Как рассчитать дроссель для драйвера светодиода

sputnic1436

Есть задача - нужен дроссель для драйвера светодиодного прожектора с следующими параметрами:
Индуктивность - 1мГн
Ток реальный - порядка 2,3А, но лучше считать с полуторным запасом - 3,5А
Феррит - любой который можно купить вот здесь: https://voron.ua/catalog/010195
Провод желательно 0,25/0,35/0,8мм (такой есть в наличии).

Подскажите как рассчитать данный дроссель (желательно программу для расчета т. к. в дальнейшем возможно нужно будет считать и другие дроссели) и какие параметры нужны для намотки такого дросселя (какое железо, с/без зазора, кол. витков).

Реклама

Martin76

https://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=11&t=33756
Так же, есть программа Epcos MDT, но она сложнее значительно.

Реклама

sputnic1436

Я правильно понимаю что для вот такого сердечника (при условии что я сточу центральную его часть до зазора 0,51мм нужно будет мотать вот такие данные (См. изображение расчета):

ссылка на саму конструкцию где будет использован дроссель - http://www.flashled.com.ua/articles/722-drv220
Не совсем понятен номинальный ток, он у меня 2,3А но автор рекомендует брать с полуторным запасом, поэтому подставлял 3,45А.
Плотность тока оставил по умолчанию 7А/кв. мм.
И не совсем понятно - в продаже указано что продается корпус - половинка т. е. при покупке я так понимаю мне нужно будет брать 2 Татих изделия.... программа это учитывает или нет?

Правильно ли я посчитал? Не хотелось бы спалить матрицу да и фееверков тоже

Martin76

А зачем такой огромный сердечник то ? Этот Е55 для сварочника подойдет. Е25/ EFD25-30 вполне должны подойти. Если продается половинка , то нужны две и каркас, иногда продается комплект, две половинки, каркас и крепежные элементы, если они должны быть. Если у половинки есть зазор, то у двух будет удвоенный зазор, т е если 0,5мм, то будет суммарный 1мм. Если одна половинка с зазором, другая без, то будет как у половинки с зазором.

Реклама

sputnic1436

Например даже при Е30/15/7 пишет что зазор должен быть минимум 6,26мм, а это уж ОООчень много (обычно сердечники видел с зазором 1мм, ну 1,5 отсилы,.... но 6,26 это до*ига)... возможно я что то в программу вбиваю не то.

Реклама

Martin76

sputnic1436 писал(а): пишет что зазор должен быть минимум 6,26мм

В MDT расчет намного более оптимистичен даже при 100 градусах рабочих...

screenMDT.jpg

Вот еще какое дело, драйвер для такой матрицы, 100Вт, Вы выбрали неудачный. Он больше заточен на маломощные диоды. Трансформаторная схема будет лучше, надежней и безопасней. Тем более у Вас вроде мощные БП 48В есть.

Реклама

sputnic1436

Трансформаторный, точнее импульсный БП то есть на 48В на порядка 1800Вт.... но как то жалко его ради 200-400Вт использовать, да и громоздкий он и шумный.
Ну а на этот драйвер я уже заказал 2 микрухи так что в любом случае буду пробовать, не выкидывать же добро.... тем более полевик можно поставить с большим запасом + дросель.
Минус конечно что нет гальванической развязки но зато компактно, легко = все можно без труда установить на штатив вместе с светодиодом.

На счет расчетов в MDT не совсем понял - ну не дружу я с английским... посмотри скриншот моих расчетов, может я что то не то вбиваю в расчет..... по идее в любой программе должно примерно выходить одинаково, ну плюс/минус процентов 10-15 на погрешность.

Там пишут что при таком железе и параметрах мне не хватит места чтобы разместить + зазор в 6,26мм

Fuser

ЕЕ25 маловат.
3.75А - слишком уж избыточно, если постоянный ток будет меньше 2.5А. для подстраховки можно поставить 3А, хотя и этого много.
возьми ER 35/21/11, который можно выдрать из компового БП. ток 3А, плотность тока 6-7А, зазор получается около 2мм, что вполне приемлемо.

sputnic1436

Покупаться феррит будет в Вороне, неоткуда у меня доставать - всю жизнь предпочитал трансформатор и избегал импульсники как таковые в любых видах. Отсюда и незнание расчетов да и их работы + неоткуда снимать.
Там ближайшее что у меня получается даже при 3 Амперах это E42/21/15, тогда влазит обмотка и зазор в 0,68мм..... в меньшее нечего не влазит.

И я правильно понимаю, что зазор на Ш образном феррите должен быть в центральном стержне где катушка а не всех трех (т. е. просто прокладка на все точки соприкосновения)?

sputnic1436, откуда информация, что нужно 1 мГн?
на 1 мгН с током 3,75А дроссель получится большой. сердечник Е30 там явно мал.

sputnic1436

Индуктивность была взята из расчетов по аналогии отсюда - http://www.flashled.com.ua/articles/722-drv220
Исходя из того что ток светодиодной матрицы 2 Ампера и Напряжение 35,5 Вольт, ток пульсаций +/-15% как в оригинальном расчете.
Свои расчеты могу сфоткать и выложить

Автор данной статьи применил вообще снятый дроссель из балласта на 2 мГн, хотя по расчетам у него вышел дроссель тоже на 1 мГн.

alexander.k

Собирал похожую схему. На токах 350мА как в статье похоже у всех более менее все работает. У меня на токе в 1А существенно грелись ключ и диод. Вылечилось установкой высоковольтного диода Шоттки, но такое решение весьма дорогое выходит. На выход еще пролазят "иголки" от переключения транзистора. При плохой разводке платы они получаются неприлично большими.

Я дроссели мотал на сердечники RM14, запас по току 1.5А. Зазор 0.6 или около того. Не помню точно.

-- подставил ваши данные в свою табличку для расчета. У меня индуктивность меньше получилась. Там чем больше выходной ток, тем меньше индуктивность нужна. (у меня расчет под микросхему hv9160 - может быть что то по другому)

Ток: 2000мА
Пульсации: 15%
Rt: 330kOm
V: 36.3V

Частота: 65кГц
Rcs = 0.136Ом
Pcs = 544мВт
Дроссель: 0,81675 мГн

Минимальное напряжение на прожекторе: 21.3В. Если ниже - сбивается стабилизация.

Я не помню на память минимальное значение для Rt. Если его можно уменьшить и задрать частоту, то дроссель будет еще меньше.

sputnic1436

У меня вышло следующее:
Iled=2А
Vled - 35,5В
Id=0,3А
Vin=310В
Rs = 0.125 Ом
D=0,114516
tp=8.855мкс
Rt=531 кОм
Rt уточненое = 510кОм
Tp уточненое (при Rt = 510кОм) = 8,53 мкс
L min = 1 мГн

alexander.k

Да, методика расчета отличается. Из ваших исходных данных у меня только коэф. заполнения совпал

. Все остальное - другое.

Если пульсации не критичны - попробуйте их увеличить. Это может значительно снизить величину индуктивности. Опять же, похоже вы рассчитывали Rt. Я его брал с потолка из расчета, чтобы попасть в диапазон регулирования. Если его подобрать, чтобы частота была 60-80 кГц - индуктивность можно уменьшить (но будет выше нагрев схемы).

Непонятно как считали RS? На входе CS вроде бы должно быть 272мВ. Т.е. 0.272В/2А = 0.136 Ом. У вашей микросхемы другой порог отключения ключа?

----- Добавлено -------
Вообще посмотрите даташит на микросхему: Там в разделе 2 описан весь расчет из первых рук. Я бегло посмотрел статью, на которую вы ссылаетесь. Там расчет некоторых вещей делается по другому. Например, рассчитывается Rt, хотя его надо выбирать исходя из допустимых параметров. В даташите это все описано. Rs тоже по другой формуле в даташите предлагают считать.

charchyard

вопрос к тем, кто повторял схему: а если транзистор пробивается светодиодом хана или остаются в живых?

alexander.k

хана. у меня выгорала вся цепочка СД

Martin76

Есть еще одно не радостное наблюдение, в некотрых телевизорах, в основном Самсунг, по похожей схеме организовано питание подсветки, 1-4 канала с питанием под 200В и такой же схемой драйверов, с ключом с контролем тока в истоке и дросселем на каждый канал, и с одной или несколькими мс управления.
Так вот, в этих схемах особенно много всегда убитых диодов, в отличие от схемы повышайки и стабилизатора тока на мосфете или микросхеме после нее, хоть одноканальных, хоть 2-8и более канальных.
Например недавнее , из 45 светодиодов, 12 еле живых, все остальные пробитые, тогда, как от перегрева они чаще обрываются. Я думаю в этой схеме диодам хорошо достается обратным напряжением, либо высоковольтными импульсами с пробоем защитных стабилитронов - на сдохшем диоде установить, кто умер сам диод или защита практически невозможно.

sputnic1436

Во блин.... а уже все приобрел для сборки, сегодня собирался плату под себя подправить и в бой...
Убить матрицу за 50 баксов как то не хочется. Придется таки хорошие матрицы ставить в какую то другую схему.
А эту схему погонять на дешевой матрице - проживет годик-другой тогда туда можно будет поставить и дорогую а нет так нет, 100 гривен это не 50 баксов.

sputnic1436

[uquote="Martin76",url="/forum/viewtopic.php?p=3457338#p3457338"].... Я думаю в этой схеме диодам хорошо достается обратным напряжением, либо высоковольтными импульсами с пробоем защитных стабилитронов - на сдохшем диоде установить, кто умер сам диод или защита практически невозможно.[/uquote]
Я тут подумал....а если например поставить еще последовательно с матрицей тот же диод... спасет ли это от обратного напряжения?

alexander.k

Я на работающем светильнике выбросов обратного напряжения не видел. Однако, в некоторых конфигурациях у меня диоды выгорали - причину не нашел. А там где заработало - все работает уже 3й год. Я для защиты подумываю о цепочке на выход: предохранитель + саппресор + ограничитель тока. Выглядит как костыль, но я все же хочу попробовать. По крайней мере при отладке буду спокоен, что диоды уцелеют при любом косяке в драйвере.

Ограничение типа такого (не рисовал саппресор и предохранитель перед ограничителем):

Спойлер

У меня есть подозрение, что у меня дроссель с очень большой паразитной емкостью. Как вообще правильно мотать, чтобы снизить? Виток к витку или внавал или еще как то?
Из-за этой емкости большие пиковые выбросы идут.