Список разделов Flyback.org.ru » Мат. каф. » Релейный регулятор для питания светодиода
Тему сейчас просматривают - зарегистрированных: 0, скрытых: 0 и гостей: 0
Зарегестрированные - Нет
тема: Релейный регулятор для питания светодиода
Ответить с цитатой

Vcoder
Магистр


Итак, задача - создать некий регулятор, который бы обеспечил от 4-х Ni-mh аккумуляторов питание 10-ваттного светодиода, а именно регулируемый ток от 0 до 2,5 А. А поскольку питание от батарей, то линейные регуляторы типа LM317 отпадают - такое расточительство здесь мы позволить себе не можем.

Первое, что приходит в голову, - MC34063. В принципе на первый взгляд вроде бы подойдёт, но... У неё образцовое напряжение 1,25 В. Терять столько на шунте - значит просадить в тепло больше трёх ватт на максимальном токе. Неа, тоже чересчур расточительно.

Смотрел в сторону специализированных драйверов для светиков. Там две проблемы. Во-первых, под нужный ток я так и не нашёл - в основном или десятки мА, или 1,5 А. Во-вторых, в большинстве своём это сферические микросхемы в вакууме - их нет в магазине.

И тогда мне предложили сделать обычный регулятор релейного типа: пока ток не превысит некоторый порог, ключ замкнут, затем размыкается до понижения тока ниже порога включения. То есть ток колеблется около нужного значения с частотой, определяемой дросселем, нагрузкой и другими факторами. В принципе сойдёт. Вот об этой схеме и пойдёт речь далее.

Схема регулятора приведена на рис. 1.
Источник V1 - это наша батарея аккумуляторов. D1 - нагрузка. R1 - шунт для измерения тока. Ключ S1, диод D2 и дроссель L1 образуют схему понижающего step-down регулятора. Почему элементы расположены именно так, а не по классической схеме? На то есть три причины.
1) У светодиода на корпусе анод. Соединив плюс батареи с корпусом фонарика, мы сможем просто прикрутить светодиод к корпусу, исключив необходимость применения изолирующих прокладок.
2) У диодов обычно на корпусе катод - следовательно, D1 тоже можно прикручивать прямо на корпус.
3) Ключевой элемент оказывается соединён с минусом питания, что отменяет необходимость применения плавающего драйвера, как в классической схеме.

Узел на U1 - усилитель. Он усиливает сигнал с шунта, чтобы триггеру Шмитта не пришлось оперировать с милливольтными значениями.
На U2 собран триггер Шмитта, который и задаёт логику работы схемы. Образцовое напряжение взято с отдельного источника V2, чтобы пока не заморачиваться с делителем.

Всё вроде бы нормально? Я тоже так думал. Пока не попробовал изменить напряжение питания - ведь аккумуляторам свойственно разряжаться. И тут я увидел то, что объяснить не могу. Ток через светодиод кардинальнейшим образом зависит от напряжения питания. Причём при понижении напряжения ток растёт, а при повышении - уменьшается! Это продемонстрировано на 2-м рисунке для напряжения 4 и 5 В.

Что такое, в чём дело... Я в растерянности. Схема-то несложная совсем. Что тут может работать не так?

Ну и если кто-то захочет поразбираться в схеме, также прилагаю модельку.

Добавлено: Fri Sep 03, 2010 10:34 pm
led-drv-sch.png (39.57 Кб)
Схема регулятора
led-drv-waveforms.png (22.85 Кб)
Осциллограммы тока нагрузки при двух значениях напряжения питания
led-drv.zip (1.25 Кб)
Моделька в swcad
Ответить с цитатой

Толяныч
 


А такой вариант - образцовое напряжение на MC34063 формировать каким-нить операционником из исходного (падение на шунте), составляющего не более 0.1-0.2В Реально?

Добавлено: Fri Sep 03, 2010 10:56 pm
Ответить с цитатой

Vcoder
Магистр


Реально наверно, почему бы и нет. Но 34063 биполярная, плюс 2,5 А она сама не потянет - придётся ещё мощным биполярником усиливать. Uкэ нас обычно около вольта... Потому хочется полевичок, чтоб потери уменьшить.

Добавлено: Sat Sep 04, 2010 9:02 am
Ответить с цитатой

Толяныч
 


Vcoder писал(а):
Реально наверно, почему бы и нет. Но 34063 биполярная, плюс 2,5 А она сама не потянет - придётся ещё мощным биполярником усиливать. Uкэ нас обычно около вольта... Потому хочется полевичок, чтоб потери уменьшить.
А если P-канальник использовать какой-нить - не проканает?

Добавлено: Sat Sep 04, 2010 10:08 am
Ответить с цитатой

Abramov
 


Сдаётся мне что у тебя усилитель на U1 неправильно сделан. Напряжение на выходе зависит от питпния.
Посмотри стандартные схемы дифференциального включения ОУ.

У тебя выходит что неинв. вход висит фактически на питании, а не на земле. Прэтому на выходе усиленное напряжение шунта будет осчитываться от питания, а не от замли. А компаратор у тебя мониторит напряжение относительно земли - выходит при изменении питания на для него на входе напряжение плавает.

Добавлено: Sat Sep 04, 2010 11:39 am
Ответить с цитатой

Vcoder
Магистр


Abramov, ты прав на 100%.

Почитав Титце-Шенка и включив U1 по описанной там схеме усиления дифференциального сигнала, я заставил-таки эту схему работать.


Спасибо всем принявшим участие. И отдельно Абрамову за указание на проблему.
Прилагаю картинки и модельку обновлённой схемы. Мож пригодится кому.

Добавлено: Sat Sep 04, 2010 9:34 pm
led-drv-work-sch.png (43.47 Кб)
Схема, которая работает
led-drv-work-waveforms.png (23.13 Кб)
Осциллограмма тока через светодиод
led-drv-worked.zip (1.32 Кб)
Рабочая схема
Список разделов Flyback.org.ru » Мат. каф. » Релейный регулятор для питания светодиода
    Просмотр темы целиком



Лицензионное соглашение

(c)Flyback.org.ru
Российское общество любителей высоких напряжений.
Использование материалов с данного сайта и форума возможно только с разрешения администрации.