| Форум РадиоКот https://radiokot.ru/forum/ |
|
| Посоветуйте схему SEPIC для питания светодиода https://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=11&t=40443 |
Страница 1 из 3 |
| Автор: | Diver52 [ Чт янв 06, 2011 21:33:23 ] |
| Заголовок сообщения: | Посоветуйте схему SEPIC для питания светодиода |
В общем, ситуация такая. Питание будет из LiFePo4 аккумулятора. Для справки - диапазон входного напряжения 2,5...3,6 В. От этого планирую запитать светодиод Cree XP-E с падением напряжения 3,5 В, сила тока макс. 1 А. Хочу сделать 3 или 4 уровня яркости - макс. (1 А), средний (350 мА), мин. (100 мА) или же напряжение 3,5 В, 3,2 В, 2,8 В. Проблема вся в том, что именно нужна топология SEPIC, т.к. придется и повышать, и понижать в зависимости от ситуации. Например, при макс. яркости можно брать питание напрямую от аккумулятора, а при понижении использовать step-down. Все это годится при использовании при положительной температуре, ибо "полочка" разряда у этого типа аккумулятора очень "пологая", гораздо лучше, чем у Li-Ion. Но вот при -20 градусах (а самодельный фонарь я планирую использовать и на холоде) напряжение на аккумуляторе становится где-то 2...2,8 В. И тут уже без step-up не обойтись. Подскажите, плз, какую лучше схему использовать для этих целей для получения максимально возможного КПД? Вот что есть у нас в городе: L5987A, LM2621MM, NCP1450ASN33T1G. Еще также понимаю, что светодиод нужно питать током, а не напряжением, но таких чипов у нас в городе нет. Заранее спасибо за советы. |
|
| Автор: | Juri000 [ Пт янв 07, 2011 07:38:33 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Посоветуйте схему SEPIC для питания светодиода |
Вот здесь все, что вам нужно http://www.datasheetcatalog.org/datashe ... /1370f.pdf |
|
| Автор: | D.VOVA [ Пт янв 07, 2011 10:25:47 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Посоветуйте схему SEPIC для питания светодиода |
Может так получится? http://radiohlam.ru/pitanie/KPK_sepic_34063.htm |
|
| Автор: | Diver52 [ Пт янв 07, 2011 20:10:51 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Посоветуйте схему SEPIC для питания светодиода |
Juri000 Ну зачем мне нужен выходной ток до 6 А? Мне вполне достаточно и 1 А. Тем более, сам чип достаточно габаритный, и рассчитан больше под большие нагрузки и под доп. радиатор. Да и напряжение питания у меня может начинаться и с 2,2 В (например, при температуре -20 градусов при наполовину севшем аккамуле). А чип тянет только с 2,7 В. Да и в даташите нет толковой схемы в SEPIC. D.VOVA Схема запускается от 4 В. У меня же питание в пределах 2,2...3,6 В. На практике будет держаться где-то на 3,2 В. А это далеко не 4 В. Не стоит забывать, что LiFePo4, это не Li-Ion, а совершенно другой тип аккумулятора. Почему не выбрал Li-Ion? Да потому что он дохнет при любых условиях уже через 2-3 года. Мне же нужна стабильность и долговечность. LiFePo4 проработает и 15 лет с кол-вом циклов 2000. И пускай у него параметр емкость/размер в 2 раза хуже, чем Li-Ion, зато надежность. И напряжение у него ниже, чем у Li-Ion. Поэтому и ищу нормально работающую схему SEPIC. Больше всего склоняюсь к варианту LM2621MM. Но не знаю, какой будет КПД при использовании качественного дросселя. А главное, схема выйдет относительно компактной. Конечно, понимаю, что могу соединить последовательно 2 аккумулятора - это решает все проблемы в плане преобразователя. Только одно но. Придется делать схему балансир + защита от переразряда. А при использовании одного аккамула можно спокойно взять защиту от Li-Ion, и аккумулятор тупо отрубится при напряжении ниже, чем 2,5 В - т.е. от переразряда защищен. |
|
| Автор: | Starichok51 [ Пт янв 07, 2011 20:41:22 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Посоветуйте схему SEPIC для питания светодиода |
Diver52, как говорится, SEPIC, он и в Африке SEPIC. само название говорит, что у него есть одна и только одна схема, причем, работающая схема, а не куча схем, работающих или не работающих. а вот уже как сделать управление ключом - это твоя воля, какой ШИМ-контроллер поставить. вот по этой ссылке http://www.radiohlam.ru/teory/sepic_raschet.htm описана работа и принцип расчета технологии SEPIC. в конце странички есть он-лайн калькулятор SEPIC- схемы. |
|
| Автор: | Juri000 [ Сб янв 08, 2011 00:20:00 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Посоветуйте схему SEPIC для питания светодиода |
Diver52 писал(а): Juri000 Ну зачем мне нужен выходной ток до 6 А? Мне вполне достаточно и 1 А. Тем более, сам чип достаточно габаритный, и рассчитан больше под большие нагрузки и под доп. радиатор. Да и напряжение питания у меня может начинаться и с 2,2 В (например, при температуре -20 градусов при наполовину севшем аккамуле). А чип тянет только с 2,7 В. Да и в даташите нет толковой схемы в SEPIC. Схема sepic там как раз нормальная. Как и в даташитах многих ШИМ. Если вас не устраивает этот шим, поищите в сети другой. Схемотехника одна и та же. Этих чипов море, на любой вкус и размер. Вам предложили варианты, а выбор за вами. |
|
| Автор: | _RUS73_ [ Сб янв 08, 2011 02:17:21 ] | ||
| Заголовок сообщения: | Re: Посоветуйте схему SEPIC для питания светодиода | ||
Может вам вот такая схема подойдет, если не считать первого режима.
|
|||
| Автор: | Diver52 [ Сб янв 08, 2011 14:03:57 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Посоветуйте схему SEPIC для питания светодиода |
В любом случае спасибо за советы. Думаю тогда применю LM2621MM в топологии SEPIC, а там видно будет, какие результаты получатся. |
|
| Автор: | YS [ Вс янв 09, 2011 16:53:00 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Посоветуйте схему SEPIC для питания светодиода |
Цитата: Еще также понимаю, что светодиод нужно питать током, а не напряжением, но таких чипов у нас в городе нет. Любой стабилизатор напряжения легко превращается в стабилизатор тока, просто надо обратную связь брать не по напряжению, а по току. Я так делал с MC34063, которая, вообще, стабилизатор напряжения, но, как видно, легко превращается в стабилизатор тока. Все дело в обратной связи. Цитата: Но вот при -20 градусах ... А если Вы хотите еще и раширенный температурный диапазон, то однозначно только стабилизатор тока. Параметры светодиодов очень существенно плывут с температурой, а ВАХ у них экспоненциальная... Либо не выдаст расчетной мощности, либо сгорит. Подробности тут. *** А интвертирующий преобразователь не устраивает? Он тоже может и повышать, и понижать. А какая разница, как подключать светодиод, ну, поменяете местами катод с анодом, и все... |
|
| Автор: | Diver52 [ Вс янв 09, 2011 18:50:10 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Посоветуйте схему SEPIC для питания светодиода |
YS Большое спасибо за грамотный ответ. Теперь понимаю, что буду искать и делать стабилизатор тока. Знаю, что на MC34063 можно выставить любой ток и напряжение, разумеется, в определенных пределах. Жаль, что она не запустится от 2,5 В, а то бы все проблемы были решены. Знаю, что она тянет минимум 3,5 В, и то не с любым с полевым транзистором. Но вот как поступить с той же LM2621? В даташите схема стабилизатора тока не указана. Буду очень благодарен, если Вы дадите схему на основе LM2621 с регулировкой тока. Ток нужен 100 мА, 350 мА, 1 А. Хоть и при -20 градусах светодиод не сгорит (чип способен дать макс. 1 А), зато вот яркость будет "гулять" - это не есть хорошо, и будет неизвестно, какой ток он потребляет. Использовать фонарь точно буду в диапазонах температуры -20...+40 градусов. Да и вообще буду очень благодарен схеме, ибо в радиоэлектронике я не особо то знаток. Очень желательно, чтобы чип был распространен или совет, где его заказать можно. Сейчас уже на руках есть LM2621, NCP1529 и MC34063. Еще параллельно ищу схему повышающего преобразователя. Питание то же самое - 2,5...3,6 В. На выходе фиксированная сила тока 1...1,2 А, напряжение 4,3 В (но может "гулять", ибо питать буду лазерный диод - тут нужна стабилизация тока). |
|
| Автор: | YS [ Вс янв 09, 2011 20:36:23 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Посоветуйте схему SEPIC для питания светодиода |
Цитата: В даташите схема стабилизатора тока не указана. У MC34063 в даташите тоже схема стабилизатора тока не указана.  Сначала немного про общий принцип работы регуляторов. Все они содержат в своем составе источник опорного напряжения и вход обратной связи (у LM2621 это внутренний источник 1.24В и вход FB). Если напряжение на входе обратной связи меньше опорного, регулятор увеличивает напряжение на выходе, если больше - уменьшает. Это общий принцип. Теперь как изложенный принцип использовать для построения стабилизаторов тока и напряжения. Для построения стабилизатора напряжения вход обратной связи подключают к выходу стабилизатора через делитель, который рассчитывается так, чтобы при желаемом выходном напряжении регулятора напряжение на выходе делителя было равно опорному. Очевидно, что при напряжении выше/ниже желамого напряжение на выходе делителя будет выше/ниже опорного, и регулятор будет поддерживать на выходе напряжение во столько раз больше опорного, во сколько раз его ослабляет делитель. Это позволяет устанавливать любое выходное напряжение. Очевидно, что если мы хотим стабилизатор тока, то нам нужно сконструировать такую цепь, которая будет изменять напряжение на входе обратной связи пропорционально выходному току - подавать напряжение больше опорного, если ток на выходе больше нужного, и меньше опорного - если меньше. Самое очевидное решение - поставить после нагрузки резистор, рассчитав его так, чтобы при желаемом токе падение на нем было равно опорному напряжению. Этот способ вполне рабочий, и в основном непригоден в силу того, что при существенных выходных токах (~300мА уже существенно) требуется редкий (а то и несуществующий) номинал резистора, на котором, кроме того, будет выделяться существенная мощность, снижающая КПД. Поэтому обычно поступают по-другому: ставят резистор удобного номинала, а напряжение с него усиливают. При этом, кроме того, появляется возможность менять выходной ток, изменяя коэффициент усиления. Теперь, вооруженные этим знанием, взгляните на мою схему на MC34063, и перенесите ее на LM2621... |
|
| Автор: | Diver52 [ Вс янв 09, 2011 21:38:01 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Посоветуйте схему SEPIC для питания светодиода |
Еще раз спасибо. Перенесусь на Вашу схему. Резистор R2 в моем варианте тоже должен быть 0,5 Ом? На сколько он Вт (полагаю, что он будет минимум 0,5 Вт, ибо ток через светодиод достигает 1 А, т.е. U=1*0,5=0,5 В упадет на нем, и P=0,5*1=0,5 Вт)? По какой формуле вычисляются R3 и R4 для получения разного тока? Мне, например, нужно получить токи 100 мА, 350 мА и 1 А. Принцип теперь более менее понял.  В даташите моей схемы напряжение считается следующим образом: Rf2=Rf1/((Vout/1,24)-1). Для случая 3,3 В на выходе Rf1=150 кОм, Rf2=91 кОм - все сходится с формулой - тут все понятно. Теперь как все тоже самое посчитать для тока, учитывая, что максимум микруха тянет 1 А? Все остальное, как я понимаю, использовать из даташита схемы? Еще пару вопросиков - использование этого ОУ точно не понижает КПД схемы (ну или понижает, но не более 2-3% - это несущественно) - это важно для меня? И еще, как я понимаю, что можно уже тупо воспользоваться схемой Step-Up вместо Sepic? Ибо на резисторе упадет 0,5 В, значит, на светодиод + резистор потребуется 3,5+0,5=4 В. Хотя при 3,2 В на светодиоде (средний уровень яркости - ток 350 мА) падение будет уже 0,2 В, значит, 3,2+0,2=3,4 В. Тогда еще вопрос, как считаете, как будет работать схема Step-Up, когда на входе и выходе одинаковое напряжение? А так действительно большое Вам человеческое спасибо, ибо идея очень понравилась, и если все запустится, то уже аж 2 схемы будут рабочие - а именно, самодельный фонарь и мощная синяя лазерная указка. Да, и еще чуть самое главное не забыл спросить. Посмотрел даташит операционника LM324. У него напряжение питания минимум 3 В. Напряжение на аккумуляторе 2,2...3,6 В. Напряжение на светодиоде 2,9...3,5 В. Даже если его подключить к выходу на светодиод, нет гарантии, что он запустится от 2,9 В. У Вас же в схеме все проще - питание от 12 В, у меня же напряжение намного ниже. Подскажите, плз, как лучше поступить? Можно ли использовать ОУ MCP6022-I/SN - у него питание 2,5...5,5 В, да и он сдвоенный - более компактный, чем счетверенный? По сути, подойдет любой, чтобы удовлетворял напряжению или есть какие-то критерии? |
|
| Автор: | _RUS73_ [ Вс янв 09, 2011 21:54:53 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Посоветуйте схему SEPIC для питания светодиода |
Diver52 писал(а): YS От 1,9-2в минимум запускается, лично проверено
. Жаль, что она не запустится от 2,5 В, а то бы все проблемы были решены. Знаю, что она тянет минимум 3,5 В |
|
| Автор: | Diver52 [ Вс янв 09, 2011 21:58:23 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Посоветуйте схему SEPIC для питания светодиода |
_RUS73_ Может быть, и запустится, но будет ли ток на выходе при этом 1 А? И какой полевик при этом используете? Можно схемку? |
|
| Автор: | Starichok51 [ Вс янв 09, 2011 22:13:17 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Посоветуйте схему SEPIC для питания светодиода |
Diver52, если ты задаешься падением на измерительном резисторе 0,5 Вольта, то для любого тока должно быть 0,5 Вольта. это значит, что тебе надо иметь 3 резистора на твои 3 ступени тока. ОУ можно запитать от выхода бустера. появится напряжение на выходе - появится сигнал обратной связи. учти, что еще есть диод на выходе. за счет падения на диоде выходное напряжение бустера будет всегда больше напряжения питания. |
|
| Автор: | YS [ Вс янв 09, 2011 22:17:48 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Посоветуйте схему SEPIC для питания светодиода |
Цитата: использование этого ОУ точно не понижает КПД схемы Использование ОУ повышает КПД схемы, ибо дает возможность установить резистор меньшего номинала, и, соответственно, минимизировать выделяемую мощность. R3-R4 определяют коэффициент усиления, на ОУ собран неинвертирующий усилитель. Итак, мы хотим ток I. При этом на входе FB должно быть напряжение Uref. Падение на резисторе Rs при желаемом токе - Ur=I*Rs Его нужно усилить в Uref/Ur раз, чтобы получить Uref на входе FB при желаемом токе. Коэффициент усиления неинвертирующего усилителя - k=1+(R2/R1) , см. картинку и Обучалку.  Тогда Uref/Ur=1+(R2/R1) Uref/(I*R)=1+(R2/R1) Откуда R2/R1=Uref/(I*R)-1 Ну, а зная их соотношение, выбираем из стандартного ряда наиболее близкую пару сопротивление/подстроечник, а точно уже устнавливаем вращением подстроечника, как и сделано у меня. Можно просто поставить подстроечник вместо резисторов, но тогда тяжелее отлавливать точное положение движка для достижения заданного коэффициента усиления и, соответственно, тока. Цитата: Хотя при 3,2 В на светодиоде (средний уровень яркости - ток 350 мА) Неправильно. Напряжение на светодиоде будет изменяться при изменении температуры и старении светодиода, потому яркость можно привязывать только к току. Напряжение при одинаковом токе может гулять в зависимости от условий (для белого светодиода) от 3 до 4.1 В. Нормируется только ток. А достигаться он может, вообще говоря, при любом напряжении из этого диапазона. Потому необходимо, чтобы преобразователь мог выдать максимум около 4В. Цитата: По сути, подойдет любой, чтобы удовлетворял напряжению или есть какие-то критерии? По сути годится любой. Я брал LM324 только потому, что он самый дешевый из имеющихся в близлежащем магазине. Критерии? Да, есть. Главный - максимальная дешивизна.  Цитата: От 1,9-2в минимум запускается, лично проверено А на морозе или жаре? А из разных партий? |
|
| Автор: | YS [ Вс янв 09, 2011 22:22:38 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Посоветуйте схему SEPIC для питания светодиода |
Цитата: если ты задаешься падением на измерительном резисторе 0,5 Вольта, то для любого тока должно быть 0,5 Вольта. Одно из преимуществ технологии с усилением сигнала от датчика, кроме повышения КПД, состоит в том, что измерительный резистор остается тем же самым для любого тока, и может быть вообще любым. Ток можно устанавливать изменением коэффициента усиления. Так что нужны просто три резистора обратной связи для операционника. По факту - три подстроечника. А можно вообще поставить штатный переменник и получить плавную регулировку. Только тогда надо ограничить минимум усиления, чтобы не спалить диод. Максимальный ток достигается при минимальном усилении. |
|
| Автор: | Starichok51 [ Вс янв 09, 2011 22:27:42 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Посоветуйте схему SEPIC для питания светодиода |
какая, в общем-то разница. оставляем измерительный один, но тогда имеем 3 резистора в усилителе для переключения пределов. согласен, в усилителе - проще. просто я уже поленился про это написать. |
|
| Автор: | D.VOVA [ Вс янв 09, 2011 22:29:38 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Посоветуйте схему SEPIC для питания светодиода |
Если Вас интересует не сам процесс разработки и изготовления уникального драйвера для светодиода, то, с практической точки зрения, проще и дешевле подобрать из готовых - http://alled.ru/led-drivers.html |
|
| Автор: | YS [ Вс янв 09, 2011 22:30:57 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Посоветуйте схему SEPIC для питания светодиода |
Цитата: согласен, в усилителе - проще. просто я уже поленился про это написать. Так это же как раз основное! Согласитесь, найти точный резистор в доли Ома гораздо сложнее, чем подстроечник на десяток килоом, которых везде полно. А сам измерительный резистор может быть хоть рандомным куском нихрома. |
|
| Страница 1 из 3 | Часовой пояс: UTC + 3 часа |
| Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group http://www.phpbb.com/ |
|
