Driver LED LM317 + PWM

[Bandi Szasz]

Salut, 

 

  Vreau sa montez niste LED-uri de pardoseala afara de-a lungul trotuarului, LED-urile o sa le montez eu pentru ca vreau sa pun si leduri RGB (o sa dau afara electronica din corpurile de iluminat si imi montez LED-urile proprii in ele). O sa montez LED-uri de 1W sau de 3W albe in functie de ce lumina o sa dea, cele albe de 1W sunt la 350mA si cele de 3W sunt de 750mA,  cele RGB o sa fie LED-uri de 5mm cu uC integrat care isi schimba culoarea singuri (alimentare CV 3.3 - 5.5V, eu le alimentez pe la 4.2V si merg de vro 2 ani zilnic). 

 

  Alimentarea o sa fie cu transformator pentru ca am destule si nu mai dau banii pe alimentatoare in comutatie, ma gandeam sa folosesc tot un LM317 in configuratie de CC cum am folosit si pana acuma la alte lampi pe care le-am trecut pe LED-uri insa as vrea ca de data asta sa am si control asupra luminozitatii pentru ca as vrea cel putin 2 trepte de luminozitate. Prima treapta ar fi foarte slab aprinse doar atat incat se le vezi ca sunt acolo si sa se aprinda la lasarea serii, a doua treapta care sa aprinda ledurile la o putere mai mare o sa fie actionata de senzorul de miscare.  

 

   Cea mai simpla varianta la care as putea adauga si niste efecte de fade-in / fade-out la actionarea senzorului de miscare are fi control cu PWM cu un microcontroller, problema este ca nu stiu cat de fericit o sa fie acel LM317 daca aplic PWM pe leduri si as vrea ceva pareri daca a incercat cineva combinatia asta de LM317 cu PWM?  Stiu ca exista drivere lineare care suporta PWM as avea cateva bucati din BCR421UE6327 insa merg doar pana la 200mA si ar trebuii sa pun probabil cel putin 2 in paralel pentru LED-urile de 1W plus un regulator CV inainte de ele sa reduc cat de mult posibil diferenta de tensiune pentru ca nu prea le vad eu disipand multa energie in capsula respectiva. O alta varianta ar fi 2 regulatoare CV la care sa le leg iesirile prin diode si sa alimentez al 3 - lea regulator configurat ca CC si sa setez cele doua trepte de luminozitate din cele doua regulatoare CV si cel de CC doar sa se asigure ca nu se depaseste curentul maxim insa as pierde efectele de fade-in / fade-out.

[Dxxx]

1.

Driverele "liniare" de care zici inclusiv 317...(sau serie, sau seriale) nu fac decat sa arda energia corespunzatoare diferentei de tensiune dintre alimentare si Vf.

 

Trafo clasice foarte greu le nimeresti incat tensiunea in sarcina sa fie exact in fereastra eficienta, adica asta inseamna nici sa nu fie tensiunea prea mica (ca nu se asigura curentul constant) /// dar nici prea mare incat sa se genereze inutil caldura.

Exceptia este cand discutam de puteri sub 1W si puteri mici.

 

Toate astea le gasesti explicate si para-explicate in subiectul cu "nelamuriri" desi este un efort sa-l parcurgi pe tot.

 

Concluzie: ce propui tu este ineficient si cu mare usurinta gasesti solutii mai bune.

 

2.

In plus ce explici tu este incomplet, eu nu inteleg daca este vorba de cate un LED din fiecare sau de mai multe...

Un alt lucru care in general se evita datorita pierderilor este functionarea ledurilor in paralel fata de alimentare, deci preferi sa le alimentezi IN SERIE, la tensiune mare si curent mic.

 

Este necesar sa pui o schema cu ce faci sa vedem concret cate leduri sunt etc.

 

3.

PWM este in mare parte inutil si o complicatie care nu merita.

Doua intensitati luminoase se obtin foarte simplu cam cu orice driver activ folosind un mosfet si o rezistenta... adica rezistenta aia va fi pusa in paralel cu cea permanenta, ambele fiind Rs, adica rezistenta care traduce curentul LED in tensiune.

Daca poarta mosfetului o ataci cu un circuit R-C vei obtine si fadingul de care vorbesti, deci totul cu 4 componente, fara a necesita curent semnificativ si fara sa necesita tensiune joasa stabilizata.

 

Mai multe dupa ce faci clar ce doresti sa construiesti, fie cu o schema de principiu, fie cu o schema spatiala, fie text, precizand exact ce si cum, nu numai ce ai pus deja.

 

Editat Mai 19, 2020 de Dxxx

[Liviu M]

Un 317 in configuratie CC, ca sa limiteze curentul (maxim) prin LED-uri, urmat de PWM-ul cu uController pentru intensitatea scazuta nu merge?

Editat Mai 19, 2020 de Liviu M

[Bandi Szasz]

Ca sa raspund la intrabarile lui @Dxxx

 

1. Stiu ca sunt ineficiente si ca trecerea pe LED uri se face pentru a reduce consumul fara de becurile clasice. Insa sa fiu sincer nu prea ma deranjeaza acest aspect, am trafo-uri la gramada si am posibilitatea sa le rebobinez gratuit la o tensiune cat mai apropiata de necesarul meu lasand o marja de 3-4V pe care le arde regulatorul liniar. Stiu ca exista solutii mult mai elegante cu driver in comutatie insa imi e mai usor sa arunc un LM cu o rezistenta si o bucata de aluminiu din care la fel am cu kilograme decat sa fac un PCB pentru 3-4 componente necesare pentru cele in comutatie, nu e la fel de elegant si eficient insa isi face treaba,  acum ca imi vine cu 5lei mai mult la factura de curent energia arsa de LM pt mine e total irelevant.

 

2. O sa fie cate un LED alb (1W sau 3W cum ziceam, 3.2V @ 350mA / 750mA) / corp iluminat ( si cate 3LED-uri RGB insa nerelevante pentru ca ele o sa fie alimentate separat toate in paralel ca au uC integrat si nu merg alimentate serie), numarul total de corpuri de iluminat inca nu stiu sigur o sa conteze si cu ce pret o sa gasesc niste corpuri mai bunicele insa o sa fie undeva pe la 4-8 bucati. Toate LED-urile albe o sa fie legate in serie.

 

3.  Ca schema sa zicem ca o sa am 6 corpuri de iluminat:

   - 6 LED-uri serie, aprox. 19.2V si un curent de 500mA (LED 3W alimentat sub maximul permis de 750mA)

 

La lasarea serii un senzor crepuscular alimenteaza trafo, de la trafo vine un LM317 cu o rezistenta de  50 Ohm configurat ca sursa CC care o sa rezulte un curent aprox de 25mA si in momentul acesta LEDurile se aprind foarte slab. In paralel cu trafo se alimenteaza si un senzor de miscare, in momentul cand observa miscare acesta da comanda catre alimentarea LED-urilor ca acestea sa se aprinda mai puternic (sa zicem 500mA as prefera sa nu fie brusca ci cu acel effect de fade in / out) fapt care inseamna ca rezistenta serie pe iesirea lui LM317 trebuie sa scada de la 50Ohm la 2.5Ohm. Eu m-am gandit sa las LM317 cu rezistenta de 2.5Ohm iar cu un Mosfet comandat in PWM sa modulez masa LED-urilor. Insa acuma mi-ai dat o alta idee cu rezistentele paralele, as putea cu releul senzorului de miscare sa mai inserez o rezistenta in paralel cu cel de 50Ohm sa scada valoarea totala la 2.5Ohm insa as pierde efectul de fade. In legatura cu complicarea cu microcontroller e cam o placere de a mea sa complic totul cu soft pentru ca imi da "puterea" sa fac multe lucruri,  daca dupa un timp imi vine alta idee trasnita cum ar fi sa fac o imitatie de lumanare pe acele LED-uri schimb cateva linii de cod si gata treaba ca la programat ma pricep (cu asta imi castig existenta, poate si de aici mancatul in palma sa fie totul cu soft ). 

 

Acuma ca sa raspund is lui @Liviu M  si sa explic si cu o mica schema ce as vrea sa fac ( senzorul crepuscular si cel de miscare nu ii includ ca ele sunt cam pe langa subiect, eu as vrea sa rezolv doar alimentarea LED-urilor), deci ma gandeam la ceva de genul acesta ( schema din poza l-am gasit si nu reflecta intocmai valorile componentelor sau numarul LED-urilor dar ca principiu de functionare este exact la fel ) intrebarea mea ar fi daca are ceva LM317 configurat in felul urmator si PWM - ul pe masa LED-urilor, ce am citit pe net ar fi ca daca frecventa PWM-ului nu este foarte mare ar fi ok, ca frecventa ma gandesc ca nu o sa depasesc 500Hz (undeva intre 100 - 500 Hz as pornii de la 100Hz si daca observ efecte de flicker o mai maresc)

[Liviu M]

La asa ceva ma gandeam si eu. Nu vad ce n-ar merge, da' nici n-am testat sa zic "merge 100%".

[Dxxx]

OK, acum devine mai coerent.

 

Poti sa faci cu uP ca sa-ti satisfaci ideea de programare, dar toate functiile dorite se pot rezolva analogic si foarte simplu.

 

In loc de 317 faci un GCC cu 2 tranzistori (cel cu curentul mare poate fi si mosfet) schema clasica. Modificarea asta este necesara ca sa ai tranzistorul serie pe railul negativ si nu pe cel pozitiv cum ar fi cu 317.

Pe rezistenta din emiter/sursa o dimensionezi la curentul mic / in paralel pui o rezistenta suplimentara comandata de un mosfet cu canal N, care in poarta este comandat de un circuit R/C care face fadingul.

 

Daca doresti neaparat merge si cu 317 dar folosind un mosfet cu canal P. Chiar daca sursa mosfetului va flota, totusi va fi suficient de aproape de V+ .

 

Atentie ce tensiune introduci pe poarta (ce da senzorul crepuscular), posibil sa fie necesar sa o limitezi cu un Zenner.