Driver LED, jakieś propozycje?

[Tom277]

Przyszło mi zbudować dla siebie oświetlenie sygnalizacyjne z kilkunastu/kilkudziesięciu czerwonych LED-ów. Zasilanie będzie to 12V z akumulatora i alternatora na platformie maszyny, diody SMD po 20mA na diodę.

Nie chcę robić drivera liniowego ponieważ "szkoda" mi energii gdy lamka pracuje na akumulatorze, nie chcę też mieć grzałki gdy napięcie zasilania wzrośnie do ponad 14V przy pracy alternatora. Z definicji nie lubię chińskich modułów, bo one są świetne, ale tylko w opisie z Aliexpress a w rzeczywistości jest różnie. Chciałbym też żeby płytka była dopasowana do obudowy lampki więc gotowy moduł będzie ciężko dopasować. Wybór padł więc na budowę drivera impulsowego, no i tu się zaczął problem.

Jakoś nie mogłem znaleźć układu scalonego, który spełniałby moje oczekiwania, wciąż coś było nie tak. Tak, tak wiem na pewno nieudolnie szukałem, wielokrotnie trafiłem na opis " ... dedykowanych układów jest mnóstwo". Niestety jakoś ja nieporadnie szukałem 🤪.

W końcu trafiłem na układ który jest stosowany w driverze podświetlenia LCD DF6113

Wydaje mi się, że układ jest dla mnie odpowiedni, niestety niedostępny w Polsce. Zamówiłem więc z Aliexpress, przyjdzie za dwa miesiące 😡. Trochę długo, chciałbym chociaż jedną sztukę zrobić "na już", czy ktoś z szanownych kolegów mógłby mi podpowiedzieć inne rozwiązanie, inny układ?

Myślałem może, że zrobię przetwornicę na jakimś AVR-e który i tak chce zastosować do generowania odpowiedniej sekwencji błysków, ściemniania, wyłączania itp. 

Czy w ogóle zasilanie diod w ten sposób jak na powyższym schemacie ujdzie jakoś? Może wpiąć niewielki np 1ohm rezystor w każda gałąź diod dla wyrównania prądów? Nie mogę zrobić dla każdego rzędu diod osobnego drivera ponieważ tych rzędów będzie np 10szt czyli dość dużo no i tak się chyba tego nie robi.

Będę wdzięczny za każde sugestie, podpowiedzi.

Pozdrawiam   

[Gieneq]

Ostatnio wymyśliłem sobie latarkę samoróbkę. Zasilanie z 1 akumulatora Li-Ion. Sterowanie w zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego - pomiar napięcia na LED, porównanie z wartością zadaną zapisaną w programie (3,2 V), sterownik PID i na wyjściu PWM sterujący kluczem z MOSFETa. Zrobione na Nucleo STM32L1, ale na czymś innym też się uda. Schemat wygląda tak i działa. Nastawy regulatora dobrałem tak by widać było oscylacje przy starcie - taki bajer miał być. Wraz z rozładowaniem, zwiększa się PWM, a z naładowaniem zmniejsza tak by utrzymać stałe napięcie na diodzie.

Schemat, ale pewnie da się to zrobić lepiej, więc może niech ktoś inny się wypowie:

[_LM_]

Był niedawno podobny wątek, nie znajdę teraz ale warto szukać w archiwach EP https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://ep.com.pl/files/10818.pdf&ved=2ahUKEwiLquC65YrxAhXOnIsKHVAuBgsQFjAAegQIAxAC&usg=AOvVaw21JIo_9_obec9OQj7SfFOG są jeszcze nowsze wydania. 

[_LM_]

https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://ep.com.pl/files/2438.pdf&ved=2ahUKEwjjp4Tn5orxAhWUHXcKHbAvBS0QFjACegQIBRAC&usg=AOvVaw2vz5JkKvOyIpoqBC3EGStb

https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://ep.com.pl/files/11728.pdf&ved=2ahUKEwjjp4Tn5orxAhWUHXcKHbAvBS0QFjABegQIBxAC&usg=AOvVaw0DMVb66vs00JpGz5uQNdtR

Poszukaj też w mariteksie ukadów mbi macroblock

Edytowano Czerwiec 9, 2021 przez _LM_

[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

[Tom277]

_LM_ dziękuję, ciekawe artykuły, nie wiem czy rozwiążą mój problem, ale na pewno bardzo pomocna podpowiedź. 

13 godzin temu, _LM_ napisał:

Poszukaj też w mariteksie ukadów mbi macroblock

Wczoraj to właśnie przeglądałem 🙂 fakt, że dużo z tych układów to liniowe regulatory.

Gieneq w sumie to gdzieś wcześniej przeszła mi taka myśl żeby diody zasilać pwm-em sterowanym z uP i kontrolować prąd ADC, ale jakoś tak umknęło to mojej uwadze w trakcie rozważań. Dzięki za przypomnienie.  

 

[szczygiel256]

Przytoczony sterownik jest typową przetwornicą do sterowania Led-ów.

Przeglądnij poniższe linki może Ci pomogą. Możliwości jest sporo.

https://www.ti.com/power-management/led-drivers/overview.html?keyMatch=LED DRIVER DC DC&tisearch=search-everything 

lub

https://www.analog.com/en/products/power-management/led-driver-ic.html

Praktycznie każdy większy producent posiada w ofercie podobne rozwiązania.

Przykładowo w TME możesz kupić przykładowy układ:

https://www.tme.eu/en/details/ncp3065dr2g/voltage-regulators-dc-dc-circuits/on-semiconductor/

Możliwości jest sporo.

[Tom277]

szczygiel256 dziękuję 😀 układ zaproponowany z TME jest całkiem ciekawy i co najważniejsze jest dostępny (masakra, co się dzieję z dostępnością).

Właśnie chyba największy mój problem z tym, że możliwości jest sporo i jest bardzo duży wybór z którego nie potrafiłem odfiltrować sobie tego co byłoby dla mnie najlepsze.

Dziękuję koledzy za rzeczową pomoc.

Pozdrawiam

edit

przeglądam notę układu jaki zaproponowałeś i powiem więcej, on jest bardzo ciekawy 🤗 , cena super, możliwość podpięcia zewnętrznego tranzystora oj... 😋

 

Edytowano Czerwiec 11, 2021 przez Tom277

[Tom277]

A jeszcze jedno pytanie bo w sumie to nikt się do tego nie odniósł.

Co sądzić o takim podłączeniu diod?

Spotykam w notach aplikacyjnych taki sposób, ale też często trafiam na informację, że nie powinno się tak łączyć diod (równolegle) ze względu na rozbieżność charakterystyk/parametrów. Nigdzie natomiast nie spotkałem się z przykładem włączania niewielkich rezystorów w każda gałąź, tak jak to się robi np przy łączeniu równoległym tranzystorów.

W powyższym przykładzie mam na myśli diody "normalne" z prądem ok 20 - 50mA, które połączone w taki panel pobrałby łącznie ok 500 - 800mA. Na przykład byłby to panel dziesięciu rzędów, każdy rząd po 50mA.

 

[Gieneq]

6 godzin temu, Tom277 napisał:

Nigdzie natomiast nie spotkałem się z przykładem włączania niewielkich rezystorów w każda gałąź,

@Tom277 a ja się spotkałem 😉 w paskach LED 12V, 3 LEDy i do tego rezystor SMD o małym oporze.

Możesz tak podłączyć, czemu nie. Tylko... musisz tylko pamiętać jak wygląda charakterystyka diod, 0,1 V różnicy to dla LED dużo zwłaszcza, gdy jesteś już przy napięciu gdzie świeci dość mocno. Wynika to z charakterystyki wykładniczej, dla małych napięć prąd jest mały, ale bardzo szybko zaczyna rosnąć, także później te 0,1V może spowodować nawet podwojenie prądu.

Jeżeli obiecasz, że zasilisz to z bardzo stabilnego zasilania z dokładnością do dziesiatej części po przecinku i nie będziesz chciał wyśrubować napięcia co do 0,1 mV tak by uzyskać max jasność to możesz próbować 🙂 Nawet jeżeli z jakiś przyczyn jakaś dioda w szeregu będzie miała inne napięcie to wtedy te 0,1V jej nie wykończy.

Zauważ że na schemacie co podesłałem dioda nie ma rezystora i jest podłączona tranzystorem MOSFET do zasilania które przekracza jej napięcie pracy. W takim układzie ważne jest dobranie sterowania, aby zawsze być pod kreską - nazwa się to charakterystyką aperiodycznie krytyczną, nie ma przeregulowania, do stanu ustalonego dochodzisz cały czas poniżej wartości zadanej.

To jak to będziesz sterować to inna sprawa. Jak sterujesz impulsowo to przez krótką chwilę podajesz napięcie za duże, ale diody radzą sobie z tym. Możesz też wybrać tranzystor, wejść w obszar liniowy i regulować jego rezystancję. Tylko wiąże się to ze stratami energii 😕 To jest szeroki temat.

 

[Tom277]

Dnia 11.06.2021 o 14:48, Gieneq napisał:

@Tom277 a ja się spotkałem 😉 w paskach LED 12V, 3 LEDy i do tego rezystor SMD o małym oporze.

😄 a no tak, całkiem zapomniałem, że to jest tak zrobione, choć nie do końca 😉 o to mi chodziło.

Dnia 11.06.2021 o 14:48, Gieneq napisał:

...zasilisz to z bardzo stabilnego zasilania z dokładnością do dziesiatej części po przecinku i nie będziesz chciał wyśrubować napięcia co do 0,1 mV tak by uzyskać max jasność to możesz próbować ...

Nie wiem, czy dobrze się zrozumieliśmy, ja maiłem na myśli zbudowanie źródła prądowego o np. wydajności 300mA i zasilanie z tego 10 gałęzi/kolumn (po 4szt w szeregu) diod led, gdzie każda kolumna teoretycznie powinna pobierać 30mA. Rezystor chciałem wpiąć w szereg 

Teraz tak na serio, to z powyższym układem się nie spotkałem, żeby bardzo mały rezystor kompensował różnice prądu w takim połączeniu diod. Jeśli już gdzieś w nocie aplikacyjnej połączone są tak lub podobnie diody to bez żadnych rezystorów. Czyli co bez sensu ten rezystor?

[Gieneq]

3 godziny temu, Tom277 napisał:

ja maiłem na myśli zbudowanie źródła prądowego o np. wydajności 300mA

Wydaje mi się, że się dobrze zrozumieliśmy. Jeżeli budujesz źródło prądowe to rezystor może nie być potrzebny, bo jego zadanie to redukcja nadmiaru napięcia -> prąd a robisz to na etapie sterowania. Z tego co pisałem wcześniej - miej w pamięci, że jak coś się uszkodzi i odetnie Ci gałązkę to pozostały prąd rozejdzie się na pozostałe gałęzie. Dlatego pomiar napięcia całego bloku ledów jest też potrzebny, ale to wynika ze sposobu realizacji zasilania.

Najlepiej jakbyś podesłał konkretny pomysł na realizację zasilania - sposób sterowania, pomiar prądu, regulację w sprzężeniu.

[Tom277]

Ok. Na razie jeszcze nie mam nic prócz koncepcji.

Odezwę się.

Dzięki

 

[_LM_]

Na każdą gałąź możesz zastosować scalone źródła prądowe, pytanie czy to się opłaca i czy np takie analogowe nie będą niweczyły korzyści ze stosowania przetwornicy w zasilaniu LEDów.

[Tom277]

Jakiś czas temu kupiłem takie źródła po pierwszym zachwycie, ale ostatecznie po przetestowaniu emocje opadły. Może w jakimś specyficznym zastosowaniu ma to sens, ale w moim akurat się słabo sprawdziło. Zrobiłem płytkę jak na powyższym schemacie, czyli dziesięć kolumn po 4 czerwone LED-y. Każda kolumna posiadał swoje źródło prądowe 30mA, wygląda jak mała dioda SMD SS14L. Niestety wszystko to razem tak się grzało, że miałem poważne obawy o trwałość diod. Diody swoje tez dodały do tego piecyka.

Tak jak napisałem wcześniej, może w jakimś pojedynczym zastosowaniu ok, ale w tym przypadku akurat nie bardzo.