Контроллер светодиодного фонаря.

[OPERATOR_777]

Всем привет. Имеется фонарь, в котором установлено 19 светодиодов, включенных параллельно. Ранее этот фонарь работал на кислотно-свинцовом аккумуляторе, который, из-за долгого пребывания в разряжённом состоянии, пришел в негодность (залив дистиллированной воды не помог). Поэтому, было решено перевести данный фонарь на литий-ионные аккумы типа 18650. Установить планирую 4 банки по 2200 мАч. С зарядкой проблем не возникло: у меня уже давно лежат маленькие платки заряда таких аккумуляторов с максимальной силой тока в 1 ампер. Можно ли, для более быстрой зарядки, две подключить к одной, а оставшиеся две к другой и выходы их соединить? Второй вопрос драйвера светодиодов. Напряжение с аккумов будет примерно 3.6v, а при полном заряде вообще 4.2v, а максимальное напр. питания светодиодов, как я понимаю, 3.2v-3v. Соответственно, нужен какой-то контроллер, который на выходе поддерживал напряжение в районе 3v, но где такой взять? Может, спаять самому? Рассматривался драйвер для мощных светодиодов по типу xml-t6, но у них на выходе тоже 3.7v. Также хотелось бы оснастить фонарь несколькими режимами яркости и парой режимов мигания.

Вот такие у меня платки:


Светодиоды такого типа:

[mickbell]

Негоже на светодиоды подавать напряжение. Подавать надо ток. Из этого и исходите. Я, кстати, не понял, как вы собираетесь соединять светодиоды. Неужели параллелить?

[OPERATOR_777]

У меня все диоды распаяны на круглой плате и там запараллелены. Ну, как это обычно в фонарях бывает. Также у каждого диода есть место под резистор, в которое впаяна перемычка. Как понять "подавать надо ток"? Ведь яркость светодиодов напрямую от напряжения зависит.. Пожалуйста, растолкуйте чуть подробнее.

[Николай_С]

Толкую:
Полупроводниковый кристалл светодиода критичен к перегреву. При незначительном превышении рабочей температуры кристалл быстро деградирует, а при значительном - мгновенно сгорает. Это понятно?
Вольт-амперная характеристика (ВАХ) светодиода очень похожа на ВАХ обычного диода (посмотрите её сами в И-нете), нелинейна и имеет два ярко выраженных участка с изменением угла наклона, а также точку перегиба. Рабочая часть ВАХ светодиода имеет почти вертикальный участок, любое незначительное изменение напряжения питания приводит к значительному изменению тока. Именно этот факт не даёт возможности стабилизировать его работу по напряжению, как это сделано в лампочке накаливания - там ВАХ значительно более полога и линейна.
В связи с вышесказанным, обеспечить долговременную работу светодиода возможно только ограничив ток через него. В случае с маломощными светодиодами волне достаточно обычного резистора, включенного последовательно со светодиодом. Так сделано в схемах светодиодной индикации. В случае использования светодиодов в системах освещения, особенно в мобильных, где важен высокий КПД использования электроэнергии, используются специальные схемы регулировки тока - светодиодные драйверы. Это достаточно дорогостоящее устройство и в дешевые фонарики его не ставят.

Вывод:
- Хотите яркий светодиодный фонарик с эффективным использованием энергии аккумулятора - купите себе такой. На Ютубе у Метатроныча полно обзоров по таким устройствам.
- Хотите сэкономить денег - делайте свой фонарь на основе "дохлого китайца", но с учетом соблюдения режима работы светодиодов.
- Хотите устройство простое в изготовлении - не используйте светодиоды.

[mickbell]

[uquote="OPERATOR_777",url="/forum/viewtopic.php?p=3412060#p3412060"]Ведь яркость светодиодов напрямую от напряжения зависит.. Пожалуйста, растолкуйте чуть подробнее.[/uquote]Таки от тока, а не от напряжения. Зависимочть яркости от тока тоже не очень линейная, но более-менее. А напряжение и ток связаны очень нелинейно. Гляньте на ВАХ светодиода, если найдёте. Выберите на ней рабочую точку и смотрите на неё внимательно: что будет при изменении напряжения или тока. (А они непременно изменятся - хотя бы из-за разогрева самих светодиодов.) Небольшое изменение напряжение вызывает большое изменение тока. А вот небольшое изменение тока вызовет ещё меньшее изменение напряжения. Именно пожтому для стабильности лучше светодиодам задавать именно ток, а не напряжение. Если, однако, у вас на плате светодиоды уже соединены параллельно, то их придётся питать напряжением, тут без переделки уже никуда не денешься. Возможно, придётся ставить небольшие резисторы.

[Николай_С]

[uquote="OPERATOR_777",url="/forum/viewtopic.php?p=3412007#p3412007"]Установить планирую 4 банки по 2200 мАч. С зарядкой проблем не возникло: у меня уже давно лежат маленькие платки заряда таких аккумуляторов с максимальной силой тока в 1 ампер. Можно ли, для более быстрой зарядки, две подключить к одной, а оставшиеся две к другой и выходы их соединить?[/uquote]
Эти платки предназначены для индивидуального подключения к каждому аккумулятору. Если аккумуляторы планируется объединить в батарею, то они не годятся, придётся использовать другой контроллер (типа как в АКБ для ноутбука). Это уже совсем другие деньги.
Как вариант, можно заряжать каждый аккумулятор индивидуально, присоединяя на время зарядки такую платку непосредственно к каждому элементу в отдельности. Но это не очень удобно и увеличивает время зарядки батареи в 4 раза!

[musor]

эти платки прекрасно заряжают запаралеленые банки 18650 но током до 1а сответствено ваша 4х2,2=9ач буджет заряжатся около суток активный фаза 10 часов +добивка малым током стокаже
фонари китайцы все так устроены и дешевые и нет стоят обычно или по резистору на каждый диод или 1 обший резистор на всю матрицу диодов лиш в ОЧЕНЬ немногих стоит импулсный драйвер дало в том что если матрица из паралелных что в диапазоне работы АКБ ок 3,7-4,3(хоть литика хоть свиньи его эфективность невысока и мало толку от него в плане КПД -усложнение и главное снижение надежности драйвера по сравнению с резистором кроме того резкое падение яркости(но пака горит) при разряженом акб сигнал ставить на заряд -драйвер прото отключит АКБ по АЗ и все сидите в темноте...
я переделал десяток фонарей на литик не парясь делал вход лоя стандартной зарядки от сота 5в(1-2а)
применять боле мощные платки заряда например на 2-5а для быстрой зарядки за 2-4ч не стоит по 2 причинам понадобится мощный и чесный МОЩНЫЙ БП не факт что он у вас есть под рукой да и места он займет поболее сотового но если хотие платы такие есть на али...
кстати я и свиней(реанимированых) заряжал от такой платки выкинув зарядник убийцу на баласном кандере

[RadioHAM-433]

Пройти мимо фонарной темы сложно конечно, но драйвер СИД на какой ток? У меня TPS63020 2А выдаёт в фонарике не 18650, правда это максимум и через 3-5мин начинается сброс мощности по достижению температуры. Хотя на такой моще светить потребности крайне редка. Могу дать проект в данном версии применена mega168, есть специализированный драйвера СИД в виде NCP5030 для 3Вт СИД имеется много фонариков на ней. А раз фонарь большой то можно просто SEPIC на LM3488 скажем. Всё зависит сколько тебе надо, опять таки СИД параллельно не соединяют! Если много СИД повышалкой можно обойтись с хорошим КПД и простой схемой. Так же могу дать проект фонариков на tiny85 тот же функционал только без программного стабилизатора. Уровни мощности, мигалки, таймеры всё что может пригодится.
Заряд Li-Ion можно сделать средствами того же МК, и любым лимитёром тока вплоть до резистора. Зависит от тебя хочется ли тебе подружиться с МК на стадии заливки готовой прошивки, не совсем готовой настройки в EEPROM делать надо будет всё равно.

[white_ghost]

[uquote="Николай_С",url="/forum/viewtopic.php?p=3412276#p3412276"]Толкую:
Полупроводниковый кристалл светодиода критичен к перегреву. При незначительном превышении рабочей температуры кристалл быстро деградирует, а при значительном - мгновенно сгорает. Это понятно?
Вольт-амперная характеристика (ВАХ) светодиода очень похожа на ВАХ обычного диода (посмотрите её сами в И-нете), нелинейна и имеет два ярко выраженных участка с изменением угла наклона, а также точку перегиба. Рабочая часть ВАХ светодиода имеет почти вертикальный участок, любое незначительное изменение напряжения питания приводит к значительному изменению тока. Именно этот факт не даёт возможности стабилизировать его работу по напряжению, как это сделано в лампочке накаливания - там ВАХ значительно более полога и линейна.
В связи с вышесказанным, обеспечить долговременную работу светодиода возможно только ограничив ток через него. В случае с маломощными светодиодами волне достаточно обычного резистора, включенного последовательно со светодиодом. Так сделано в схемах светодиодной индикации. В случае использования светодиодов в системах освещения, особенно в мобильных, где важен высокий КПД использования электроэнергии, используются специальные схемы регулировки тока - светодиодные драйверы. Это достаточно дорогостоящее устройство и в дешевые фонарики его не ставят.

Вывод:
- Хотите яркий светодиодный фонарик с эффективным использованием энергии аккумулятора - купите себе такой. На Ютубе у Метатроныча полно обзоров по таким устройствам.
- Хотите сэкономить денег - делайте свой фонарь на основе "дохлого китайца", но с учетом соблюдения режима работы светодиодов.
- Хотите устройство простое в изготовлении - не используйте светодиоды.[/uquote]
Почему то во всех устройствах несмотря на все выше сказанное стабилизируют по напряжению. А попробуй найди девайс со стабилизацей по току. Вот даже светодиодные ленты, бп к ним застабилизирован по напруге. У него внутрях даже крутилка есть для корректировки напряжения стабилизации. Вот на столе стоит "специализированый бп для светодиодов", питает мой бустер... отличные 12в не просаживаются не взлетают. Кстати и бустер тоже для светодиодов, и тоже стабилизирован по напряжению. сколько.... ужо почти год питает лед подсветку лсд матрицы напрямую и ничего не сгорело не потухло. И да мне тут год назад говорили тоже самое, надо по току стабилизировать. Но слушайте, чтобы стабилизировать по току нужно этот ток измерить! как его измерить? мотать трансформатор? а потом он начнет звенеть. Ставить резистор? вот стоит у меня 0,5 ом в теории 2А лимит в пике, но на самом деле качнут он может 0,8А в пике.... а не идет больше тока, в дросселе сопротивление + резистор + транзистор.... не хватает 12 вольтов. Да а если стабилизовать по току сопротивления нужно еще подкинуть оно просто не заработает.

[musor]

ВСЕ нормалные схемы питания светиков и CCFL стабилизируют таки ТОК если у вас не хватает ума понять это то проблемы это ваши...

[RadioHAM-433]

Почему то во всех устройствах несмотря на все выше сказанное стабилизируют по напряжению

Почему то на всех нормальных форумах такие сообщения переносят в раздел юмор, вопросы для начинающих, флуд или просто убирают.

А попробуй найди девайс со стабилизацей по току

https://www.chipdip.ru/product/ldd-350h

как его измерить

Может стоить покурить закон Ома?

Вот даже светодиодные ленты

Вот даже взять конденсатор не говоря о ёмкости, вот даже взять дроссель не говоря индуктивности. Вот даже взять нож не говорят о острых предметах.

[white_ghost]

Вас не смущает что в этом драйвере "Шумы и пульсации, мВ 150". Почему пульсации указаны для напряжения, если стабилизирован по току? К слову мой бустер имеет пульсации 60мкВ... А по току я хз там как получится стабилизация по вольтам. .

Добавлено after 3 minutes 30 seconds:
[uquote="musor",url="/forum/viewtopic.php?p=3412519#p3412519"]ВСЕ нормалные схемы питания светиков и CCFL стабилизируют таки ТОК если у вас не хватает ума понять это то проблемы это ваши...[/uquote]
Они стабилизируют и ток и напряжение вообще то. Ибо стабилизация только по току чревата бабахом если нагрузка отвалится. Как никрути это всегда будет + геморой со стабилизацией по току к уже имеющейся схеме стабилизированной по напряжению.

[RadioHAM-433]

Они стабилизируют и ток и напряжение вообще то. Ибо стабилизация только по току чревата бабахом если нагрузка отвалится. Как никрути это всегда будет + геморой со стабилизацией по току к уже имеющейся схеме стабилизированной по напряжению.

Вообще то лимитируют и то и другое. Любой стаб будет лимитировать всё сразу с разной точностью в зависимости от приоритетов. Пока став находится в режиме лимита тока лимит напряжения не может наступить, и наоборот. Любой стаб напряжения обязан иметь лимит тока что бы не выгорать от КЗ, и стаб напряжения что бы не выгорать при невозможности входа в лимит тока.
Нормальные стабы не выгорают от неправильных нагрузок, собранные русским алкашом до первого косяка.

[OPERATOR_777]

Всем большое спасибо за отклик! Оказывается, я не так уж много знаю о светодиодах .

[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=3412279#p3412279"]Гляньте на ВАХ светодиода, если найдёте. Выберите на ней рабочую точку и смотрите на неё внимательно: что будет при изменении напряжения или тока. (А они непременно изменятся - хотя бы из-за разогрева самих светодиодов.) Небольшое изменение напряжение вызывает большое изменение тока. А вот небольшое изменение тока вызовет ещё меньшее изменение напряжения. Именно пожтому для стабильности лучше светодиодам задавать именно ток, а не напряжение.[/uquote]ВАХ, конечно, нашел, Ваши слова с графиком сопоставил.

Как я понял, грубо говоря, параллельное включение - это регулировка по напряжению, а последовательное - по току, так? Получается, КПД, при параллельном включении большого количества светиков, будет ниже, так как на токоограничивающих резисторах рассевается какое-то количество драгоценной нам энергии. Я не против переделок, и если нужно включить последовательно - вытравим новую плату и включим последовательно. Следовательно, диодов у нас 19, а значит 19*3v=57v. Выходит, нужен преобразователь на 57 вольт? И с таким раскладом кпд будет выше?

[uquote="RadioHAM-433",url="/forum/viewtopic.php?p=3412452#p3412452"]...но драйвер СИД на какой ток?[/uquote]Прошу прощения, но о каком драйвере идет речь? У меня его как раз таки и нет). [uquote="OPERATOR_777",url="/forum/viewtopic.php?p=3412007#p3412007"]Рассматривался драйвер для мощных светодиодов по типу xml-t6..[/uquote]Если Вы об этом, то он у меня, по заявлению продавца, на 2.8А, стоит в фонарике с xml t6.

Не совсем понял почему на одну такую платку нельзя вешать по две банки аккумов. Если она платка на 1 Ампер, то на каждый аккум по 0.5 должно пойти, разве нет? Или они как-то неравномерно заряжаться будут? Заказывать более мощные контроллеры заряда действительно нет смысла, так как не сыщешь такого мощного БП (3-4 Ампера). Да и удобно от USB заряжать.

[white_ghost]

[uquote="RadioHAM-433",url="/forum/viewtopic.php?p=3412660#p3412660"]

Они стабилизируют и ток и напряжение вообще то. Ибо стабилизация только по току чревата бабахом если нагрузка отвалится. Как никрути это всегда будет + геморой со стабилизацией по току к уже имеющейся схеме стабилизированной по напряжению.

Вообще то лимитируют и то и другое. Любой стаб будет лимитировать всё сразу с разной точностью в зависимости от приоритетов. Пока став находится в режиме лимита тока лимит напряжения не может наступить, и наоборот. Любой стаб напряжения обязан иметь лимит тока что бы не выгорать от КЗ, и стаб напряжения что бы не выгорать при невозможности входа в лимит тока.
Нормальные стабы не выгорают от неправильных нагрузок, собранные русским алкашом до первого косяка.[/uquote]
незнай о чем вы. обратноходы легко переносят кз могут даже работать в кз. А все остальные.... да выгорают они в большинстве своем.

[RadioHAM-433]

А все остальные.... да выгорают они в большинстве своем.

У вас и лампы то выгорят.

Там у вас 19 XML ? Для инфы падение на белых СИД на токе близком к максимальному около 3.2В.

СИД включаются последовательно не для повышения КПД а для баланса, малый разбаланс напряжения приведёт к большому разбалансу тока. 57В но так повышать нет смысла, включать группами, 19 значение не кратное, повышать больше чем в 3 раза нет смысла, надо включить группа на соответствующее напряжение из расчёта 3.3В на СИД.
У меня кластер на ~1000 СИД по 15 СИД в группе.
Для 19 XML t6 это конечно можно прожектор для подсветки самолётов сделать, сколько вам надо? 19 СИД типа XML t6 порядка 190Вт, большое количество СИД ставят для повышения КПД как он падает с ростом мощи, как ручной фонарь с 190Вт на практике мало применим, собирать драйвер на такую мощу смысла особого не имеет хотя дело личное, но вам то и 30Вт за глаза хватит.

[OPERATOR_777]

Да не xml же! Я драйвер для него просто для примера привел. Прочитайте, пожалуйста, мой первый пост, у меня там 19 самых обычных светодиодов. Не надо было мне вообще его упоминать - не было бы этой путаницы.

Вообще, конечно, 19 t6-ых идея интересная, но если я с таким "фонариком" буду, например, паука в темном углу нейтрализовывать, то, боюсь, и паук и одна из стен моей хрущевки канут в небытие.

[mickbell]

[uquote="OPERATOR_777",url="/forum/viewtopic.php?p=3412684#p3412684"]Как я понял, грубо говоря, параллельное включение - это регулировка по напряжению, а последовательное - по току, так?[/uquote]Не обязательно. Можно регулировать ток и при параллельном включении светодиодов с резисторами, и даже совсем без резисторов (что, конечно, хуже). Конечно, будет разброд и шатание, но главное - стабилизироваться будет всё-таки ток. Если светодиоды из одной партии, то можно надеяться, что их параметры достаточно близки и разброд будет небольшой. А характер изменения падения по мере прогрева светодиодов у них, я думаю, и так приблизительно одинаковый (я имею в виду величину ТКН).
[uquote="OPERATOR_777",url="/forum/viewtopic.php?p=3412684#p3412684"]Получается, КПД, при параллельном включении большого количества светиков, будет ниже, так как на токоограничивающих резисторах рассевается какое-то количество драгоценной нам энергии. Я не против переделок, и если нужно включить последовательно - вытравим новую плату и включим последовательно. Следовательно, диодов у нас 19, а значит 19*3v=57v. Выходит, нужен преобразователь на 57 вольт? И с таким раскладом кпд будет выше?[/uquote]Я не знаю, у которого исполнения - с преобразователем в 57 В или с потерями в добавочных резисторах - КПД окажется выше, я такими делами не занимался. Наверно, имеет смысл проделать небольшую исследовательскую работу. Можно плату специально не делать, светодиоды спаять гирляндой. Посмотрев на потолок и что-то так увидев, я подумал, что может оказаться примерное равенство.

PS. У меня самого валяется китайский фонарь с почти убитым свинцовокислотным аккумулятором. Тоже, что ли, взяться... Неее, лениво.

[OPERATOR_777]

Хорошо, проверю. Вечером отпишусь. Только преобразователя на 57v у меня нет, зато есть на 30v. Как уже сказали, число диодов у меня не кратное, поэтому от одного диода придётся избавится. Получается, 18/2=9v и 9v*3v=27v. И теперь, собственно КПД. Как его вычислить? Просто визуально? То есть, какой вариант будет светить ярче при одинаковом потреблении?
Также интересует вот какой вопрос: напряжение на выходе будет изменятся соответственно напряжению на входе. Если мы выставляем при входном 4.2v на выход 27v, то эти самые вольты с течением времени упадут, и наши светодиоды совсем скоро перестанут светить. Или это от преобразователя зависит? Сейчас просто проверить возможности нет.

[RadioHAM-433]

на выход 27v

Не чего подобного. Надо выставлять ток а напряжение ставь на максимум!

И теперь, собственно КПД. Как его вычислить?

Это пока что для тебя 5-е измерение.

Обычные СИД это 15-20мА, зы обычные СИД это ж не о чём 1.2Вт LM3410. От 1 банки Li-Ion выше 10В повышать то нахер, будет падение КПД как он падает с ростом разницы напряжения, хотя такая мощность не о чём. Более новые СИД ставь, а эти деградируют относительно быстро на 20мА даже на 10мА живут не так долго. У меня фонарик на 18680 выдаёт около ~7Вт хотя можно было и 9Вт а он в нагрудном кармане всегда лежит а эта куета размером с ящик и выдаст 1Вт .
Приобрети фонарь на XLM на 18650 АКБ и собери норм драйвер.

Вообще эти мелкие белые СИД штука такая есть и более менее норм, но по умолчанию в такие вещи ставят самое дерьмовое. Еще есть 5мм СИД без линцы как таковой более мощные там то до 100мА но скажу что там с нагревом приключаются проблемы. Вообще то есть такой сайт http://forum.fonarevka.ru/ там и фирменным модулям могут дать совет. Но поиздеваются над тобой зачётно за вопрос про такое гонно сразу говорю. В принципе я это уже тут сделал.

напряжение на выходе будет изменятся соответственно напряжению на входе

На выходе не будет не чего меняться там будет заданный ток.
Тебе или по 3 СИД 6 групп или по 6 СИД 3 группы. Из практических соображений по 6 штук включай сможешь и 12В накормить эту бяку тогда.