Czym najlepiej zasilić lampę 60 LED?

[matty24]

Hej.
Mam pozostałości po lampie warsztatowej, a dokładnie PCB z 60 diodami LED białymi. Diody są ułożone w 20 rzędów równolegle, po 3 diody szeregowo w każdym rzędzie. Lampa była kiedyś zasilana z jakiegoś akumulatorka wbudowanego w rączkę, ale tej części nie posiadam.

Chciałbym zasilić tę lampę za pomocą zasilacza sieciowego. Na PCB pisze 7.2V co daje 2.4V na diodę. Postanowiłem wykorzystać przetwornicę step-down LM2596 i zasilacz 12V 2A. Jednak po ustawieniu 7.2V na wyjściu i zasileniu lampy, natężenie prądu wynosi 1.5A (teoretycznie założyłem 20mA na diodę co dawałoby 1.2A).
Zmniejszyłem więc napięcie do 6.1V i wtedy uzyskałem 0.6A i świeceniu diod z odpowiednią, mocną jasnością. Nie wiem jakie to dokładnie diody, żeby podejrzeć charakterystykę prądowo napięciową.

Pytanie jednak dotyczy samej przetwornicy. Czy przy obciążeniu 0.6A i dropoucie 6V muszę stosować dodatkowe chłodzenie? Ktoś może z Was używał kiedyś ten układ i wie z doświadczenia jak to wygląda?

Ewentualnie czy jest jakiś lepszy sposób na uzyskanie odpowiedniego zasilenia tych diod? Dodam, że będą one tylko czasem włączane na okres nie dłuższy niż kilka godzin.

[ZbeeGin]

Mam pozostałości po lampie warsztatowej, a dokładnie PCB z 60 diodami LED białymi. Diody są ułożone w 20 rzędów równolegle, po 3 diody szeregowo w każdym rzędzie. Lampa była kiedyś zasilana z jakiegoś akumulatorka wbudowanego w rączkę, ale tej części nie posiadam.

To powinno dać teoretycznie 20 gałęzi po 20mA na każdą gałąź = 0.4A (Prądy się nie sumują w połączeniu szeregowym) i napięcie 3.2V x 3 = 9.6V.
Jednakże, diody białe są różne. Jedne już przy 2.8V osiągają 20mA, inne przy 3V. Zależy to od koloru struktury pod luminoforem, zwykle jest to struktura emitująca światło niebieskie. Widziałem raz diody białe gdzie struktura emitowała kolor zielony.

Chciałbym zasilić tę lampę za pomocą zasilacza sieciowego. Na PCB pisze 7.2V co daje 2.4V na diodę. Postanowiłem wykorzystać przetwornicę step-down LM2596 i zasilacz 12V 2A. Jednak po ustawieniu 7.2V na wyjściu i zasileniu lampy, natężenie prądu wynosi 1.5A (teoretycznie założyłem 20mA na diodę co dawałoby 1.2A).

I tu dochodzimy do sedna. Zapewne w lampie zastosowano jednak diody typu PowerLED o prądzie ok. 75mA.

Pytanie jednak dotyczy samej przetwornicy. Czy przy obciążeniu 0.6A i dropoucie 6V muszę stosować dodatkowe chłodzenie? Ktoś może z Was używał kiedyś ten układ i wie z doświadczenia jak to wygląda?

W przetwornicach step-down generalnie nie mamy do czynienia z dropoutem, bo praca przetwornicy polega na pompowaniu energii a nie na spadku napięcia. Oczywiście spadki występują:
1. Na tranzystorze kluczującym (niezerowa oporność).
2. Na dławiku (też niezerowa oporność).
3. Pojemności pasożytnicze układu, spadek napięcia oraz dłuższy czas rewersu na diodzie usprawniającej również powodują, że część energii będzie tracona na ciepło.
Jeśli źle dobierzesz diodę, dławik i kondensator wyjściowy do ilości pobieranego prądu to układ będzie się bardziej grzał. Jeśli dobierzesz to dobrze to wystarczy ci kawałek blaszki aluminiowej za radiator. Dla układu SMD będzie zaś potrzebny większy placek miedzi pod płytką radiatorową.
Spójrz w notę katalogową na stronie 33 i 34.

I na koniec, wypadałoby zrobić przetwornicę, która będzie zasilać diody LED stałym prądem, ale do tego potrzebne będą lepsze układy przetwornic step-down (Z jak najmniejszym napięciem Vfb. Są takie co mają poniżej 1V.), albo specjalne przetwornice do LED. Choć w przypadku tych ostatnich będzie trzeba nieco inaczej połączyć gałęzie.

[ZbeeGin]

Uważać co daje zasilacz podczas podłączania....
Czyli moment odcięcia przy podłączeniu (ja tak wyjarałem 3diody 5W - zasilacz dawał z 70V po odłączeniu, podczas podłączania diody po prostu mignęły i przestały świecić ).

To możnaby wyeliminować konstruując step-down z opóźnionym płynnym załączaniem.
No i generalna zasada: Nie puszczać przetwornicy step-down samopas. Ewentualny wyłącznik dać przed przetwornicą a nie na obciążeniu.

[matty24]

Dzięki za cenne rady. Znalazłem zasilacz 6.5V więc chyba obejdzie się bez przetwornicy.

Pisząc o przetwornicy miałem na myśli taki moduł: https://kamami.pl/step-down/543018-modu ... m2596.html

[ZbeeGin]

Jest taki prosty trik by zrobić ze zwykłego step-down układ CC. Trzeba obciążenie dać jako pierwszy rezystor dzielnika, a jako drugi rezystor dać taki by przy odpowiednim prądzie odłożyło się na nim napięcie równe Vfb.
Problem jest jednak przy dużych prądach, bo w tym układzie odłożenie 1.25V (Takie Vfb ma proponowany LM) przy prądzie 1.5A da już sporą moc traconą. Dlatego trzeba szukać układów, które mają Vfb na poziomie miliwoltów. Ewentualnie rozbudować układ o dodatkowe wzmocnienie napięcia z bocznika.

[matty24]

No to ciekawych rzeczy się tu dowiedziałem. Czyli mając powerLed muszę je zasilać zasilaczem stałoprądowym a mając zwykłe Led zasilaczem stałonapięciowym. Dotychczas nie miałem styczności z PowerLed i ten temat był mi obcy. Dzięki ZbeeGin i Rezasurmar za cenną wiedzę.

A czy wizualnie da się rozróżnić LED 5mm od PowerLed 5mm? Teraz na zasilaczu impulsowym 6.5V pobór prądu to ok 500mA.

[ZbeeGin]

Czyli mając powerLed muszę je zasilać zasilaczem stałoprądowym a mając zwykłe Led zasilaczem stałonapięciowym. Dotychczas nie miałem styczności z PowerLed i ten temat był mi obcy.

Niezależnie czy masz zwyklą, PowerLED, COB itp. zawsze trzeba stosować układ prądowy. Wynika to z zasady działania diody LED, która jest połprzewodnikiem. Napięcia na LED określonego koloru nie są zawsze takie same i nie są tu żadnym wyznacznikiem. Zresztą pod wpływem temperatury napięcie Vf i tak będzie pływać. Dlatego zawsze najważniejszy jest prąd.
Powiem Ci, że są np. chipy do zwykłych diod LED, w kolorze czerwonym, które standardowy prąd 20mA osiągają dopiero przy 10V. Niestety są bardzo wrażliwe i szybko "padają" (zwarcie się robi w strukturze) od temperatury.

A czy wizualnie da się rozróżnić LED 5mm od PowerLed 5mm?

Są PowerLED 5mm na ażurze, ale konstrukcja ażuru jest charakterystyczna (obrazek), z uwagi na potrzebę większego odprowadzenia ciepła. Jeśli zatem dioda wygląda jak zwykła, to nie będzie to PowerLED.

powerled5mm.png

Teraz na zasilaczu impulsowym 6.5V pobór prądu to ok 500mA.

Aby dokładniej określić co to za LED proponowałbym jedną wylutować (o ile można) i zasilić w kompletnym układzie pomiarowym z regulacją napięcia. Wtedy będzie można określić jaki będzie prąd kiedy dioda zacznie świecić i przy jakim napięciu on występuje. Również podczas najazdu napięcia od zera, da się wizualnie określić ile jest struktur i jaki jest kolor pod luminoforem.

[matty24]

Wszystko juz rozumiem. Dzieki.