Sfat Driver ~5A pentru LED 32W - Cree XHP70 @6v

[mottofree]

Cu multi ani in urma construiam drivere led (dar nu in stil comercial) , doar functionalitatea interesa si inca functioneaza perfect si in ziua de azi in afara de doua care au pierit intr-un incendiu.

Din experienta personala am tras o multitudine de concluzii :

- driverele in comutatie sunt cele mai eficiente dar au o sumedenie de limitarii ;

- driverele liniare sunt ca porcul de rasa (caruia de nimic nu-i pasa) .

In comutatie se pot folosi (si e recomandat) cand tensiunea led este mai mica cu mult decat tensiunea sursei de energie ; driverele liniare sunt ok pt tensiunii apropiate de tensiunea de functionare a ledului .

Exemplu in sprijinul celor afirmate mai sus.

Cazul unei surse liniare :

- tensiunea sursei de alimentare (Ualim) =10V

- tensiunea directa pe led (Uf) =9V

- curentul ce strabate ledul (If) =1A .

Din legea lui Ohm rezulta ca puterea totala consumata e de 10V x 1A=10W , puterea consumata de led e 9V x 1A=9W ,diferenta de 1W pica pe sursa de curent constant (SCC) deci randamentul sursei e de 90% .

In cazul unei surse in comutatie la aceeesi parametri (tensiune ,curent) randamentul se pastreaza  dar apar multe complicatii ,luind numai cazul trecerii pe langa un post trafo/sub linii de transport a energiei electrice care creaza campuri magnetice puternice dar invizibile .

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

In cazul prezentat spre dezbatere de OP o scc in comutatie se impune deoarece diferenta de tensiune e mare .

 

Desigur ca am cumparat multe chinezarii care functioneaza bine dar nu se stie pt cat timp : unele mai mult altele mai putin .

Cert e ca datele anuntate de chinez sunt valabile in conditii speciale - de exemplu randamentul : toate sursele ce le-am achizitionat au randamentul din descriere dar in anumite conditii si e randamentul maxim pe care-l poate avea . LedOn te rog sa comunici ,pe forum, tensiunea de intrare si tensiunea pe led precum si curentul . 

Editat Iulie 24, 2016 de mottofree

[Dxxx]

Ce spui tu este numai aparent, si este opinia ta subiectiva, mai mult cu "asa mi-a mers mie" decat cu argumente sau analiza logica.

 

Eu pot sa-ti dau explicatii si argumente pentru care foarte rar un driver serial este apropiat de unul in comutatie, iar cel in comutatie este mai totdeauna deasupra:

 

- in practica drop-out-ul pe driverul serial trebuie sa fie 2-3V, ceea ce neaga cu totul rationamentul tau. De ce?

Pentru ca in faza de proiectare stii Vf de 9V cu toleranta de cel putin 1V. La asta adaugi tensiunea pe Rs (tipic 0,6V) si tensiunea de saturatie a elementului serie. Daca se mai adauga si precizia U alimentare in sarcina, care uzual nu este reglabila, ci mai curand merge pe valori standard, atunci este foarte posibil sa te duci spre cei 3V.

Daca esti lacom si reduci acest ecart vei avea foarte probabil puncte de functionare (mai ales cu ledul rece) unde curentul nu va fi constant ci sub valoarea necesara. Ceea ce un constructor serios nu doreste.

Deci sweet-spotul unde driverul serial are randament asa mare este greu de atins, si de multe ori inseamna ca nu mai este curent constant in anumite conditii.

 

- in plus majoritatea driverelor serie sunt simple, cele cu 2 tranzistori, care merg corect, insa cum spuneam, pentru o buna stabilizare, vrei drop-out de 2-3V.

Problema cu ele este precizia curentului, care are ca referinta tensiunea de ~ 0,6V de deblocare a jonctiunii baza-emiter a tranzistorului sesizor.

Pai Vbe este o tensiune pe o jonctiune, deci variaza termic.

Pe cand la drivere in comutatie este inclusa in IC o sursa de referinta termocompensata si compararea se face cu un comparator adevarat...

 

- si in al treilea rand, se vede lipsa ta de experienta cu drivere in comutatie: uzual la drop-out mic, driverul buck are si el randament crescator spre 100% atunci cand Vin=Vout.

Dar oricine vrea curent constant nu doreste ca drop-outul sa ajunga la valori prea mici...

[mottofree]

Nicidecum nu am pomenit in postul #61 tipul de driver liniar - cu tranzistori sau cu CI specializate ,inclusiv unele CI cu 150mV LDO .

Cum ati vazut voi argumentatia promisa asa am vazut-o si eu . 

Cazul prezentat de mine cu titlu de exemplu e unul teoretic si nu se refera la o topologie anume .

Totusi ,in cazul folosiri unui tranzistor de putere cu Rdson sub un miliohm http://www.nxp.com/products/discretes-and-logic/mosfets/standard-mosfets/n-channel-25-v-0.72-m-ohms-300-a-logic-level-mosfet-in-lfpak56-using-nextpowers3-technology:PSMN0R7-25YLD si a unui tranzistor de comanda cu germaniu  (seria AC sau EFT) se poate obtine o cadere de tensiune de sub un 1V pt o functionare corecta .

Deoarece am mentionat ca tipul de sursa liniara nu e adecvata aplicatiei dorita de OP , inteleg ca mesaju precedent e o provocare  .

In acest forum se discuta persoane sau idei , opinia despre experienta unei persoane e o parere despre o persoana si nu despre o idee ,iar cand e emisa de un moderator e o judecata .

Nu scriu pe acest forum pt a fi judecat ci pt a impartasi cunostintele mele .

Editat Iulie 24, 2016 de mottofree

[Dxxx]

Problema de cunostinte si experienta ar necesita o pilda chinezeasca, dar nici nu merita sa ma caznesc sa o spun.

 

Asa ca asta e concluzia: unii au experienta lunga dar nerelevanta, ca nu prea invata mute lucruri pe parcusul parcurgerii acelei experiente.

Aici pe forum sunt destui colegi experiementati si care inteleg o discutie elevata. Nu o sa-i nominalizez, dar de la nici unul nu am auzit in mod sistematic si repetat idei si notiuni gresite - in schimb in relativ putine posturi deja Motofree a produs o droaie, sanctionate de mine acolo unde s-au produs.

 

Si constat ca de pomana ii spun, dovada ca nu a putut sa citeasca si sa corticalizeze postul meu de  mai sus, cu explicatii si valori concrete. Unde mie suma imi da 3V el reduce folosind IC = LDO , sau foloseste germaniu (nu am mai lipit tranzistor cu germaniu de peste 35 ani...) cu ceva pe la 0,5V si in loc sa-i dea 2,5V matematica lui ajunge la 1V... Dar nu e prima oara cand ne da o astfel de mostra de calcul, a mai facut-o pe alt thread la stabilirea unui punct de functionare...

 

Problema este ca majoritatea celor care intra pe aici nu au nici multe cunostinte, nici experienta si daca vad ca cineva afirma cu tarie anumite lucruri au tendinta de a crede. Din aceasta cauza nu pot lasa ca sa scada nivelul celor expluse si voi corecta orice afirmatii gresite.

Iar daca mai apar comentarii care ne jignesc tuturor inteligenta va trebui sa izolam conform cu regulamentul, pe cel ofensator...

 

Oricum aici inceteaza off-topicul, si eu conversatie si lamuriri lui Motofree nu prea o sa mai dau decat daca se ajunge la coercitie...

 

 

ON TOPIC

 

Niciodata tipologia in comutatiue a driverului nu a fost in discutie, deci hai sa vedem ce face in practica LedOn.

[mihaicozac]

Mai e şi  problema variaţiei Vf cu temperatura... de la 3,2V la rece coboară la 2,9V pe la 80C, tensiunea pe regulatorul serie creşte şi randmentul scade. La comutaţie randamentul se păstrează.

Vorbind de faptul că unii chinezi şterg marcajele de pe componente, am avut un caz ciudat. Unul din modulele achiziţionate de pe la gălbejiţi avea un integrat de comandă pe care era sigla Texas Instruments şi codul 40062. Natural, am căutat date despre un TPS40062, care însă nu există la Texas, ei au doar TPS40061, care este tot Buck, dar diferă pinoutul şi alte componente externe. Până la urmă pe un forum de la TI era cineva care a descoperit că integratul cu pricina este echivalent pin la pin cu unul de la Linear, care n-au nicio treabă cu TI.

[mottofree]

Randamentul surselor in comutatie variaza si el in functie de delta U .Asta nu o spun numai eu 

 

...

, driverul buck are si el randament crescator spre 100% atunci cand Vin=Vout.

...

[Vizitator LedOn]

Desigur, insa, ca nici munca mult peste necesar nu este / nu merita pentru o achizitie relativ mica, asa ca este mai mult spre documentarea ta.

Cu chinezii fie ai experienta, si atunci stii de la inceput la ce sa teastepti, fie te documentezi, fie te bazezi pe noroc.

 

Da, asa este, cam multa batatie de cap pentru $4..cum am mai spus, ar trebui sa cumpar 2-3 modele, sa experimentez si sa vad cu care am "noroc"

 

mottofree intreaba: LedOn te rog sa comunici ,pe forum, tensiunea de intrare si tensiunea pe led precum si curentul . ..

Cititnd, am avut revelatia de moment ca este posibil sa fi facut o greseala,de gandire/abordare... posibil sa fi creat confuzii in care v-am antrenat involuntar si pe voi.

 

Sper ca Dxxx sa nu se fi luptat, inca de la inceput, cu morile de vant, eu avand mai tot timpul in cap altceva...my bad!

 

Am spus ce valori V/A optime si maxime am nevoie pentru LED dar nu am spus, cum doresc sa-l utilizez pe durata unei nopti..sa spunem.

Ei bine,  intensitatea luminoasa (ca sa ma exprim asa) a LED-ului, ma astept sa fie( si din experienta stiu ca asa se va intampla, fie ca eu, fie ca extraterestul de care vorbeam) variata mai tot timpul, intre un minim si un maxim de lumina.

 

Mi s-a spus:- reglam sursa pentru un Iout=2A...Vout=6v....si voila! fara nicio grija ( ex: daca accidental Vout=8v in loc de 6v, no problem, led-ul nu va suferi in cazul acestei diferente de potential aplicate pentru valoarea Iout stabilita....cu Iout trebuie sa am grija caci bulemicul LED prin ambalaj termic "papa" amperi pana se arde, dar aici intervine sursa de CC care-i furnizeaza, constant, amperajul dorit de noi) 

 

Ce gandeam eu, de-i tot dau cu CC reglabil...inainte de alimentarea LED-ului ma asigur(verific cu multimetru) ca-i voi furniza initial,un curent nu mai mare de 2A si o tensiune  ~6v-7v...pentru ca, mai apoi, cu ajutorul potentiometrului CC, sa variez intensitatea luminoasa a LED-ului, furnizandu-i un curent intre un minim (A) si un maxim(A) care sa nu depaseasca...sa spunem 4A pentru o tensiune Vout=7V.

 

???? - Daca pot opera in acest fel de aici rezulta si necesitatea: AVOmetru, protectie LED etc... ( nu vreau sa am accidental [email protected] ca sursa este capabila...situatie in care inevitabil ard LED-ul) ???? ...  mii de scuze daca am zbarcit-o asa de rau.

 

Cumva, o sa fie privit ca o jucarie pentru adulti...pe care, fie ca eu, fie pentru a satisface curiozitatea amicilor, il vom forta spre 25w.( perioada mai scurta de timp)

Editat Iulie 24, 2016 de LedOn

[mottofree]

Tensiunea trebuie reglata la 7,5V din urmatorul motiv:

Daca e sub Uf pt curentul dorit ledul nu va putea functiona corect ,adica nu va putea absorbii curentul reglat de utilizator . Asa ca pragul de tensiune se regleaza la o valoare acoperitoare .

Exemplu (acest exemplu poate fi combatut printr-un contraexemplu ,atat ,si nu prin comentarii fara acoperire,date verificabile) :

La tensiunea de 6 V si curentul reglat pe 4A ledul se va ambala termic si nu va lumina corespunzator curentului setat , va functiona practic in tensiune constanta .

Limitarea curentului (curent constant) se face pt prelungirea vietii ledului , 

25W e o valoare pe deplin acceptata ,ledul nu se forteaza .

[Dxxx]

1.

Ca sa vorbesc modern: Deci, ma enervez! (scuze era corect inervez...) de ce trebuie sa repet a Xxxx oara ca tensiunea nu este un parametru de reglaj , de dimensionat si nici macar de discutat in cazul alimentarii normale a ledurilor???

 

Aici nu facem nici stiinta nici grafice Vf functie de T, deci tensiunea este irelevanta.

Singura grija referitoare la tensiune este ca driverul sa poata da o tensiune cu domeniu mai larg decat cea mai mare variatie a Vf.

 

Pai la un driver in comutatie normal Vminim este 1,25V si Vmax foarte apropiat de Valimentare. Cum V alimentare nu va fi sub 12 V, adica mult mai mare ca cel mai mare Vf / iar Vf minim este mult peste 1,25V am incheiat orice discutie despre tensiune.

 

De aici inainte driverul va da catre led exact tensiunea necesara curentului programat.

 

2.

Ce curent vei folosi???

 

- aici trebuie sa te dezamagesc, Sinkpad este o interfata buna, dar in exploatare corecta si normala ai si alte constrangeri decat termice.

Ledul tau este de 2,1A , si daca nu ai motive de over-powering nici nu poti depasi curentul asta chiar daca termic ar rezista.

De ce?

Pentru ca la putere mare randamentul scade si tu esti pe baterii deci chestia cu "nu prea imi pasa de randament" se cam exclude.

Deci poti sa faci sa zicem 3 trepte:

- 0,5W lumina veghe

- 3W lumina ambientala 

- 12W lumina maxima (cred ca asa era 2,1A x ~6V)

asta fie ca sunt trepte comutabile, fie ca folosesti un potentiometru.

 

Si daca folosesti sursa respectiva si ca reflector de cautat loc de parcare / camping poti adauga un buton fara retinere care sa duca puterea la 25W. insa pentru secunde...

 

Daca doresti mai multa lumina trebuie sa schimbi ledul, sau sa maresti numarul de leduri. Nu ai nici nivelul, nici nu prea merita sa incerci tu over-powering...

 

Pentru ca in cazul unui comutator nu este nimic reglabil / si pentru ca in cazul unui potentionetru este obligatorie limitarea la 2,1A maxim!! - atunci utilitatea masurarii curentului este ZERO (despre tensiune spuneam ca nu are nici un rost sa discutam...)

 

 

Atentie la racire pentru ca probabil de acolo trebuie sa pleci daca este sa utilizezi permanent/oricum intervale lungi 2,1A -> racirea trebuie sa fie acoperitoare, adica un radiator de CPU pus pasiv sigur este subdimensionat!!!

[Vizitator LedOn]

Finally !!!"....am ocolit tot dealul ca sa gasim valea."Multumesc tuturor pentru informatiile si sfaturile oferite.Las la latitudinea moderatorului daca eventuale discutii legate de radiator/racire s.a.m.d....se vor purta tot aici.

[lutza2]

Pana la urma ce ai luat ? Eu am modulele prezentate, le-am testat si merg foarte bine (nu-l am pe cel step-up/ step-down de 8A). Cel cu afisaj merge bine la 2A, eu il folosesc de peste un an. E dat de 5A, dar nu e cazul. Sunt si idei bune pe aici pe langa tot balastul. De pilda potentiometrul e o chestie absolut inutila. Un reglaj in trepte e mai mult decat suficient si mult mai fiabil.

[Vizitator LedOn]

Pana la urma ce ai luat ? Eu am modulele prezentate, le-am testat si merg foarte bine (nu-l am pe cel step-up/ step-down de 8A). Cel cu afisaj merge bine la 2A, eu il folosesc de peste un an. E dat de 5A, dar nu e cazul. Sunt si idei bune pe aici pe langa tot balastul. De pilda potentiometrul e o chestie absolut inutila. Un reglaj in trepte e mai mult decat suficient si mult mai fiabil.

Ma bucur sa aud asta dar nu am comandat niciunul, am solicitat unor vanzatori (eBay) sa-mi confirme produs vs poza prezentare. O sa merg pe cele cotate la 5A dar cred ca am sa iau si una de 8-10A...vor avea si alte intrebuintari in restul timpului, de aceea o luasem in calcul si pe cea up-down.

Acum, ca tot s-a scurs ceva timp si balastul s-a mai decantat (sper),  cum LED-ul ar trebui sa soseasca in ~2 saptamani, astept sa vad daca corespunde si este functional ...nu am mare graba cu acest mic proiect, in octombrie ar trebui sa fie functional.

Reglajul final acela va fi 90%.... l-am si confirmat anterior, in urma sfaturilor primite de la toti ceilalti (fara exceptii, ca sa nu-i mai enumar) membri.

Editat Iulie 27, 2016 de LedOn