PWM napájanie Možnosti

[The Devil]

Postavil som si PWM regulátor a chcem sa podeliť o zistené informácie. Postupne tu budem prihadzovať testy. Najprv som testoval 5mm LEDku, tu je všetko o nej.

Teraz som testoval jednu CREE XR-E Q5.
PWM odvod:


Ucc=5V laboratórny zdroj
Tu sú výsledky:

[boceli]

Zdravím, o Té 555ce jsem taky uvažoval,i když jsem elektronický začátečník.Ale mám pocit že minimální napěťí pro provoz 555ky je 4.5V.Máš to vyzkoušené i s Li-ion(3,7V ve schématu)?.PS:Jestli to dobře chápu, tak při PWM ušetříš to co by tranzistor nebo odpor, přeměnil na teplo.(Což ale při napájení 3,7V je zanedbatelné).

[The Devil]

Skúšal som to z 4xAA nabíjacie, čiže nejakých 4,8V. Neviem ako je to z 555, ale skúsiť môžeš. Potom daj vedieť ak tak.

[Tommu]

Nechtěl jsem zakládat nové vlákno a chtěl jsem odpovědět na toto. Takže to vkládám sem.
PWM regulace jasu funguje tak, že do led se pouští impulsy o frekvenci, které oko ji takřka nevnímá (např. 200Hz) a mění se u nich doba po kterou jde do led proud. Oko pak toto rychlé střídání světla a tmy vnímá jako světlo s menším jasem. Jak je vidět na přiloženém obrázku, nahoře je režim low a dole mid.

V ideálním případě, kdy by doba sepnutí byla nulová a odpor spínacího tranzistoru by byl také nulový, nemá tento způsob žádné ztráty.
Protože nic není ideální, nějaké malé ztráty tam jsou, ale jsou celkem zanedbatelné, protože odpor spínacího MOSFET tranzistoru je v řádu jednotek mOhm.
Narozdíl od tohoto způsobu snížení jasu, rezistor zapojený v serii s LED promění úbytek napětí na něm na teplo. Například pro mid režim kdy SSC P7 má V_F=3,3V při I_F=1400 (poloviční z maximálního proudu) vychází, že na rezistoru hodnoty 0,29 Ohmu se ztratí příkon 0,560W při napětí akumulátoru 3,7V. LED přitom má příkon 4,62W. To znamená, že více jak 10% celkového příkonu se ztrácí na rezistoru. Tento způsob regulace je sice velmi jednoduchý, ale méně účinný.

[jirik]

U LED je však také nutné vzít do úvahy, že jejich účinnost se s protékajícím proudem mění.

Například Cree MC-E M-bin má při proudu 2,8A světelný tok minimálně 750 lumenů. Při PWM 50% tedy získáme světelný tok 375 lumenů.

Jenže při napájení polovičním konstantním proudem 1,4A má ledka minimálně 430 lumenů.

U nižších režimů se rozdíl ještě zvětšuje. Například při PWM 12,5% získáme světelný tok 94 lumenů, ale při konstantním proudu 350mA bude světelný tok 121 lumenů. To už je 30% rozdíl. U jiných LED ty rozdíly mohou být ještě větší.

Naopak pro hodně nízké režimy může být PWM výhodnější i z hlediska účinnosti, protože výkonným LED dost strmě klesá účinnost při proudu menším než cca 20mA (u jednočipů).

[Mike]

Pokud čtu dobře, tak jsem se v datasheet LUXEON Altion dočetl, že oněch 850lm/1A má při pulzech 20ms a samozřejmě teploty 25°C, to jsou potom tedy hodnoty absoltně k ničemu!!!
V ostatních datasheetech jiných značek jsem se žádné takové poznámky nedočetl, ale vůbec bych se nedivil, kdyby to tak bylo také... Ono vlastně stačí údaj měřeno při 25°C, to se na LED nedá udržet jinak než pulzy proudu...
To potom, když pustíme do LED trvalý proud, čip se hned ohřeje a my nemáme absolutně šanci ani hned po zapnutí dostat z LED více jak 90% její svítivosti..., pouze pokud bychom udržovali LED dusíkem na 25°C...

[pepik]

PWM je velmi dobrá metoda regulace svitu LED, nicméně pro udržení vysoké účinnosti LED je vhodné obdélníky z výstupu spínacího tranzistoru vyhladit do nějaké pseudosinusovky.

[jirik]

Pokud čtu dobře, tak jsem se v datasheet LUXEON Altion dočetl, že oněch 850lm/1A má při pulzech 20ms a samozřejmě teploty 25°C, to jsou potom tedy hodnoty absoltně k ničemu!!!

Takhle měří světelný tok drtivá většina výrobců, takže po zahřátí je skutečně nutné pár procent ubrat. Jen nedávno se tuším právě lumileds chlubili, že u některých LED začali uvádět lumeny až po zahřátí.

[Dežo]

hm celkom ma zaujal tento PWM... a ked mám MC-E je to ideálnejsie napájať ? alebo radšej DD a odpor ?
z 1x18650?

[Džejár]

No ono to není tak jednoduchý. PWM regulace je supr třeba pro indukční záteže třeba motory tam se dá dosáhnout užasná účinost, ale tam se využívá toho že ta indukčnost to vlastně vyhlazuje(tlumivka) a navíc bych si tipl že tam bude fázový posuv proudu a napětí. Ale ledka je v podstatě odpor i když s jistou proudově teplotní závislostí. Takže v pulzech tam teče maximalní proud, takže tam musí být nějaké omezení aby příliš nepřekračoval maximum. Navíc v tomhle zapojení to neudrží konstatní svit, s vybíjením se bude snižovat tak jako u DD s odporem(pardon rezistorem). A v zhledem k zminovanému poklesu učinosti bych typl že ta celková učinost bude podobná - buď topí odpor nebo ledka.....
Podle mne je PWM ve svitilnách kde honíme vše dost na max nanic, buď odpor (samo v případě kdy máme na jednu led 1 článek), nebo pořádnej měnič ve funkci proudového zdroje.
Ono totiž pokles o 10 až dvacet procent v průběhu delšího času bez možnosti přímého porovnání není v podstatě vidět.

Tento příspěvek byl editován Džejár: 22.12.2010 22:31

[pepik]

Já myslím, že PWM driver, který pouští obdélníky přímo do ledky se u značkových svítilen již nepoužívá.
Bývá tam spínaný proudový zdroj s cívkou a kondenzátorem (který ale také většinou funguje na principu PWM).

[Blancman]

Ano, nejlepší kombinace je proudový zdroj a ten potom řídit PWM. Nejvyšší režim - Hi, se potom dělá tak, že měnič v podstatě jede naplno a na výstupu dá svůj maximální proud. Bez toho, aby v tomto případě zasahovala regulace PWM. Ostatní režimy, nižší fungují vlastně tak, že se měnič vypíná a zapíná právě dle signálu PWM. Proud ledky však nikdy není překročen (samozřejmě za předpokladu, že pro danou LED navrhnu vhodný měnič. Tedy na Led, jejíž maximální proud je 1A nenavrhnu měnič s výstupním proudem 5A). Příklad: jako výstupní zdroj proudu pro SST90 používám driver od Taskledu H6CC. Ten dá maximální proud 6,7A. To znamená, že když potom přivedu na jeho řiditelný vstup signál PWM, bude výstupní proud kmitat mezi 0 a 6,7A. Tedy maximální proud SST90 - 9A nebude nikdy překročen a dioda bude pracovat stále v optimálním režimu. Blanc

[pepko]

Příklad: jako výstupní zdroj proudu pro SST90 používám driver od Taskledu H6CC. Ten dá maximální proud 6,7A. To znamená, že když potom přivedu na jeho řiditelný vstup signál PWM, bude výstupní proud kmitat mezi 0 a 6,7A. Tedy maximální proud SST90 - 9A nebude nikdy překročen a dioda bude pracovat stále v optimálním režimu. Blanc

no ale bude to horsia varianta z hladiska ucinnosti ako ked na ten driver pripojis potenciometer a znizis prud priamo na driveri ... pretoze ked budes do ledky pustat signal 50% 6.7A a 50% 0A, tak ledka bude pracovat v pasme nizsej efektivity ako ked do nej pustis 100% 3.3A ...

[pepik]

no ale bude to horsia varianta z hladiska ucinnosti ako ked na ten driver pripojis potenciometer a znizis prud priamo na driveri ... pretoze ked budes do ledky pustat signal 50% 6.7A a 50% 0A, tak ledka bude pracovat v pasme nizsej efektivity ako ked do nej pustis 100% 3.3A ...

Blancman zřejmě myslel výstup ze spínacího FETu. Driver Taskled má cívku, takže pokud není spínací frekvence příliš nízká, měl by být výstupní proud jen mírně zvlněný.

Tento příspěvek byl editován pepik: 23.12.2010 14:58

[pepko]

Blancman zřejmě myslel výstup ze spínacího FETu. Driver Taskled má cívku, takže pokud není spínací frekvence příliš nízká, měl by být výstupní proud jen mírně zvlněný.

ano pokial to bude regulovat potenciometrom ... ale ak ho bude zapinat a vypinat externym PWM tak to nebude moc dobre ...

[Blancman]

Pepko, je to dobré. A hlavně ten rozdíl účinnosti je minimální. Rozdíl mezi účinností SST90 při 3,3A a při 6,7A je pro nás zanedbatelný. A další věc... máš možná pravdu v tom, že při napájení 3,3A stejnosměrným proudem bude opravdu svítit o něco málo více, než při napájení proudem 6,7A přerušovaně. Ale mě jde hlavně o to, aby v režimu Low a Mid svítila méně, než na Hi, takže je mi tahle účinnost v podstatě šum und fuck.......

A jinak ano, Taskled H6CC má možnost řídit výstupní proud přímo pomocí zpětné vazby potenciometrem. Ale George to nedoporučuje. A ani já nechci nikam montovat další, externí potenciometr. Ještě je tu možnost využití tzv. elektronického potenciometru, který by byl řízen malým MCU, což existuje a jde to. Až si pohraju s řízením PWM, tak uvidím, jestli mi zbude chuť to ještě nějak měnit. Ale obávám se, že jak zjistím, že to funguje dobře takhle, tak už nic měnit nebudu.... Blanc

[Blancman]

Blancman zřejmě myslel výstup ze spínacího FETu. Driver Taskled má cívku, takže pokud není spínací frekvence příliš nízká, měl by být výstupní proud jen mírně zvlněný.

Ano, ano, myslel. Spínací frekvence je povolena 500 Hz. A to je už dostatečné, navíc je na výstupu Taskledu kondenzátor, takže je to i vyhlazené. Navíc pin PWM na Taskledu vede přímo do zpětné vazby driveru. Když přijde pulz, je to jako kdyby byl překročen maximální nastavený proud a driver sjede s výkonem dolů. V tom datasheetu H6CC jsou pěkné grafy. Blanc

[pepik]

Tak jsem se mrknul na stránky Taskled a přiznám se, že z toho nejsem moc moudrej. Myslel jsem, že to je obyčejný spínaný měnič. Jenže čtu, že tenhle driver lze použít v režimu nazvaném trimpot a v režimu PWM s obdélníky na výstupu. Čili v režimu trimpot driver funguje jako klasický DC-DC konvertor (obdélníky ze spínacího FETu řízeného PWM jdou na cívku s diodou na které dojde k transformaci na nižší napětí a vzniklý zvlněný proud se vyhladí na kondenzátoru)?

[pepko]

ano tak to chapem aj ja ... riadenie externym PWM povazujem za zlu moznost ... ma predsa priamo vyvody na potenciometer alebo rezistor a moznost priamej internej regulacie prudu ... je skoda to tak nepouzit ... na svojom 10xMCE bike svetle to pouzivam v kombinacii s viac mode spinacom z DX + vhodne rezistory ...

[Blancman]

Ale pochopte, že lampu dělám k obrazu svému. A já nechci nikam přidělávat další potenciometr, nebo vypínač s odpory. Chci jedno, jedinné tlačítko, a to vzadu a tím chci ty režimy ovládat. A basta! Já to tak chci a také to tak mít budu. A čerta mi vadí, jestli bude účinnost o pár procent někde menší..... Zvláště, když je to na těch nižších režimech. Blanc