Moje vlastní světlo na kolo, Studie, návrh, zhotovení Možnosti

[Kolbaba71]

To Benik3: Tak to se omlouvám, to mě uniklo.

Tak jsem objevil zapojení L4970A, co snad omezuje proud na potřebný 3A. Nebo se pletu? Na výstupu ve schematu je 18V/3A, ale v popisu 12V/3A. To LED samozřejmě neprocpu. Bude se to v tomto zapojení chovat jako zdroj proudu? Nebo budu muset provést úpravu, abych omezil i napětí?

V datasheetu píší:

Up Down Converter
In some applications it is required to stabilize a voltage starting from an input voltage which can be lower or higher then the output regulated voltage. In this case a well known buck-boost topology is suggested. The fig. 68 which shows the electrical diagram of the up-down converter, makes use of the L4974A to generate an output voltage of 12V at 3A. For output current lower or higher than 3A other devices of this family can be used. For input voltage less than 20V the zener diode can be avoided. Such circuit can also be used as a simple step-up. In this case there is a structure of the "asymmetrical two transistor converter" type, that in the case of a short circuit is automatically protected since the internal transistor turn-off, disconnecting the power supply. This doesn?t happen in the classical step-up converter topology, in which, during the short circuit only the power transistor is protected, but the current in the coil and the freewheeling diode is not limited.

Navíc tam píšou, že nad 20V včetně se má používat zenerova dioda na výstupu a pak už ne. Jenže při použití akupacku 22,2V bude vybitý akupack 18V. Tak dát či nedat? Řešením by bylo dát tam hlídač napětí, co by pod 20V tu zenerku přemostil. Otázka, zda je to nutný.

Tento příspěvek byl editován Kolbaba71: 14.8.2011 17:15

[3zuli]

Vypadá to jednoduše. Jako tranzistor Q1 bych spíš než BC547 jenž umí 0,1A (jenž by nejspíš jen zasmrděl ) použil BU2520DF co umí 10A, jelikož pokud přes R3 půjde 1/3 proudu, logicky musí 2/3 přes Q1. Jen mě není jasný kde se nastavuje proud. Pak ještě obvod na snižování výkonu led při přehřátí a ochrana proti přílišnému vybití aku. Ideální by bylo mít tohle vše v jednom obvodu, ale je možný, že nakonec skončím u tohoto. Možná by to šlo zkombinovat a tím obvodem L4970A.

nie, (takmer) vsetok prud ide cez R3, na ktorom sa vytvori ubytok napatia cca 0,6V, ktory pootvori Q1. Q1 znizi napatie na gate Q2, ten sa privrie a tak drzi dany prud. cez bazu Q1 pojde najviac niekolko mA

To zapojeni je sice jednoduchy, ale efektivita nebude asi prilis vysoka. Nehlede na to, ze u takovychto zapojeni neni vystup az tak konstantni a pri pouziti 6S clanku mas rozdil napeti 7,2V coz neni malo

ano, efektivita neni nic moc (predsa len je to linearny driver) a pri 7,2V rozdiele napati to bude hriat jak svina. pri pouziti tohto driveru by si asi musel pouzit iny akkupack, a mozno nemat vsetky ledky v serii na jeden driver, ale mat napr. 3S+driver 2P (a 3S2P akkupack). ber to ako nudzove riesenie, keby ten L4970A nefungoval
kazdopadne vyhody: jednoduche, spolahlive, ovladatelne PWM, po uprave (silnejsi MOSFET) neni problem regulovat aj 100A

Tento příspěvek byl editován 3zuli: 14.8.2011 16:48

[Kolbaba71]

nie, (takmer) vsetok prud ide cez R3, na ktorom sa vytvori ubytok napatia cca 0,6V, ktory pootvori Q1. Q1 znizi napatie na gate Q2, ten sa privrie a tak drzi dany prud. cez bazu Q1 pojde najviac niekolko mA

Pochopil jsem z tvého textu, že přes R3 jde 0,6 nominálního proudu. Což znamená, že 0,4 x 3A by šlo přes Q1. BC547 umí 100mA, ale tam by teklo 1200mA. Proto jsem mluvil o tom, že by to nezvlád.

Tento příspěvek byl editován Kolbaba71: 14.8.2011 17:38

[Benik3]

Kolbaba: Omezeni proudu ale neni stejny jako konstantni proud. Takze to nejpis bude konstantnich 18V (12?) do 3A...
Ta zenerka by tam nevadila. Stejne kdyz ji mas na 20V a pustis tam 18V, tak bude uzavrena

[Kolbaba71]

Aha, tak by tam musela být obezlička, co by zvyšovala napětí a držela proud. Což by teoreticky problém být neměl, i když na tohle už moje vědomosti bohužel nestačí. Asi se zeptám chytrých lidí v práci. Snad mě v tom někam navedou, i když zdroje proudu není přímo tím, čím se v práci zabýváme.

Otázka je, že když se má zenerka pod 20V vypustit, tak to sice znamená, že tam nebude. Ale je otázka, zda tam nebude i ta propojka, či tam naopak bude. Což by v druhém případě znamenalo, že by ta zenerka při napětí pod 20V se musela nějak vyzkratovat.

Tento příspěvek byl editován Kolbaba71: 14.8.2011 17:43

[3zuli]

Pochopil jsem z tvého textu, že přes R3 jde 0,6 nominálního proudu. Což znamená, že 0,4 x 3A by šlo přes Q1. BC547 umí 100mA, ale tam by teklo 1200mA. Proto jsem mluvil o tom, že by to nezvlád.

ohmov zakon: I=U/R. v nasom pripade I=0,6V/R3 cez bazu Q1 ide len niekolko mA potrebnych na jeho otvorenie, zvysok (99%) ide cez R3. ide o to, ze tento obvod zacne obmedzovat prud hned, ako ubytok napatia na R3 dosiahne 0,6V (napatie potrebne na otvorenie Q1)

Tento příspěvek byl editován 3zuli: 14.8.2011 17:47

[Benik3]

Ta zenerka je nejspis jen na ochranu toho tranzistoru. Pri napeti nizsim nez 20V je uzavrena, takze je to jako kdyz ji tam vubec nedas. Pri napeti vyssim jak 20V zacne propoustet, takze prebytecne napeti pusti do zeme.

[3zuli]

ano, ta zenerka ma len ochrannu funkciu, aby sa na G (gate) toho tranzistoru nedostalo viac ako 20V (inak by sa prerazil). pre istotu si treba pozriet datasheet tranzistoru, ktory chces pouzit, a zistit max. dovolene napatie na G a podla toho zvolit zenerku

[Kolbaba71]

Aha, takže ne 0,6 I, ale 0,6V.

[wooferx]

To schématko od 3zuliho, má taky tu nevýhodu, že regulace proudu se nastavuje R3 a to je výkonový prvek, takže proud změníš leda výměnou R3 za jinou hodnotu. Dále mi tam "chybí" nějaký odpor na výstupu PWM a u kolektoru tranzistoru Q1 aby chudák nešel do zkratu.

Kolbaba71: Nějak mi uniklo co myslíš pod tím požadavkem na PWM regulaci ? Přece téměř každý IO pro spínané zdroje používá PWM a střída spínání se reguluje zpětnou vazbou podle aktuální hodnoty výstupního napětí. Pokud chceš rozumě řídit proud, tak ho musíš snímat na sériově zařazeném odporu, takže schéma na obr. 68 určitě není zdroj proudu. Jak realizovat zdroje proudu je na obr: 65 a 66:


Ale na to už jsem ti sem dával odkaz, viz:

V aplikačním listu je na straně 41 naznačeno jak udělat z regulátoru napětí i regulátor proudu pomocí externího OZ....

Je to skoro stejný dokument, jen trochu jinak seřazený.

Jak jsem psal, testoval jsem to zapojení z obr. 66 pro obvod L4970. Ale aby výstup nekmital, tak bylo nutné upravit zpětnou vazbu okolo OZ takto:

Výhodou je to, že proud se zde dá regulovat elegantně hodnotou napětí na neinvertujícím vstupu +OZ. Regulace probíhá tak, že pokud je úbytek na snímacím odporu vyšší než +OZ, tak se OZ překlopí do nuly a zablokuje PWM regulaci, takže dojde k vynechání několika pulsů na výstupu regulátoru a tím se drží hodnota proudu na stanoveném maximu. Takže proud se dá regulovat např. potenciometrem. Samozřejmě tím, že se vynechávají celé pulsy, tak je zvlnění při proudové regulaci trochu větší.

Dobré je taky, že tahle regulace "umí" na výstupu držet i nižší napětí než jinak minimálních 5.1V. Ale pokud je napětí hodně nízké (např 0,5V), tak už je chudák regulátor téměř stále zablokovaný a jen jednou za X taktů se odevře, takže průběh výstupního napětí je potom už dost kostrbatý. Ale s napětím kolem 3,5 V pro LED by neměl být problém, případně to můžu zkusit.

Ještě sem dám pro zajímavost fotku svého výtvoru, který jsem navrhoval původně jako 10A nabíječku Pb akumulátorů. DPS je trochu předimenzovaný, dal by se udělat daleko menší, a při napájení z akumulátoru by navíc nemusely být na vstupu takové kýble (elektrolyty). Na fotce jsou vidět i snímací odpory - paralelně 4x0,1 = 0,025 Ohmu. Nižší hodnotu jsem v té době nemohl sehnat. Dnes bych tam dal raději něco jako tohle: 0R01.


Jinak asi levnější než použít L4970 by bylo vzít nějaký PWM driver bez integrovaného spínacího FETu a doplnit ho vhodným FETem, ale konkrétní návrh by byl zase o něco složitější. Už i L4970 je třeba ve srovnání s LM2679 o dost složitější. Na jiném foru jsem četl, že lidi měli problémy regulátor vůbec oživit díky špatně navrženému DPS.
Zajímavé by bylo sehnat schéma od nějaké inteligentní modelářské nabíječky, tam je možná zpětná vazba (proudové i napěťové regulace) řízena přímo nějakým procesorem s AD/DA převodníkem. Ale to už je opravdu o pár úrovní výše.

[Kolbaba71]

V tebou zmíněném aplikačním listu je ukázáno (str. 38 / obr. 59), jak lze elegantně udělat regulaci napětí od nuly. Otázkou zůstává, zda by do toto šla nacpat ještě ta potřebná proudová regulace. Vážně uvažuju o tom, že budu mít alespoň 2 LED v sérii a tím obejdu problémy s omezením minimálního výstupního napětí obvodu.


Navíc L4972A narozdíl od L4970 A umí jen 2A a já potřebuju alespoň 3A (raději 4-5A aby byla nějaká rezerva), proto je můj favorit L4975A. Jelikož narozdíl od původně nalezeného L4970A mě 5A stačí a L4975A je i o 1/4 levnější. Vypadá to, že většina L497xA se liší jen proudem. Téměř vždy je x označení maximálního výstupního proudu. Další L479xx jsem našel zde. Takže by to mělo jít použít zapojení pro L4972 pro L4975A, jenž by mě dostačoval, jelikož má maximální výstupní proud 5A. V GM L4795A mají sice na objednávku, ale je asi o 80Kč levnější, než L7970A, jenž mají skladem.

Tento příspěvek byl editován Kolbaba71: 15.8.2011 08:25

[jova]

Můžu vědět proč trváš na L4795A, když LM2679-ADJ má stejné parametry, na výrobu měniče potřebuje o polovinu méně „smetí“ okolo a je ještě o 80Kč levnější?
Proudovou regulaci neumí ani jeden, tak se bude muset tak, jako tak doplnit.

Tento příspěvek byl editován jova: 15.8.2011 09:43

[Kolbaba71]

Wooferx jenž má zkušenosti z obouma obvodama, mě psal, že LM2679-ADJ není na řízení LED vhodný, jelikož neumí proud od 0A. Zda to umí L4795A to nevím, na to se budu ještě muset podívat.

Je možný že LM2679-ADJ i L4970A není vhodný ani jeden. Jenže zatím jsem lepší nikde neviděl. většinou mám problém v proudu. Když není problém v proudu, tak je v napětí či pouzdru. Našel jsem jeden, co s pomocným IO uměl co chtěl, ale vyrábí se jen v SMD pouzdře 3x3mm s 16 vývody. A to něvěřím, že bych to byl doma schopen zapájet.

Tento příspěvek byl editován Kolbaba71: 15.8.2011 10:27

[jova]

Ta regulace proudu od 0 se dá k LM2679-ADJ velice jednoduše dodělat. Psal jsem o ní zde
Používám jí na obvodu LM2576-ADJ což je v podstatě stejný obvod jako LM2679-ADJ, pouze má klasické spínací tranzistory a tím pádem horší účinnost a výstupní proud. Veškerá regulace proudu se skládá z jednoho snímacího odporu R1, dvou odporů R2, R3, potenciometru a operačního zesilovače. Výstupní proud jde pak nastavit od 0mA po maximum.

[Kolbaba71]

Nevypadá to úplně špatně. Zatím to vypadá, že si mě přesvědčil. Má to jen nevýhodu v tom, že u nás není tento obvod dostupný. Jedině si ho poslat ze zahraničí. Takže minimálně o jeden až dva kousky navíc. Nebo víš kde vy šel v ČR koupit?

[krtek]

Nevypadá to úplně špatně. Zatím to vypadá, že si mě přesvědčil. Má to jen nevýhodu v tom, že u nás není tento obvod dostupný. Jedině si ho poslat ze zahraničí. Takže minimálně o jeden až dva kousky navíc. Nebo víš kde vy šel v ČR koupit?

Máš-li možnost v Praze tak třeba tady

[jova]

Kolbaba měl zřejmě na mysli LM2679-ADJ. Ten by měl být třeba zde nebo zde.
Osobně ho budu nyní taky objednávat, tak se můžeme eventuelně domluvit.

Tento příspěvek byl editován jova: 15.8.2011 12:31

[Kolbaba71]

Ano, měl jsem na mysli LM2679-ADJ. Já se zatím k nákupu nepřidám. Pokud to půjde dobře, počítám, že k nakupování součastek se dostanu tak na začátku jara a kdo ví jestli. Do té doby bych chtěl mít naprosto jasno ohledně elektrické i mechanické konstrukce. Včetně toho, jak co bude dlouho trvat (výroba, dodání apod), či co to bude stát. Pokud dopadne vše ideálně (s čím moc nepočítám), mohl by tuto svítilnu mít plně zprovozněnou tak za rok, jak jsem i předesílal v úvodním příspěvku.

Tento příspěvek byl editován Kolbaba71: 15.8.2011 12:43

[jova]

OK. Já na ten LM2679-ADJ hodlám zapojit 4x XM-L dvě v sérii a zároveň paralelně s plynulou regulací od 0 do maxima co chladič a obvod dovolí. Určitě dám vědět jak dopadnu.

[Benik3]

Tak PWM regulaci dokazes dodelat temer ke vsemu (jde jen o to, ze IO nebude mit zvlastni vstup, ale pouze PWM pridavas/odebiras napeti od Vref, podle ktereho se ridi proud). Viz. PDF ktere jsem ti daval. Napetova regulace se taky da predelat na proudovou, coz ti nejspis nezbyde nic jineho, protoze IO s konstantnim proudem je malo.
Pokud najdes nekoho kdo umi programovat treba atmely, tak ho muzes pouzit jako zdroj PWM a zaroven uz neni tezky udelat snimani napeti aku a teploty a podle toho ridit to vystupni PWM. Tim ti odpadaji hned tri veci, ktere u IO potrebujes