że przetwornice DCDC nie są urządzeniami używającymi jakiejś magii to konwersji jednego napięcia na inne. Obowiązująca je fizyka zmusza do pewnych ograniczeń i jednym z nich jest różnica napięć we-wy. Może być tak, że dla tego konkretnego scalaka, dławika i diody (bo to są kluczowe elementy topologii buck) oraz prądu wyjściowego spadek napięcia powinien wynosić więcej niż te 14-8.2=5.8V. To wydaje się sporo i moim zdaniem 14V powinno zupełnie spokojnie wystarczyć do zrobienia 8V, ale mogą istnieć jeszcze inne pułapki. Chińczycy wbudowali tutaj układ regulowanego ograniczenia prądu własnego pomysłu. Nie wiemy jak jest zrobiony, jak wygląda pomiar prądu (ile wymaga dodatkowego napięcia, bo że wymaga jakiegoś to oczywiste) i jak sygnał z pętli stabilizacji prądu jest sumowany z tym oryginalnym, ze sprzężenia zwrotnego od napięcia. To oznacza, że a) układ regulacji/ograniczenia prądu dodaje swoje 5 groszy do minimalnego spadku napięcia na całej przetwornicy i b) niestety ustawiony prąd może być zależny od napięcia wyjściowego. Co więcej, może być jeszcze w gorzej: układ regulacji prądu powoduje niestabilność pętli regulacji i w rezultacie, w wyniku dojścia do tego ograniczenia przetwornica zaczyna się "huśtać" np. 100 razy na sekundę a prąd tylko w przybliżenu jest taki jak ustawiłeś i to tylko mierzony miernikiem typu multimetr. Na oscyloskopie może tam być niezła kaszana. O ile jeszcze akumulatory jakoś to przeżyją (moduł jest reklamowany jako ładowarka), o tyle diody LED reagują natychmiast.. np. uszkodzeniem.

To tylko ostrzeżenie - bez sprzętu pomiarowego nie wierzę i nie podchodzę do takich wynalazków. A tak na spokojnie, to prawdziwą przyczyną małego prądu jest ustawione zbyt małe napięcie 8.2V. No niestety, żeby wejść w sterowanie prądowe LEDów musisz im zapewnić napięcie wyższe niż wymagają i bez skoku na głęboką wodę się nie obejdzie. Ustaw zatem na wyjściu 11V na pusto (tak, więcej  niż LEDy potrzebują z niewielkim zapasem), ustaw prąd (zwarciowy) na ile tam potrzebujesz (zacznij od 300mA) i podłącz diody przez amperomierz. Jeśli będzie OK, możesz delikatnie kręcić gałką ragulacji prądu aż osiągniesz pełną moc diodek. Jeśli prąd przestanie rosnąć przed osiągnięciem 450mA to znaczy, że a) ustawiłeś zbyt niskie napięcie - wtedy podłącz woltomierz i delikatnie je podkręć aż prąd wzrośnie, lub b) osiągnąłeś koniec możliwości tej przetwornicy i z 14V nie zrobi już wyższego niż 11V napięcia. Poza tym napięcie w inastalacji czasem spada do 12V i poniżej, więc dobrze byłoby zrobić próby także przy takim zasilaniu.

Napisz jak poszło.

[Mkazik1]

marek1707 odpowiedziałeś na moje pytania w dwustu procentach. Próbę działania układu robiłem na biurku w domu z użyciem zasialacza 12V 1000mA max, ale to urządzonko z bazaru za 10 zł  jest tyle warte ile kosztuje. Przez to nie mogłem podnieść napięcia powyżej 8,2V. Dziś robię próbę nr 2 już w samochodzie. Dzięki wielkie!

[marek1707]

No ale jeśli przy 12V nie jesteś w stanie podejść wyżej jak do 8.2V i LEDy nawet się nie zapalają, to ta przetwornica w komplecie z tymi konkretnie diodkami zwyczajnie do samochodu się nie nadaje.

Poza tym trochę nie wyobrażam sobie podświetlenia tablicy w samochodzie diodą o mocy 3W. Na pewno tego chcesz? Przecież w nocy to będzie jakiś laser prosto w oczy. Nie wiem, może weź kilka mniejszych białych diodek, połącz je równolegle - wtedy będziesz potrzebował 4V/200mA zamiast 8V i ta przetwornica bez problemu napięciowo sobie poradzi nawet przy spadku akumulatora do 10V.

No i sprawa chłodzenia. Masz do tej diodki jakiś radiator? Bo przegrzanie jej powyżej jakichś 80 stopni to kaplica. A taka temparturę bez radiatora to osiągnie w 5 sekund.

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[Mkazik1]

Już wyjaśniam. Po pierwsze diody działają przy 8.2V bezproblemowo. Po drugie mając na myśli urządzonko z bazaru miałem na myśli zasilacz z regulacją napięcia, który jest bardzo tandetny i ma skalę na przełączniku całkowicie rozjechaną z rzeczywistością, bo po ustawieniu przełącznika na 12V (czyli max) daje jedynie wcześniej wspomniane 8.2V. 

Cały licznik jest oświetlany przez dwie żarówki a światło rozprowadzane jest światłowodami. Do tego diody nie podświetlają cyferblatu od spodu jak to w większości aut tylko światło pada z góry jak latarnia uliczna. jest to Mercedes W201 ale bardzo podobne rozwiązanie jest np w Hondzie Civic. Diody zamocowane są na aluminiowej blasze o powierzchni dobranej doświadczalnie i nie ma problemu ze zbyt wysoką temperaturą. 

Po podpięciu przetwornicy do instalacji samochodu wszystkie parametry są w normie. Napięcie bez problemu ustawiłem na 9V i wtedy pobór prądu przez diody zgadza się z zadanym, czyli 350mA. Zrobiłem mały test, czyli napięcie wyjściowe ustawiłem na 8V i wtedy diody pobierają 80mA i świecą lekko. Przy 8,5V pobierają 240mA i świecą mocniej a przy 9V jeszcze mocniej. Stąd ostatnie pytanie - czy regulując napięcie na przetwornicy mogę  ją traktować jak ściemniacz? Czy obniżenie parametrów poniżej zadanych przez producenta może im zaszkodzić?

[marek1707]

Oczywiście zmniejszanie napięcia i tym samym prądu nie ma żadnego negatywnego wpływu na LEDy. Natomiast nie po to przecież kupowałeś przetwornicę ze stabilizacją  prądu, by bawić się w regulację napięcia. Napięcia nie powinieneś ustawiać na 9V tylko na takie przy którym działa regulacja prądu. Tak jak napisałem: ustawiasz przetwornicę "na pusto" na np. 10V albo 11V (skoro świecą przy 8V), ustawiasz prąd (bez LEDów) amperomierzem na ile tam chcesz (100, 200 300mA?), podłączasz diody i cieszysz się stabilizacją prądu. I to regulacją prądu ściemniasz diody. Po jednokrotnym ustawieniu napięcia "wstępnego" i podłączeniu diodek posługujesz tylko gałką regulacji prądu. Praca na stałym napięciu nie ma sensu - nie zapewnia ani stałej jesności (przy zmianach temperatury) ani sensownej regulacji, bo napięcie przewodzenia diodek to rzecz bardzo zmienna. Regulując prąd masz zakres od zera (czy od ilu tam regulacja tego modułu przewiduje) do 5A. I taki prąd jaki ustawisz będzie przez diody płynął o ile zapewnisz, że przetwornica nie będzie się "dławiła" przechodząc w tryb regulacji napięcia. Ale aby to zapewnić, musisz ustawić je odpowiednio wysoko bez obciążenia ukłądu diodami. Odnoszę wrażenie, że jeśli cieszy Cię przygasanie przy kręceniu napięciem, to nie bardzo to rozumiesz pomysł prądowego sterowania LEDów, ale nie wiem jak wyjaśnić to prościej. Może znajdź i poczytaj jakiś lepszy poradnik?

[Mkazik1]

Kto pyta błądzi do czasu odpowiedzi. Regulacja jasności diod przez zmianę natężenia - zapamiętam. Napewno zajrzę do jakiegoś podręcznika. Jeszcze raz dziekuję!