Стабилизатор мощности для 10W светодиода на ATtiny13

[COKPOWEHEU]

Пытаюсь собрать импульсный стабилизатор мощности для 10-ваттного светодиода для питания от литий-ионного аккумулятора 3.6 В на основе контроллера ATtiny13A. Тактирование от встроенного RC-генератора на 9.6 МГц с делителем на 8 (то есть 1.2 МГц), сброс по напряжению (BOD) выключен, собака (WDT) тоже.

При включении яркость нарастает, потом сбрасывается до нуля, потом снова нарастает и так далее. Похоже на защиту от слишком большой мощности (строчка кода if(cur_pwr > pwr2hex(PWR_MAX_W))OCR0A = 1;  ). Если увеличить делей до 100 мс, даже не зажигается, просто мерцает на высокой частоте и минимальной яркости. Вывод ресета болтается в воздухе, но на тестовой прошивке (фиксированное значение OCR0A) не сбрасывается. Заметных просадок по напряжению на аккумуляторе нет (пульсации от 4 до 3.6 В), но вот на питании контроллера чуть ли не 8 В непонятно откуда: индуктивностей в схеме нет, добавление керамического конденсатора параллельно электролиту или параллельно диоду эффекта не дает. Также иногда при включении слышен высокочастотный звон, хотя детали вроде не болтаются, даже резистор.

По схеме: диод - диод Шоттки, парные конденсаторы C3:C4, C2:C5 это просто посадочные площадки под пленочные конденсаторы (по одной штуке) 10 мкФ, транзисторы IRLML0030 вроде, диод LED - тот самый мощный диод. Разъем программирования подпаян на проводках (МГТФы на фотках). Плата и светодиод (последний - через термопасту) прижаты к толстому латунному диску, соединенному с "землей".

Предполагаемая логика работы устройства: АЦП контроллера измеряет напряжение питания (через делитель R3-R4) и ток (падение напряжения на R1 с RC-фильтром R2-C2). Используется встроенная опора 1.1 В. Регулировка осуществляется ШИМом на OC0A (PB0) самым примитивным образом: если произведение тока на напряжение (в единицах АЦП) больше желаемого значения, уменьшаем заполнение, если меньше - увеличиваем. Если произведение напряжения на ток оказывается больше критического значения (10 Вт), заполнение сбрасывается в ноль - защита от недостатков регулировки. Длительность основного цикла увеличивается "тупой" задержкой чтобы напряжения на RC-фильтрах успевали выравниваться. На прерывании по спаду INT0 реализован приемник UART чтобы задавать другие желаемые значения мощности. Теоретически, не стоило затягивать это прерывание на время всего приема, но изменение яркости - операция редкая, а тайминги надо выдерживать строго, так что в данном случае это оправдано.

По отдельности все работает: изменение заполнения ШИМ меняет яркость диода, измеряются ток и напряжение, байты с UART принимаются. Но вот почему срабатывает защита от перегрузки, откуда может доноситься звон и откуда берется 8 В на контроллере - непонятно.

firmware.rar

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Yurkin2015]

У Вас коэффициент для расчёта мощности неправильный, с точностью до наоборот. Его гигантская величина при любых значениях acur*avcc даёт в результате  pwr2hex() гигантскую мощность в Ваттах, поэтому система затыкается сразу.

По-моему, коэффициент должен быть таким, что-то типа 6*10-5

P_koeff = U_ref_mV * U_ref_mV * (R_DH_Ohm + R_DL_Ohm) / R_DL_Ohm / R_sh_mOhm / 1024 / 1024 / 1000

 

А, не , всё нормально, у Вас ватты в код преобразуются, тогда обратная величина для P_koeff.

Тут просто можно прикинуть. Для 10Вт будет ток 3А, на 0.1Оме будет 0.3В, то есть в коде получим 300 для тока. Напряжение 3.6В делится в 6 раз, получим 0.6В или 600 в коде.

То есть при 10Вт мощность получим произведение 180000. То есть P_koeff должен быть порядка 18000.

Сколько у Вас в программе для коэффициент определено - я затруднился перемножить.

 

И, потом, провода до аккумулятора длинные и имеют какую-никакую индуктивность. Ток LED в несколько ампер коммутируется полевиками, получаем выбросы на индуктивности проводов, эти импульсы успешно выпрямляются диодом и накапливаются на конденсаторе питания. Я бы заменил диод на резистор в пару десятков Ом.

Изменено 27 июля, 2017 пользователем Yurkin2015

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[COKPOWEHEU]

Вот что-то, а коэффициент я проверял несколько раз. Дизассемблер говорит, что число умножается на 0x497B = 18`811.

Про провода тоже сначала подумал, но какая самоиндукция на куске провода 10 см. Резистор попробую, хотя и сомневаюсь что поможет.

[Реклама]

Выбираем схему BMS для заряда литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ очень важен контроль процесса заряда и разряда для избегания воздействия внешнего зарядного напряжения после достижения 100% заряда. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список таких решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[artos5]

Вместо диода резистор стоит поставить. Поможет решить проблемы с помехами от шим . А диод применять в этой схеме даже особого смысла нет. 

[Реклама]

Сравнительное тестирование аккумуляторов EVE Energy и Samsung типоразмера 18650

Инженеры КОМПЭЛ провели сравнительное тестирование аккумуляторов EVE и Samsung популярного для бытовых и индустриальных применений типоразмера 18650. 

Для теста были выбраны аккумуляторы литий-никельмарганцевой системы: по два образца одного наименования каждого производителя – и протестированы на двух значениях тока разряда: 0,5 А и 2,5 А. Испытания проводились в нормальных условиях на электронной нагрузке EBD-USB от ZKEtech, а зарядка осуществлялась от лабораторного источника питания в режиме CC+CV в соответствии с рекомендациями в даташите на определенную модель. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[KomSoft]

Диод это чтобы при проседании напряжения конденсатор держал питание мк (сам придерживаюсь такой логики). А с проводами проще попробовать - отдельными на питание мк и на силу. Потому как неоткуда взяться 8в. Осциллограф что говорит.

[Реклама]

Литиевые аккумуляторы EVE Energy и решения для управления перезаряжаемыми источниками тока (материалы вебинара)

Опубликованы материалы вебинара Компэл, посвященного литиевым аккумуляторам EVE Energy и решениям для управления перезаряжаемыми источниками тока.

На вебинаре мы представили информацию не только по линейкам аккумуляторной продукции EVE, но и по решениям для управления ею, что поможет рассмотреть эти ХИТ в качестве дополнительной альтернативы для уже выпускающихся изделий. Также рассмотрели нюансы работы с производителем и сервисы, предоставляемые Компэл по данной продукции. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[artos5]

А чего ему проседать то?  Косяки схемы и тонкие провода не в счет .

[Реклама]

Литиевые батарейки и аккумуляторы от мирового лидера  EVE в Компэл

Компания Компэл, официальный дистрибьютор EVE Energy, бренда №1 по производству химических источников тока (ХИТ) в мире, предлагает продукцию EVE как со склада, так и под заказ. Компания EVE широко известна в странах Европы, Америки и Юго-Восточной Азии уже более 20 лет. Недавно EVE была объявлена поставщиком новых аккумуляторных элементов круглого формата для электрических моделей «нового класса» компании BMW.

Продукция EVE предназначена для самого широкого спектра применений – от бытового до промышленного. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[KomSoft]

А вдруг? Я и не предполагал, что такое включение может работать как step-up. Теперь задумался, что может резистор лучше диода...

[COKPOWEHEU]

15 минут назад, KomSoft сказал:

неоткуда взяться 8в. Осциллограф что говорит.

Вот и мне удивительно откуда берется 8 В, но и цифровой прибор и электромагнитный показывают явно выше 4 В. Осциллограф показывает порядка 6 В с выбросами. Точную амплитуду выбросов не замерял, что-то около 1-2 В.

13 минуты назад, artos5 сказал:

А чего ему проседать то?

Если у аккумулятора высокое сопротивление, при замыкании на низкоомную нагрузку напряжение может сильно просесть, там же нет сглаживающего конденсатора или других фильтров. От этого диод и должен защищать. Правда, высокое внутреннее сопротивление это не про Li-ion.

Может, у самой батарейки  высокая индуктивность? Ну там, электроды спирально намотаны, не знаю.

[COKPOWEHEU]

Поменял диод на резистор 10 Ом, вроде полет нормальный. При полностью заряженном аккумуляторе (порядка 4 В) ток около 1.5 А, то есть мощность как раз 6 Вт, как настроено. Цифровой амперметр вместо тока показывает хз что.

Но тестировал недолго так что результат не окончательный, когда появятся новые баги, напишу.