Светодиодный драйвер lt3955 с внутренним шим генератором

Светодиодный драйвер lt3955 с внутренним шим генератором

ДРАЙВЕР ДЛЯ СВЕТОДИОДОВ HV9910

Немного ниже будет статья с расчетами элементов для светодиодного драйвера на основе ШИМ контроллера HV9910, а пока немного информации для размышления и личные впечатления. Покупались данные драйвера ЗДЕСЬ.
Драйвер весьма и весьма не плох, но имеет недостатки — рекомендованную довольно большую частоту и не возможность использовать его с транзисторами, у которых затворы имеют довольно большую запасенную энергию. При использовании IRF740 от Вишай Силиконикс драйвер сохраняет работоспособность до напряжения питания 100. 130 вольт. При питании от сети управляющий вывод драйвера попросту отгорает, причем у меня даже убился светодиод на 100 Вт. Использование резистора в цепи затвора не помогло. Опыты по созданию самодельного драйвера на базе этой микросхемы пока отложены — транзисторов с легкими затворами у меня нет, да и в продаже они не частые гости.
Из доступных остается не такой уж большой выбор:
STD7NM50N — 550 V, 5 А, Q g 12nC, корпус TO-252. Есть такой же в корпусе ТО-220, именуется как STF7NM50N, но цена сильно завышена, видимо как раз из за популярности в светодиодных драйверах.
Мелькает схема в котрой используется IRFL014, но тут следует обратить внимание на то, что это просто взрыв-пакет:

Дело в том, что рисовальщик данной схемы ОЧЕНЬ грубо ошибся — это повышающий преобразователь и надпись возле входного напряжения 8-300 В является ГРУБЕЙШЕЙ ОШИБКОЙ . При подаче напряжения выше 40 вольт первым естественно разорвет транзистор, поскольку IRFL014 имеет максимальное напряжение 60 вольт, следом рванут электролиты питания — 10 мкФ на 25 В как то маловато. Данная схема будет прекрасно работать на напряжениях не выше 20 вольт и яркость светодиодов не будет изменятся до снижения напряжения питания до 8 вольт. Данный вариант удобно использовать для создания фонариков с аккумуляторами на 12 вольт.
Самой правильной схемой является схема из даташита, поскольку использует даже некую пародию на компенсатор коэффициента мощности

Так же выпускается, но найти в продаже демонстрационную плату не удалось. В ней используется HV9910 в корпусе с 16 ногами и данная плата обеспечивает ток 350 мА с напряжением от 10 до 40 вольт. Входное напржение от 90 до 265 вольт. Как раз именно в этой плате и используются транзисторы STD7NM50N.

Принципиальная схема этого демонстрационного драйвера с регулировкой яркости приведена ниже:

Разумеется, что далеко не всем захочется заморачиваться с пайкой, да еще SMD компонентов, поэтому перед статьей с подробным описание работы HV9910 дам ссылочку на уже готовые драйвера:
ДРАЙВЕРЫ ДЛЯ СВЕТОДИОДОВ — отсортированы по количеству заказов.

УНИВЕРСАЛЬНАЯ ИМС ШИМ – КОНТРОЛЛЕРА HV9910
ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ДРАЙВЕРОВ СВЕРХЯРКИХ СВЕТОДИОДОВ

Развитие источников света на полупроводниковых светодиодах привело к тому, что в настоящее время возникла потребность в устройствах — драйверах, обеспечивающих управление такими источниками освещения. И здесь, наряду с драйверами на дискретных компонентах начинают широко применяться драйверы, построенные на специализированных микросхемах [1]. Такие ИМС представляют собой, как правило, ШИМ-контроллеры, работающие как по «прямоходовому» алгоритму, так и по «обратноходовому» алгоритму.
Преимущества применения специализированных ИМС в драйверах светодиодных источников освещения очевидны — малые габариты, простота настройки, высокая надёжность, низкая себестоимость. Тенденция такова, что многие известные зарубежные электронные компании налаживают серийный выпуск специализированных ИМС драйверов для светодиодных источников освещения.
В этом отношении перспективной будет разработка отечественной ИМС ШИМ-контроллера для построения драйверов управления источниками освещения на сверхярких светодиодах.
Многие производители электронной компонентной базы, среди которых в первую очередь следует отметить Infineon, NXP Semiconductors, STMicroelectronics, Linear Technology, International Rectifier, Texas Instruments предлагают широкую и разнообразную номенклатуру специализированных ИМС ШИМ-контроллеров для светодиодных источников освещения Наряду с ними менее известные фирмы, такие как Melexis и Supertex предлагают не менее интересные решения в части специализированных ИМС ШИМ- контроллеров. В этом отношении следует отметить ИМС ШИМ-контроллера HV9910 фирмы Supertex [2]. Данная ИМС интересна тем, что может работать как в режиме «прямоходового» преобразователя, так и в режиме «обратноходового» преобразователя . обеспечивает построение драйвера с минимальным числом навесных компонентов и может работать в диапазоне питающих напряжений от 8,0 В до 450 В (рис. 1).
Драйверы, построенные на ИМС HV9910 или MLX10803 [3] существенно упрощают конструкцию и повышают надежность устройств управления светодиодными источниками света, а также обеспечивают их высокие технико-экономические показатели, что немаловажно в условиях жёсткой конкуренции на данном сегменте рынка. Таким образом, ИМС ШИМ-контроллера должна быть разработана так, чтобы обеспечивать построение схем драйверов светодиодов как в виде схемы без гальванической развязки (рис. 1), так и в виде схемы с гальванической развязкой светодиодов (рис. 2). В первом случае, в качестве управляющего элемента используется n-МОП транзистор, выполняющий функцию источника стабильного тока в цепи последовательно включенных светодиодов (рис. 1).

Рис.1 Типовая схема применения ИМС ШИМ-контроллера HV9910
в схеме без гальванической развязки светодиодов

Таким образом, при разработке ИМС ШИМ-контроллера, для обеспечения нормальной работы в течение всего срока службы должны быть учтены и реализованы многие факторы, а именно: БиКМОП технология с процессом жёсткой высоковольтной изоляции элементов (rugged high voltage junction isolated process), обеспечивающая работу ИМС с напряжением питания до 450 В (целесообразно). Возможны и другие варианты: стандартные КМОП и биполярные технологии, обеспечивающие максимальные пробивные напряжения до 60 В. С точки зрения системотехники и схемотехники в ИМС ШИМ-контроллера должны быть предусмотрены функции, обеспечивающие высокий к.п.д. и cos  драйвера, а также функции защиты — защиту от электростатического потенциала, защиту от короткого замыкания нагрузки и т. п. Также необходимо обеспечить возможность программирования некоторых
функций, в частности функцию настройки внутреннего ШИМ-компаратора.

Рис.2 Типовая схема применения ИМС ШИМ-контроллера в схеме с гальванической развязкой светодиодов

С учётом таких требований структурная схема ИМС ШИМ-контроллера для управления сверхяркими светодиодами представлена на рис. 3.
Питающее напряжение поступает на внутренний стабилизатор напряжения, формирующий внутренне стабильное напряжение 7 В и которое поступает на выход VDD. От этого напряжения запитывается внутренний стабилизатор напряжения, формирующий рабочее напряжение логики.


Рис. 3. Структурная схема универсальной ИМС ШИМ-контроллера

На ШИМ-компаратор, выполненный на двух дифференциальных каскадах DA1 и DA2, поступает управляющий сигнал SC (например, с датчика тока R6 – рис. 1), обеспечивающий управление скважностью выходного сигнала ШИМ-компаратора. Нижний порог работы ШИМ-компаратора задаётся напряжением 250 мВ, формируемым внутренним источником опорного напряжения. Верхний порог работы ШИМ-компаратора задаётся внешним напряжением по входу LD. С выхода ШИМ-компаратора импульсный сигнал с нормированной скважностью поступает на блок компенсации.
Поступающий на этот же блок сигнал внутреннего генератора, позволяет исключить влияние помех и паразитных колебаний. С выхода блока компенсаций импульсный сигнал поступает на бистабильную RS-ячейку DD2.
С её выхода Q через элемент 2И-НЕ DD3, сигнал через буферный каскад DD4 поступает на выход GATE для управления током мощного внешнего n-МОП транзистора. Логический элемент DD3 служит для того, чтобы через вход PWMD можно было использовать внешний ШИМ-сигнал.
Данный вариант реализации ИМС ШИМ-контроллера позволяет эффективно управлять внешним n-МОП транзистором с частотой переключения до 300 кГц. При этом частота задаётся внешним резистором, подключаемым к выводу RT в соответствии со следующим соотношением:

f OSC (кГц) = 25000 / (R T (кОм) + 22).

В варианте реализации драйвера без гальванической развязки светодиодов (рисунок 1), цепь последовательно включенных светодиодов управляется током, а не напряжением, что позволяет обеспечивать стабильную яркость свечения светодиодов и повышенную надёжность их работы. Величина индуктивности дросселя L1 может быть рассчитана при помощи соотношения.

L = (U CC × U LED ) × T ON / (0,3 × I LED )

где U CC – напряжение питания ИМС, U LED – падение напряжения на цепи последовательно включенных светодиодах, I LED – ток светодиодов (номинальное значение – 350 мА), T ON – время нахождения внешнего n-МОП транзистора в открытом состоянии и рассчитывается в соответствии с формулой:

где f OSC – частота внутреннего генератора ИМС, D – коэффициент, равный отношению падения напряжения на цепи последовательно включенных светодиодах к напряжению питания ИМС:

Подключаемый к выводу GATE внешний n-МОП транзистор должен иметь время переключения не более 25 нс при частоте работы ШИМ менее 100 кГц и не более 15 нс при частоте работы ШИМ более 100 кГц. Вход PWMD может служить как для управления защитой ИМС ШИМ- контроллера, так и для маскирования внутреннего ШИМ-сигнала внешним сигналом. При нулевом уровне сигнала на входе PWMD, на выходе GATE, будет также присутствовать сигнал нулевого уровня. При высоком уровне сигнала на входе PWMD, на выходе GATE ИМС установится сигнал, формируемый внутренним ШИМ-компаратором.
Данная ИМС ШИМ-контроллера может быть изготовлена на базе отечественных технологий, таких как стандртная эпитаксиально-планарная технология, а также БиКМОП технология, имеющаяся в ОАО «Микрон». (Наверное мечты автора статьи).
Данная ИМС ШИМ-контроллера может быть изготовлена в корпусе DIP- 8 или SOIC-8. Кроме применения в драйверах светодиодов, эта ИМС позволяет разрабатывать схемы импульсных источников питания и линейных стабилизаторов напряжения.

Сурайкин Александр Иванович, к.т.н., доцент кафедры микроэлектроники

Использование трансформатора тока тут не совсем случайно — немного позже будет опробовано мощное зарядной устройство, работающее по такому же принципу. Здесь же просто отработка технологии и схемотехники. Данный драйвер показал весьма не плохие результаты, правда запас по напряжению я сделал слишком больши и пришлось немного повозится с дросселем расеивания.
Если нужен не очень мощный драйвер, то можно отказаться от трансформатора тока, воспользовавшись обычным измерительным резистором, работающим на транзистор управления оптроном:

Читайте также  Подключение 4-разрядного led индикатора всего к 4 портам микроконтроллера

Разумеется, что приведенной информации для сборки не достаточно, поэтому чтобы не повторяться и понять как изготовить оптрон и какие компоненты можно использовать можно посмотреть видео на эту тему:

Архив на схемы и плату драйвера на 100 и более Вт ЗДЕСЬ.

Разработанный компанией Linear Technology DC/DC конвертер LT3955 содержит мощный ключ на 80 В / 3,5 А и может использоваться в качестве источника постоянного тока или стабилизатора постоянного напряжения

Благодаря встроенному ШИМ-регулятору драйвер идеально подходит для управления мощными светодиодами, а также для создания зарядных устройств аккумуляторов и суперконденсаторов большой ёмкости. LT3955 поддерживает входное напряжение в пределах от 4.5 В до 60 В, что позволяет применять его в широком спектре приложений, включая системы автомобильного, промышленного и архитектурного освещения.

LT3955 интегрирует N-канальный MOSFET-транзистор на 3.5 А / 80 В, обеспечивая управление 12-тью белыми светодиодами с номинальным током 0.3 А общей мощностью более 20 Вт при входном напряжении 12 В. LT3955 также оснащен датчиком тока верхнего плеча, что позволяет применять преобразователь в схемах с повышающей, понижающей, повышающе-понижающей и SEPIC (с несимметричной индуктивностью) топологией. Повышающие схемы на основе LT3955 обладают КПД свыше 94%, благодаря чему отпадает необходимость в монтаже прибора на радиатор. Частота преобразования регулируется при помощи специализированного вывода в диапазоне от 100 кГц до 1 МГц, позволяя достичь оптимальной эффективности работы устройства, минимизации размеров внешних компонентов и общей стоимости системы. LT3955 доступен в 36-выводном корпусе QFN размером 5 мм x 6 мм, являясь при этом чрезвычайно компактным решением для управления мощными светодиодами.

Светодиодный драйвер мощностью 20 Вт с повышающей топологией, КПД 94%, внутренняя схема ШИМ-диммирования

В схемах регулировки яркости свечения (диммирования) можно использовать как внутренний ШИМ-генератор, при этом отношение максимальной и минимальной яркости составит до 25:1, так и подавать на микросхему внешний ШИМ-сигнал, благодаря чему это отношение увеличится до значения 3000:1. Если требования к регулировке яркости не столь высоки, то возможно использование аналогового режима с отношением яркости 10:1. Фиксированная рабочая частота и архитектура с управление по постоянному току гарантирует работу преобразователя в широком диапазоне входных и выходных напряжений. Дополнительными средствами обеспечения стабильности работы LT3955 служат схемы защиты от короткого замыкания и размыкания цепи свтодиодов. Вывод FB цепи обратной связи по напряжению выполняет ряд функций защиты светодиодов, а также позволяет преобразователю работать в схемах зарядных устройств в качестве источника постоянного напряжения.

  • Диапазон регулирования яркости светодиодов в режиме True Color PWM™: 3000:1
  • Широкий диапазон входных напряжений: от 4.5 В до 60 В
  • Датчик тока во всем диапазоне входных/выходных напряжений (Rail-to-Rail) от 0 В до 80 В
  • Встроенный ключ на 80 В/3.5 А
  • Встроенный программируемый ШИМ-генератор сигналов регулировки яркости
  • Погрешность стабилизации по постоянному току ±3%, погрешность стабилизации по постоянному напряжению ±2%
  • Высокоточная аналоговая схема регулировки яркости
  • Возможность построения схем управления светодиодами по топологиям повышающего, понижающего, комбинированного, SEPIC и обратноходового преобразования
  • Схема защиты от короткого замыкания по выходу
  • Схема защиты от размыкания цепи светодиодов с сигнализацией неисправности
  • Регулируемая частота преобразования от 100 кГц до 1 МГц
  • Программируемая схема защиты от недопустимого снижения входного напряжения (UVLO) с гистерезисом
  • Схема индикации уровня заряда батареи
  • Ток потребления в выключенном состоянии менее 1 мкА
  • Диапазон рабочих температур -40…+125ºС
  • Доступен в 36-выводном корпусе QFN размером 5 х 6 мм

Получить техническую поддержку, заказать образцы и узнать условия поставок интересующей продукции можно в ООО «Гамма Плюс»

Ghostgkd777 › Блог › ШИМ, драйверы, светодиоды

Ух давненько ничего не публиковал. Не потому что нечего, а вопреки.

Приветствую всех гостей и подписчиков, предлагаю разобраться наконец в вопросе как-же у нас регулируется яркость светодиодов, что такое ШИМ и как это все работает с импульсными драйверами светодиодов.
Материал ориентирован скорее на начинающих и тех, у кого познания в электронике нулевые, а руки чешутся сделать тюнинг на свою любимую машинку, но будет полезен и искушенным.

Давайте разбираться, как-же мы можем регулировать яркость светодиодов? Тут варианта два:
1) линейная регулировка тока (напряжения)
2) ШИМ регулирование

Первый вариант — это всем известная схема включения с одним резистором и одним светодиодом.

Тут все просто: при использовании одного какого-то типа светодиодов, яркость зависит лишь от тока, протекающего по нему, который, в свою очередь, зависит от питающего напряжения и сопротивления ограничительного резистора.
Не сочтите за рекламу, а токмо чтобы вопросов было поменьше: калькулятор расчета резистора для светодиодов
Частным случаем является использование драйверов, как линейных, так и импульсных. Это стабилизаторы тока При любом допустимом изменении питающего напряжения и температурного дрейфа параметров кристалла светодиода они призваны обеспечить стабильный ток питания светодиода, что безусловно благоприятно на нем сказывается. Вообще питание светодиода драйверами (стабилизаторами тока) является единственно верным решением. Регулируя ток светодиода регулируем и его яркость. Но к ним мы вернемся чуть позже.

С ШИМ уже не все так очевидно.
Чтож это за зверь? Кто еще не в курсе — это широтно импульсная модуляция. Сигнал ШИМ позволяет регулировать параметры объекта, на который он воздействует. В нашем случае при питании светодиода ШИМ сигналом мы имеем возможность регулировки его яркости.
Как? Очень просто. ШИМ сигнал — это чередование импульсов и пауз. То есть на светодиод то приходит напряжение, то нет. Если импульсы будут повторяться с довольно высокой частотой (от 24 импульсов в секунду), благодаря инерционности зрения мы не будем видеть пауз в свечении светодиода. И яркость его свечения будет определяться продолжительностью свечения или длительностью импульса питания по отношению к паузе. Если поделить время работы на время периода (длительность работы + длительность паузы) получим относительную величину, показывающую какой процент мощности от максимума подано на светодиод. И называется она скважность.

На иллюстрации видим желтый сигнал ШИМ, питающий светодиод. Синий график — эквивалентная мощность в нагрузке (светодиоде). Всё, что такое ШИМ разобрались. Едем дальше.

ШИМ сигналом можно питать светодиод равно как и без него. То есть по схеме со стабилизатором тока или с токоограничивающим резистором. Не считая отдельных исключений с импульсными драйверами, все эти методы позволят в сочетании с ШИМ получить желанную возможность выкрутить яркость светодиода от нуля до максимума.
И если с линейными регуляторами все более менее ясно — подключай резистор со светодиодом на ШИМ и будет тебе счастье, то с импульсными стабилизаторами не все так гладко.

Сабж, ставший первопричиной появления этого поста и ролика на youtube.
Имеем пользующиеся народной любовью импульсные драйвера светодиодов с Алиэкспресс, светодиоды оттуда-же, плату контроллера динамических поворотников, все это собираем в кучу и радуемся. Или нет?

А вот тут все будет зависеть от того что за драйвера и светодиоды и насколько сэкономил на надежности ваш продавец плат динамических поворотников. Грубо говоря, цепляете вы ваши светодиоды к драйверам, их к платам контроллеров, запускаете и ладно если еще не установили все в фару и на автомобиль, а тестируете «на коленке». С неприятностью обнаруживаете что ваш контроллер динамических поворотников разогрелся как из ада и возможно даже испустил дух со спецэффектами, которые вы не оплачивали. Обидно однако.

В чем-же дело? автор плат уверяет, что все платы прошли контроль и на 100% исправны, мощность светодиодов не превышает заложенный в девайс потенциал, но на выходе имеем то что имеем. Китайцы виноваты или автор плат? Или сам где-то напорол?
Нет. Никто не виноват, да, бывает и так. Просто максимальная нагрузка для плат и комбинация импульсных драйверов с мощными светодиодами оказались несогласованными одно с другим.

Виной тут схемотехника самих драйверов. Все за редким исключением они имеют довольно емкий выходной конденсатор (а некоторые и входной), который начинает заряжаться при подаче на драйвер напряжения т.е. при появлении импульса ШИМ. Как известно (но не всем, разумеется) из курса физики, разряженный конденсатор при подаче на него напряжения является практически полным коротким замыканием в цепи. И по мере принятия заряда его сопротивление и напряжение на нем растут, а ток в цепи напротив — уменьшается.
Рассмотрим этот процесс подробнее.

Поворотник отключен, контроллер не дает на выход ШИМ сигнал. Конденсатор драйвера разряжен, светодиод не светится.

Включили поворотник, контроллер выдал ШИМ на драйвер, пусть 50% скважность. Вот тут мы и получили мощный бросок тока, заряжающего конденсатор и питающего светодиод. Как там транзисторы контроллера? выжили, ну ничего, это был лишь первый импульс…

Далее конденсатор зарядился и ток питания драйвера, он-же ток нагрузки контроллера динамических поворотов, нормализовался до адекватных рабочих значений.

Но вот приходит через паузы ШИМ. Светодиод продолжает гореть за счет подпитки от конденсатора. По этой-же самой причине может иметь место отсутствие регулировки яркости светодиодов при больших значениях скважности ШИМ из-за большой емкости конденсатора, малой мощности светодиода, слишком высокой частоте ШИМ (короткие паузы между импульсами).

Читайте также  Блок питания лампового автомобильного унч

Далее приходит новый импульс и процесс повторяется. Но тут есть вариант, что конденсатор не успеет разрядиться полностью и ток его зарядки будет ниже.

Резюмируем. Установленные в импульсных драйверах конденсаторы при заряде дают весьма не хилый бросок тока в цепи ШИМ сигнала, что может привести к весьма печальным последствиям.

Надеюсь, доступно на пальцах объяснил причины возможного выхода из строя управляющих контроллеров при регулировке яркости светодиодов, запитанных через импульсные драйвера.

Теорию подтвердил практикой с совершенно конкретными устройствами, живущими долго и счастливо уже много у кого.

Драйвер светодиодов с глубиной ШИМ-диммирования 5000:1 и низким уровнем ЭМИ

Analog Devices LT3932 LT3932-1

Kyle Lawrence, Analog Devices

Design Note 570

Введение

Светодиодная подсветка в автомобильных проекционных дисплеях, информационно-развлекательных системах и приборных панелях должна быть достаточно яркой, чтобы противостоять прямым солнечным лучам днем, и при этом быть способной снижать яркость на несколько порядков, чтобы не ослеплять водителя ночью. Обеспечить столь большую глубину диммирования с помощью обычных драйверов светодиодов очень сложно.

Рисунок 1. Пиковый КПД 2-мегагерцового автомобильного драйвера светодиодов с внутренней ШИМ
составляет 90% во всем диапазоне входных напряжений (порядка 91% без фильтров ЭМИ).

Синхронный понижающий драйвер LT3932 с интегрированными высокоэффективными ключами, рассчитанными на напряжения до 36 В и токи до 2 А, предназначен для глубокого ШИМ регулирования яркости светодиодов. LT3932 выпускается в корпусе QFN размером 4 мм × 5 мм и может работать на частотах до 2 МГц, позволяя создавать компактные быстродействующие конструкции. Если большая глубина диммирования не требуется, и первостепенное значение имеет простота, целесообразно использовать внутренний ШИМ генератор, который с помощью внешнего управляющего постоянного напряжения может регулировать яркость в диапазоне 128:1. Защищенная от обрывов и коротких замыканий светодиодов, с уровнем электромагнитных излучений (ЭМИ), сниженным благодаря модуляции рабочей частоты шумоподобным сигналом, микросхема LT3932 отвечает всем строгим требованиям, предъявляемым к автомобильным и промышленным светодиодным источникам света (Рисунок 1).

Большая глубина ШИМ регулирования яркости

При частоте диммирования, равной 100 Гц, и частоте переключения 2 МГц глубина ШИМ регулирования яркости сильноточных светодиодов может достигать 5000:1. Кроме того, сочетание аналогового и ШИМ-диммирования может расширить диапазон регулирования до 20,000:1. Для приложений, требующих глубины ШИМ-диммирования, превышающей 5000:1, выпускается микросхема LT3932-1 – версия LT3932, отличающаяся более высокими характеристиками регулирования и не имеющая каких-либо ограничений минимального времени включения ШИМ в зависимости от частоты переключения. LT3932/-1 позволяют легко реализовать требования минимальной глубины регулировки яркости 10,000:1, предъявляемые к новейшим автомобильным дисплеям.

Технология Silent Switcher для снижения ЭМИ

Экстремальные требования к регулировке яркости светодиодов в автомобильных приложениях могут затруднить соблюдение стандартов CISPR в части уровня ЭМИ без добавления дорогих компонентов шумопонижения и общего усложнения конструкции. LT3932 позволяет достичь как большой глубины диммирования, так и низкого уровня излучаемых помех, благодаря встроенным функциям минимизации ЭМИ:

  • Архитектура Silent Switcher, уменьшающая площадь горячих контуров;
  • Модуляция частоты переключения для расширения спектра и снижения кондуктивных и излучаемых помех;
  • Контроль скорости нарастания LT3932 для оптимизации КПД при одновременном сохранении низкого уровня шумов.

Эффективность технологии снижения электромагнитных помех, реализованной в LT3932, иллюстрируется Рисунком 2, полученным сканированием спектра излучений демонстрационной платы для LT3932 (DC2286A). Как по среднему, так и по пиковому уровню излучения, этот прибор соответствует требованиям Класса 5 стандарта CISPR 25.

Рисунок 2. Микросхема LT3932 обеспечивает соответствие схемы на
Рисунке 1 требованиям Класса 5 стандарта CISPR 25 по среднему
уровню электромагнитных излучений.

Приложения машинного зрения

В современных линиях поточной сборки используется автоматизированный оптический контроль, гарантирующий, что быстро движущиеся по линии детали отвечают заданным характеристикам. Дефектные детали, не прошедшие оптический контроль, помечаются и автоматически удаляются с конвейера, обеспечивая совместимость деталей. Используемые на таких сборочных линиях высокоскоростные камеры должны быть оборудованы импульсными фотовспышками, способными последовательно формировать световые вспышки фиксированной длительности, но с переменной продолжительностью паузы, определяемой скоростью линии сборки, а также расстоянием между деталями.

Рисунок 3. КПД схемы на Рисунке 1 при токе светодиодов 1 А и
частоте переключения 2 МГц остается высоким даже
при наличии фильтров шумопонижения.

Особенность LT3932 состоит в том, что после выборки состояний выходного конденсатора и конденсатора контура регулирования микросхема продолжает непрерывно подзаряжать эти компоненты, поддерживая на них неизменное напряжение даже в течение продолжительного отключения. Это позволяет LT3932 после любого времени простоя, пока уровень импульса ШИМ оставался низким, воспроизводить всегда одинаковые импульсы тока светодиода, не требуя никаких дополнительных схем. На Рисунке 4 показаны два формируемых LT3932 импульса включения тока светодиода фиксированной длительности, разделенных одним часом простоя, которые демонстрируют способность драйвера светодиодов поддерживать свой выходной заряд в течение сколь угодно продолжительного времени отсутствия сигнала ШИМ. Сохраняя состояние выхода неизменным, LT3932 генерирует импульсы тока постоянной формы, независящей от времени выключения ШИМ.

Рисунок 4. LT3932 точно воспроизводит импульсы тока независимо
от времени выключения ШИМ, что важно для приложений
машинного зрения.

Заключение

LT3932 позволяет создавать компактные сильноточные драйверы светодиодов с отличными характеристиками диммирования. Ряд встроенных функций упрощает процесс проектирования высокоэффективных автомобильных и промышленных приложений управления светодиодами.

Материалы по теме

  1. Datasheet Analog Devices LT3932/LT3932-1
  2. Datasheet Vishay SI2399DS

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

Драйверы для светодиодных лампочек.

  • Цена: $13.75 /10 штук.
  • Перейти в магазин
[input voltage] ac85-265v» that everyday household appliances.»
[output voltage] load after 10-15v; can drive 3-4 3w led lamp beads series
[output current] 600ma

А вот диапазон выходных напряжений маловат (тоже минус). Максимум, можно подцепить последовательно пять светодиодов. Параллельно можно подцеплять сколько угодно. Светодиодная мощность считается по формуле: Ток драйвера умножить на падение напряжения на светодиодах [количество светодиодов (от трёх до пяти) и умножить на падение напряжения на светодиоде (около 3В)].
Ещё один большой недостаток этих драйверов – большие ВЧ помехи. Некоторые экземпляры слышит не только ФМ радио, но и пропадает приём цифровых каналов ТВ при их работе. Частота преобразования составляет несколько десятков кГц. А вот защиты, как правило, никакой (от помех).

Под трансформатором что-то типа «экрана». Должно уменьшить помехи. Именно Этот драйвер почти не фонит.
Почему они фонят, становится ясно, если посмотреть на осциллограмму напряжения на светодиодах. Без конденсаторов ёлочка куда серьёзнее!

На выходе драйвера должен стоять не только электролит, но и керамика для подавления ВЧ помех. Высказал своё мнение. Обычно стоит либо то либо другое. Бывает, что ничего не стоит. Это бывает в дешёвых лампочках. Драйвер спрятан внутри, предъявить претензию будет сложно.
Посмотрим схему. Но предупрежу, она ознакомительная. Нанёс только основные элементы, которые необходимы нам для творчества (для понимания «что к чему»).


Микросхема 3106 отслеживает выходные параметры преобразователя через обратную связь с вспомогательной обмотки трансформатора и управляет ключевым транзистором. Попытки найти информацию на эту МС в Интернете ничего не дала. RS1 RS2 — токозадающие резисторы. От их номинала зависит выходной ток драйвера. RS1 (1 Ом) – основной, при помощи RS2 (33 Ом) выходной ток подгоняется более точно.

Оказывается, и у этих драйверов можно регулировать выходной ток. Снял зависимость выходного тока от сопротивления RS (может кому пригодится).

Регулировать ток при помощи выносного переменного резистора не получится. Паразитные ёмкости и индуктивности никто не отменял.
А теперь на счёт применимости.

В этот светильник что только не вклеивал (был обзор). Теперь приклеил 1-Вт-ные светодиоды. К ним буду подключать обозреваемые драйверы, так нагляднее.
А вот так он светит.

Всего 12 светодиодов (6 пар). Для равномерного распределения света самое оптимальное количество. Для эксперимента тоже лучше не придумаешь.
Один из вариантов подключения к драйверу с балластом на конденсаторах.

С1=1,5мкФ+1,2мкФ=2,7мкФ. Чтобы посчитать мощность, необходимо посчитать ток по формуле (2).
I=(228В-36В)*2,7мкФ/3,18=163мА. Мощность считается по формуле из школьного учебника физики.
Р= 36В*0,163А=5,9Вт.
А теперь посмотрим, что показывают приборы.


Погрешность в расчётах присутствует. Кстати, на мелких мощностях приборчик тоже подвирает.
А теперь посчитаем пульсации (теория в начале обзора). Посмотрим, что же видит наш глаз. К осциллографу подключаю фотодиод. Два снимка объединил в один для удобства восприятия. Слева лампочка выключена. Справа – лампочка включена. Смотрим ГОСТ Р 54945-2012. А там чёрным по белому написано, что пульсации частотой до 300Гц вредны для здоровья. А у нас около 100Гц. Для глаз вредно.

У меня получилось 20%. Необходимо смотреть Санитарные нормы СНиП 23-05-95 «ЕСТЕСТВЕННОЕ И ИСКУССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ». Использовать можно, но не в спальне. А у меня коридор. Можно СНиП и не смотреть.
А теперь посмотрим другой вариант подключения светодиодов. Это схема подключения к электронному драйверу.

Итого 3 параллели по 4 светодиода.
Вот, что показывает Ваттметр. 7,1Вт активной мощности.

Посмотрим, сколько доходит до светодиодов. Подключил к выходу драйвера амперметр и вольтметр.

Посчитаем чисто светодиодную мощность. Р=0,49А*12,1В=5,93Вт. Всё, что не хватает, взял на себя драйвер.
Теперь посмотрим, что же видит наш глаз. Слева лампочка выключена. Справа – лампочка включена. Частота повторения импульсов около 100кГц. Смотрим ГОСТ Р 54945-2012. А там чёрным по белому написано, что вредны для здоровья только пульсации частотой до 300Гц. А у нас около 100кГц. Для глаз безвредно.

Читайте также  Использование usb-otg как виртуальный com-порт

Всё рассмотрел, всё измерил.
Теперь выделю плюсы и минусы этих схем:
Минусы лампочек с конденсатором в роли балласта по сравнению с электронными драйверами.
-Во время работы КАТЕГОРИЧЕСКИ нельзя касаться элементов схемы, они под фазой.
-Невозможно достичь высоких токов свечения светодиодов, т.к. при этом необходимы конденсаторы больших размеров. А увеличение ёмкости приводит к большим пусковым токам, портящим выключатели.
-Большие пульсации светового потока частотой 100Гц, требуют больших фильтрующих ёмкостей на выходе.
Плюсы лампочек с конденсатором в роли балласта по сравнению с электронными драйверами.
+Схема очень проста, не требует особых навыков при изготовлении.
+Диапазон выходных напряжений просто фантастический. Один и тот же драйвер будет работать и с одним и с сорока последовательно соединёнными светодиодами. У электронных драйверов выходные напряжения имеют намного более узкий диапазон.
+Низкая стоимость подобных драйверов, которая складывается буквально из стоимости двух конденсаторов и диодного моста.
+Можно изготовить и самому. Большинство деталей можно найти в любом сарае или гараже (старые телевизоры и т.д.).
+Можно регулировать ток через светодиоды подбором ёмкости балласта.
+Незаменимы как начальный светодиодный опыт, как первый шаг в освоении светодиодного освещения.
Есть ещё одно качество, которое можно отнести как к плюсам, так и к минусам. При использовании подобных схем с выключателями с подсветкой, светодиоды лампочки подсвечиваются. Лично для меня это скорее плюс, чем минус. Использую повсеместно как дежурное (ночное) освещение.
Умышленно не пишу, какие драйверы лучше, у каждого есть своя ниша.
Я выложил по максимуму всё, что знаю. Показал все плюсы и минусы этих схем. А выбор как всегда делать вам. Я лишь постарался помочь.
На этом всё!
Удачи всем.

Схемы драйверов светодиодных прожекторов

Светодиодная фара 12 В YF-053 CREE Вид спереди

Публикую сегодня третью статью Конкурса статей. Статья посвящена ремонту драйверов светодиодных прожекторов. Напоминаю, что недавно у меня уже была статья по ремонту светодиодных прожекторов и светильников, рекомендую ознакомиться.

А в этой статье автор решил поделиться схемами светодиодных драйверов и опытом по их ремонту.

Автора зовут Сергей, он живет в п. Лазаревское, города Сочи.

Статья по схемам светодиодных драйверов и их ремонту

Очень хороший у Вас сайт. Хочу поделиться схемами некоторых электронных устройств, срисованных мною с самих девайсов.

В частности, по теме освещения — схемы двух модулей от автомобильных LED прожекторов с напряжением на 12В. Заодно, хочу задать Вам и читателям несколько вопросов по комплектующим этих модулей.

Я не силён писать статьи, об опыте ремонта каких-то электронных устройств (это, в основном, – силовая электроника) пишу только на форумах, отвечая на вопросы участников форума. Там же делюсь схемами, срисованными мною с устройств, которые мне приходилось ремонтировать. Надеюсь, схемы светодиодных драйверов, нарисованные мною, помогут читателям в ремонте.

На схемы этих двух LED драйверов, обратил внимание потому, что они просты, как самокат, и их очень легко повторить своими руками. Если с драйвером модуля YF-053CREE-40W, вопросов не возникло, то по топологии схемы второго модуля LED прожектора TH-T0440C, их несколько.

Схема LED драйвера светодиодного модуля YF-053CREE-40W

Внешний вид этого прожектора приведен вначале статьи, а вот так этот светильник выглядит сзади, виден радиатор:

YF-053 CREE Вид сзади

Светодиодные модули этого прожектора выглядят так:

YF-053 CREE LED Модуль YF-053CREE-40W

Опыт по срисовыванию схем с реальных сложных устройств у меня имеется большой, поэтому схему этого драйвера срисовал легко, вот она:

YF-053 CREE Драйвер LED прожектора, схема электрическая

Принципиальная схема LED драйвера TH-T0440C

Как выглядит этот модуль (это автомобильная светодиодная фара):

Модуль LED прожектора TH-T0440C

Схема светодиодного модуля (драйвера) TH-T0440C

В этой схеме больше непонятного, чем в первой.

Во-первых, из-за необычной схемы включения ШИМ-контроллера, мне не удалось эту микросхему идентифицировать. По некоторым подключениям она похожа на AL9110, но тогда непонятно, как она работает без подключения к схеме её выводов Vin (1), Vcc (Vdd) (6) и LD (7) ?

Также возникает вопрос по подключению MOSFET-а Q2 и всей его обвязки. Он ведь он имеет N-канал, а подключён в обратной полярности. При таком подключении работает только его антипараллельный диод, а сам транзистор и вся его “свита”, совершенно бесполезны. Достаточно было вместо него поставить мощный диод Шоттки, или “баян” из более мелких.

Светодиоды для LED драйверов

YF-053 CREE Светодиод

Похожих по виду на мои, не встретил ни разу.

Собственно, у обоих модулей одна неисправность – частичная, или полная деградация кристаллов светодиодов. Думаю, причина – максимальный ток с драйверов, установленный производителями (китаёзы) в целях маркетинга. Мол, смотрите, какие яркие наши люстры. А то, что они светят от силы часов 10, их не волнует.

Если возникнут претензии от покупателей, они всегда могут ответить, что прожекторы вышли из строя от тряски, ведь такие “люстры” в основном покупают владельцы джипов, а они ездят не только по шоссе.

Если удастся найти светодиоды, буду уменьшать ток драйвера до тех пор, пока не станет заметно уменьшаться яркость светодиодов.

Светодиоды лучше искать на АлиЭкспресс, там большой выбор. Но это рулетка, как повезёт.

Даташиты (техническая информация) на некоторые мощные светодиоды будут в конце статьи.

Думаю, главное для долговечной работы светодиодов – не гнаться за яркостью, а устанавливать оптимальный ток работы.

До связи, Сергей.

P.S. электроникой “болею” с 1970 г., когда на уроке физики собрал свой первый детекторный приёмник.

Ещё схемы драйверов

Ниже размещу немного информации по схемам и по ремонту от меня (автора блога СамЭлектрик.ру)

Светодиодный прожектор Навигатор, рассмотренный в статье Про ремонт светодиодных прожекторов (ссылку уже давал в начале статьи).

Схема стандартная, выходной ток меняется за счет номиналов элементов обвязки и мощности трансформатора:

LED Driver MT7930 Typical. Схема электрическая принципиальная типовая для светодиодного прожектора

Схема взята из даташита на эту микросхему, вот он:

• LED Driver MT 7930. Typical application / Описание, типовая схема включения и параметры микросхемы для драйверов светодиодных модулей и матриц., pdf, 661.17 kB, скачан: 3233 раз./

В даташите подробно расписано, что и как надо поменять, чтобы получить нужный выходной ток драйвера.

Вот более развернутая схема драйвера, приближенная к реальности:

LED Driver MT7930. Схема электрическая принципиальная

Видите слева от схемы формулу? Она показывает, от чего зависит выходной ток. Прежде всего, от резистора Rs, который стоит в истоке транзистора и состоит из трех параллельных резисторов. Эти резисторы, а заодно и транзистор выгорают.

Имея схему, можно приниматься за ремонт драйвера.

Но и без схемы можно сразу сказать, что в первую очередь надо обратить внимание на:

  • входные цепи,
  • диодный мост,
  • электролиты,
  • силовой транзистор,
  • пайку.

Далее надо проверить поступление питания на микросхему, которое подается в два захода – сначала от диодного моста, потом (после нормального запуска) – с обмотки обратной связи выходного трансформатора.

Сам я именно подобные драйвера ремонтировал несколько раз. Иногда помогала только полная замена микросхемы, транзистора и почти всей обвязки. Это очень трудозатратно и экономически неоправданно. Как правило – это гораздо проще и дешевле – покупал и устанавливал новый Led Driver, либо отказывался от ремонта вообще.

Ещё схема драйвера светодиодного прожектора

Читатель Валерий Ягодаров прислал фото и схему драйвера прожектора. Он затрудняется с определением типа микросхемы. Кто знает – подскажите!

Добрый день! В рамках ” – кто пришлёт схемы реальных светодиодных драйверов, для коллекции ” высылаю одну из очередных разрисовываемых схем.

Фото платы драйвера, со стороны элементов

Драйвер прожектора скан со стороны пайки

Встал вопрос с определением типа микросхем: на одной U2 – прочитывается 0H-N0F, другая U1 – не определяется – с выгоревшей частью корпуса и оплавившимися резисторами рядышком. Возможно Вам удастся по схемотехническому решению подобрать оригинал или аналог этих микросхем.

LED драйвер на транзисторах 6N40A, 4N65

Радиоэлементы пока не выпаивал. Номиналы обычных и SMD элементов определял по буквенно-цифровому и цветовому коду. Номиналы SMD конденсаторов в схеме – “на глаз”.

В случае определения типа микросхем попытаюсь восстановить работу драйвера, если нет – пойдёт на запчасти. Далее естественно с полной выпайкой элементов можно будет полностью разрисовать принципиальную схему драйвера. На принципиальной схеме тип микросхем указан ориентировочно.
Высылаю мои наработки…

Схема драйвера светодиодного светильника LED_TSV-Lighting 20_12W_220V:

Скачать и купить

Вот даташиты (техническая информация) на некоторые мощные светодиоды:

• led datasheet 4,8W- / Техническая информация по мощному светодиоду для фар и прожекторов, pdf, 689.35 kB, скачан: 3864 раз./

• led datasheet 10W / Техническая информация по мощному светодиоду для фар и прожекторов, pdf, 1.82 MB, скачан: 4335 раз./

На этом всё, голосуйте на Сергея из Сочи, задавайте вопросы в комментариях, делитесь опытом!

Особая благодарность тем, кто пришлёт схемы реальных светодиодных драйверов, для коллекции. Я опубликую их в этой статье.