SCC cu LM3401

[Vizitator pisica matache]

Referitor la LM3401...Pe rezistenta inseriata cu ledul de putere se pierde functie de curent,astfel:70mW la 350mA,140mW la 700mA,200mW la 1000mA si 300mW la 1,5A.Un Cree XP-G consuma la aceiasi curenti 1,05W-2,24W-3,3W-5,4W.Altfel spus,pe rezistenta se disipa inutil cam intre 6-7 procente din puterea consumata de led.M-am interbat daca nu cumva aceasta rezistenta poate fi exclusa,folosind o tensiune de feedback in terminalul SNS,obtinuta altfel..Un divizor de tensiune format dintr-o fotodioda si o rezistenta inseriate,alimentate cu o tensiune stabilizata.Fotodioda iluminata de led..Tensiunea variabila obtinuta cu acest divizor,variabila de fapt functie DOAR de luminozitatea ledului de putere,invers proportionala cu luminozitatea, ar reprezenta semnalul de feedback aplicat integratului,astfel incat indiferent de variatia tensiunii de alimentare,luminozitatea ledului sa fie constanta.Divizorul fotodioda-rezistor ar trebui astfel dimensionat incat in terminalul SNS sa se obtina 200mV,la putrea dorita a ledului..de ex la 3,3W.Nu s-ar mai obtine astfel strict o scc ci mai degraba o sursa de luminozitate constanta...Rog pe cei ce au inteles despre ce e vorba,sa-mi spuna daca modificarea respectiva ar putea functiona .

[Vizitator pisica matache]

Legat de modificarea de mai sus,mai am o nelamurire...In lipsa unei raciri adecvate a ledului,ambalarea termica produce o crestere a luminozitatii sau o scadere a acesteia..?Intuitia imi spune,(ca experienta in materie de leduri de putere n-am..) ca o data cu cresterea puterii absorbite de led,va creste si luminozitatea acestuia.Daca nu gresesc,metoda de reglare a stralucirii ledului,folosind o fotodioda ar putea asigura si protectia la supraincalzire a ledului,ceea ce scc nu face,ea stiind doar sa pompeze in led un curentfix,cat mai stabil;altfel spus,tendinta de ambalare termica a ledului,ar produce o crestere a luminozitatii acestuia;fotodioda sesizand cresterea,ar comanda integratului scaderea curentului prin led,asigurand astfel o reactie negativa..Astept deci parerea celor experimentati...

[Cristiano]

In principiu ceea ce ai spus e posibil, daca ai avea la dispozitie componente ideale. Practic e mai greu de realizat, din urmatoarele motive: - ar trebui o fotodioda cu un raspuns cat ce cat liniar fata de flux (ori sa faci un circuit mai complex care sa liniarizeze raspunsul) - ar trebui ca timpul de raspuns al fotodiodei sa fie suficient de rapid ca sa functioneze la frecventa de lucru a regulatorului - ar trebui ca sistemul optic care aduce lumina de la led la fotodioda sa fie facut astfel incat sa pierzi mai putina lumina decat castigi prin cresterea eficientei - ar trebui ca sistemul optic sa elimine influenta luminii ambientale - ar trebui ca intregul subansamblu sa consume mai putin decat pierderea cauzata de rezistente In plus, tu ai analizat doar cazul in care se alimenteaza un singur led. Daca sunt mai multe leduri in serie, pierderea pe rezistenta serie e mai mica din pdv procentual.Referitor la ambalarea termica, depinde de modul in care e conectat ledul. Din pdv electric, e o dioda la care scade tensiune pe jonctiune, ceea ce se intampla mai departe depinde de restul circuitului. Daca punem in context cu modificarea de mai sus, metoda cu fotodioda nu ar functiona cu ledurile existente astazi, la care eficienta (in lm/W) scade cu temperatura. In acest caz, circuitul tau incearca sa pastreze intensitatea luminoasa constanta si pentru asta este necesara o putere din ce in ce mai mare odata ce creste temperatura, iar cresterea puterii duce la cresterea temperaturii si mai mult (feedback pozitiv). Daca ar exista leduri la care eficienta creste odata cu temperatura, atunci ar fi teoretic posibil ceea ce spui tu, insa eu nu cunosc vreun astfel de exemplu.

[Vizitator tyc]

Luminozitatea unui led alb de putere, e invers proportionala cu temperatura.Cand incepe sa se incalzeasca,consuma mai mult si la lumina emisa creste temperatura de culoare;probabil ca ,cantitatea de lumina emisa e mai mare,dar in spectru vizibil e mai mica (presupunere) .Practic scurtezi viata ledului... dupa care...trimite brisca ca ti-o ascut eu.

[Vizitator pisica matache]

Dupa cum am aflat pe un alt forum,metoda asta cu fotodioda este deja folosita,asa ca sigur functioneaza.-In legatura cu raspunsul cat mai liniar al fotodiodei...ma gandesc ca nu ar conta prea mult neliniaritatea,fluxul avand variatii foarte mici in jurul valorii dorite-perfect de acord cu timpul de raspuns al fotodiodei....avand in vedre frecventa de lucru foarte mare-pierderea de lumina ar fi infima dupa parerea mea,m-am gandit ca fotodioda ar putea vedea ledul printr-o gaura de 2-3mm,data in reflector;in felul acesta s-ar rezolva si problema luminii ambientale,care in cel mai rau caz ar duce la o usoara reducere a fluxului emis de led.-consumul ansamblului fotodioda-rezistenta nu cred ca poate fi comparabil cu cel al rezistentei,chiar presupunand o impedanta mica la pinul SNS.Am analizat situatia alimentarii unui singur led,fiind vorba de o lanterna alimentata la maxim 6V. Desi aceasta discutie a plecat de la imbunatatirea randamentului unei scc,adevaratul motiv e altul...negasind integratul pe nicaieri,m-am intrebat cum l-as putea inlocui cu un banal convertor cc-cc.Daca la lm3401 tensiunea de referinta interna e de 200mV,tocmai pt a minimaliza pierderea de putere pe rezistenta,o sursa de tensiune are referinta peste un volt,tensiune ce ar duce la peste un watt irosit,pt un curent de un amper.Artificiul cu fotodioda ar elimina acest neajuns...permitand folosirea unor integrate comune,pe post de scc,la un randament mult mai bun.In ce priveste reactia negativa,ce-ar putea proteja ledul la supraincalzire,m-am inselat,facand o greseala elementara..Ai dreptate,in timpul functionarii,in lipsa unei raciri eficiente,se poate distruge ledul,daca nu se foloseste o protectie termica.O astfel de protectie s-ar putea realiza,cred eu,folosind in locul rezistentei inseriata cu fotodioda,un termistor.Astfel tendinta de incalzire a ledului ar provoca o crestere a tensiunii de reactie,care ar forta integratul sa scada curentul prin led..Oricum ramane de testat practic viabilitatea acestei idei.In curand sper ca o sa intru si in posesia unui LM3401,prin amabilitatea lui @tyc,caruia vreau sa-i multumesc pe aceasta cale.

[Vizitator]

de teama reclamei mascate propun cautare cu google -BUREBISTA FARNELL- si va apare un magazin ce are lm3401 la 2lire;plus lm3402 si lm3404

[Dr.L]

Farnell,TME si Syscom isi platesc reclama pe acest forum,deci se poate pune link direct spre magazinele astea

[Vizitator pisica matache]

Astazi am primit LM3401,trimis de tyc.Acum am cateva nelamuriri...Ce tranzistor si ce dioda pot folosi...fiind vorba de smd-uri...Ce inductanta ar trebui folosita,producatorul recomandand intre 22 si 68 microhenry,in functie de aceste valori,modificandu-se si frecventa de lucru,dar nu specifica daca randamentul e influentat de frecventa.

[Vizitator tyc]

Producatorul recomanda un set de valori pt anumita configuratie.-inductanta e invers proportionala cu Iled;-Rsens e direct proportionala cu Iled;-randamentul e puternic influentat de impedanta condensatorului de intrare;-randamentul e influentat de bobina;-randamentul e puternic influentat de forma traseelor.Acestea sant obs practice,nu am citit complect datasheetul,pt ca nu sant vorbitor de engleza.

[Cristiano]

Astazi am primit LM3401,trimis de tyc.Acum am cateva nelamuriri...Ce tranzistor si ce dioda pot folosi...fiind vorba de smd-uri...Ce inductanta ar trebui folosita,producatorul recomandand intre 22 si 68 microhenry,in functie de aceste valori,modificandu-se si frecventa de lucru,dar nu specifica daca randamentul e influentat de frecventa.

Spune-mi exact configuratia pe care o vrei (ce tensiune de intrare, ce fel de leduri si cate in serie la iesire) si te ajut eu sa-ti alegi componentele in mod optim. De asemeni pot sa-ti dau si pentru cablaj indicatii pentru o functionare optima.

[Vizitator pisica matache]

Am comandat doua leduri Cree XP-G si un XM-L ,pe care vreau sa le folosesc la niste lanterne.In legatura cu proiectarea scc cu lm3401;vreau sa alimentez un singur led,din cele de mai sus,la un curent de un amper,in cazul primului led,sau 2-2,5A in cazul celui de-al doilea ,desi banuiesc ca nu pot obtine peste doi amperi,cu acest integrat,la un randament bun.Tensiunea de alimentare,6V;fiind vorba de alimentare cu acumulatori,m-ar interesa un randament cat mai ridicat;de aceea ma interesa inductanta ,eventual frecventa optima de lucru.In ce priveste datasheet-ul,nici eu nu stiu engleza..m-am ghidat mai mult dupa grafice;oricum am inteles cum se stabileste curentul prin led,modificand rezistenta inseriata cu acesta,avand in vedere ca integratul mentine pe ea 200mV.Multumesc anticipat pentru orice sugestie...

[Cristiano]

Pentru componentele National cel mai bine e de folosit unealta lor online, Webench. Practic face toata treaba proiectantului. Trebuie facut cont, insa e gratis si in mai putin de 5 min. de poate incepe lucrul.

 

I-am dat ca parametri de intrare urmatoarele:

- sa foloseasca LM3401

- tensiunea de intrare intre 4.5 si 7.0V

- curent de iesire de 1.0A

- 1 led la iesire (tens. de iesire de approx. 3.3V)

- optimizare pentru eficienta maxima

 

Eficienta calculata e de 86%. Rezultatele se pot vedea aici:

http://www.sendspace.com/file/kt8zl2

 

Cateva date cheie care au de-a face cu eficienta:

- condensatori de intrare ceramici (2 buc.) de 10µF, cu rezistenta echivalenta serie de 3mOhm.

- bobina de 15µH si 70mOhm rezistenta serie.

- mosfet cu Rds_on de 50mOhm si sarcina de poarta totala (total gate charge, habar n-am daca exista vreun alt termen in romana pentru asta) de doar 12.5nC (tipic).

 

Cred ca toate componentele se pot gasi la Farnell, daca nu, pot indica echivalente.

 

Desigur, si cablajul joaca un rol important. Principiile de baza sunt descrise in urmatoarele note de aplicatie:

http://videos.national.com/national/200 ... tchers.pdf

http://www.national.com/an/AN/AN-1229.pdf

 

Sunt in engleza, dar cred ca va descurcati voi. Revin mai tarziu cu explicatie pe scurt a acestor principii, momentan fiica-mea vrea desene animate .

[Cristiano]

Later edit: revin cu cateva completari: - daca bateria e pozitionata departe de led, e indicat sa se mai puna in paralel cu condensatorii de intrare ceramici si unul sau 2 condensatori electrolitici (de preferat tantali) cu rezistenta echivalenta serie scazuta (low ESR). - nu uita sa pui si o siguranta, una de 1,85 sau 2A cu timp de reactie mediu. - dioda trebuie sa fie neaparat de tip Schottky, nici sa nu te gandesti sa pui una normala. - nu supradimensiona dioda, alege una care sa poata rezista la 1.5A sau 2A. Mai mult strica, deoarece va avea o capacitate parazita mai mare si pot creste varfurile de tensiune in momentul comutatiei. - daca varfurile de tensiune pe catodul diodei sunt prea mari (ceva in genul semnalului de sus din poza de la pag. 14 din prima nota de aplicatii) poti adauga un snubber RC paralel cu dioda, cu constanta de timp undeva la o zecime sau mai putin din frecventa de comutatie a regulatorului.. Nu cred ca e necesar in cazul de fata, dar e bine de stiut. Desigur, trebuie un osciloscop ca sa poti vedea semnalul.Referitor la cablaj: - se merge pe principiul pozitionarii componentelor cat mai aproape unele de altele - se identifica buclele in circuit unde curentul isi schimba brusc sensul pe parcursul ciclului de comutatie (pagina 16 in prima nota de aplicatii, la un regulator buck cum e LM3401 este numai o bucla). Componentele si traseele trebuie pozitionate astfel incat aria acestei bucle va fi cat mai mica, cu trasee scurte si groase (pentru a minimiza cuplajele si emisiile prin camp magnetic). Comutatorul din figura respectiva se afla intre sursa si drena mosfetului. - anodul diodei si cond. de intrare se conecteaza cat mai aproape cu putinta, cu trasee groase. - nodul de comutatie (drena mosfetului, catodul diodei si un pin al bobinei) trebuie sa aiba o suprafata de cupru pe cablaj cat mai mica (pentru a elimina cuplajele si emisiile prin prin camp electric). - traseele care conduc semnale de impedanta mare se vor tine cat mai departe de bobina si bucla mentionata mai sus (de ex. traseul de la R1 la pinul SNS al regulatorului) - nu se introduc treceri (vias-uri) in bucla mentionata mai sus. - in caz ca se folosesc si condensatori electrolitici in paralel cu cei ceramici, mai aproape de mosfet si dioda vor fi plasati cei ceramici si mai departe cei electrolitici. - masa se conecteaza in steaCand ai cablajul gata, pune-l aici, ca sa putem analiza la obiect.

[Vizitator pisica matache]

Foarte utile sugestiile,care cu siguranta ma vor ajuta.Deocamdata nu am tranzistorul ,dioda si rezistenta inseriata cu ledul.Presupun ca nu pot folosi o rezistenta normala,din cauza inductantelor parazite,iar una bobinata nici atat;sper totusi sa gasesc una smd.Indica-mi te rog ,cateva tranzistoare pe care le-as putea folosi .Avand in vedere ca tensiunea pe led nu este filtrata,nu este critica si lungimea conexiunilor de la scc la led ?Si inca ceva,cresterea rezistentei interne a acumulatorilor,invers proportionala cu capacitatea acestora si proportionala cu descarcarea lor,nu va influenta functionarea scc?...in cazul asta majorarea valorii condensatorului de intrare ar fi utila,sau mai utila ar fi folosirea unei surse cu rezistenta interna mai mica,adica de capacitate mai mare,sau la aceeasi capacitate, ni-cd si nu ni-mh,cum vreau sa folosesc..

[Vizitator]

folosirea unei fotodiode nu elimina bucla de curent;daca se intrerupe orice din montajul fotodiodei nu are cine sa mai protejeze led-ulaici se face o mica confuzie intre un circuit ce functioneaza ca generator de curent si protectia de curent de la o sursa de tensiune care este o functie suplimentara,de protectie(nu este obligatorie)REVIN:ca o mica filosofie de viata--cand fac montaje unicat,mai ales de folosinta personala, nu fac economie de piese(este adevarat ca am strans prea multe care zac )daca s-ar folosi un integrat nespecializat,traful de curent este o solutie nedisipativa asa ca si cei 200mv ar parea multsolutiile marilor firme sant gandite low-cost si pt manopera minima:se adreseaza altor firme ce produc mii de exemplare si pt care fiecare componenta intra in pretul final