Питание мощных 30 Вт светодиодов, стробоскоп, подбор блоков питания

[Даниил Таюров 0]

Здравствуйте.

Хочу собрать светомузыкальное оборудование (стробосткопы) на основе Arduino.
Присмотрел варианты мощных 30 Вт светодиодов:

https://www.chipdip.ru/product/tds-p030law27
2100 мА, 15-17 В

https://arlight66.ru/catalog/30w-300w-99/moshchnyy-svetodiod-arpl-30w-epa-5060-dw-1050ma-018491.html
1050 мА, 30-34 В

Возникли такие вопросы.

1. Изначально я собирался взять «обычный» блок питания и подключать светодиоды с мощными резисторами.
По моим расчетам для 15-17 В светодиода подойдет резистор 4 Ома, 17 Вт с блоком питания на 24 В.
Для 30-34 В светодиода резистор 4 Ома, 5 Вт с блоком питания на 36 В.

Итак, выбрал такие резисторы 10 Ом, 50 Вт
https://www.chipdip.ru/product0/9000199243
Взял сопротивление с запасом, т. к. прочитал, что повышение сопротивления в несколько раз в этом случае не приведет к значительному падению напряжения на светодиоде.

Но когда написал письмо в Чипдип, вот что они ответили: 
«Использовать со светодиодами значительной мощности ограничительные резисторы вместо электронных драйверов в корне не верно, так как при неизбежном в процессе pаботы нагреве, соотношение тока и падения напряжения на светодиоде изменяется и поэтому тот резистор, который нормально обеспечивал работу холодного светодиода, не годится для работы этого диода при высокой температуре. Поэтому для мощного светодиода нужен led драйвер.»

С другой стороны в Алрайте ответили:
«Драйвер нужен. либо подбирать резистор. оба варианта возможны».

Подскажите, кому верить? Конечно я бы предпочел купить более универсальный обычный блок питания и поставить резисторы, чтобы можно было использовать этот БП и для других проектов в будущем. Но если для надежной работы светодиодов нужны специализированные БП с ограничением силы тока, возьму лучше их.

2. Вся схема должна выглядеть так: между блоком питания и светодиодом вот такой силовой ключ (мосфет), управляемый с Arduino:
https://www.chipdip.ru/product/rdc1-s1-n-power-mosfet-2

С помощью этого силового ключа и хочу делать эффект быстрого мерцания стробоскопа и плавного затухания.
Подскажите, будет ли нормально работать такая схема, какой блок питание с учетом этого нужен?

Вроде в задачу драйвера светодиодов как раз входит гасить разные скачки и импульсы, что должно мешать эффект стробоскопа делать.
С другой стороны, знакомый инженер сказал, что как раз таки обычные блоки питания не рассчитаны, чтобы включаться-выключаться несколько раз в секунду, поэтому подойдет именно специальный драйвер светодиодов.

Смогу ли с помощью силового ключа делать эффект плавного затухания? Вопрос возник, потому что видел драйверы светодиодов с пометкой «для диммирования». А что, с обычным драйвером или БП, с помощью силового ключа этот эффект нельзя достичь?

3. Вот здесь автор говорит, что не рекомендуется подключать несколько светодиодов параллельно к одному блоку питания (0:55). 

Значит для каждого светодиода отдельный БП нужен для максимальной надежности?

 

 

 

[Adver 220]

PCBWay - всего $5 за 10 печатных плат, первый заказ для новых клиентов БЕСПЛАТЕН (Экспресс изготовление за 24 часа!)

Сборка высококачественных печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Онлайн просмотрщик Gerber-файлов от PCBWay!

Мы принимаем формат Sprint-Layout 6! Экспорт в Gerber из Sprint-Layout 6.

Студенческое спонсорство

[ivani-2a 46]

Вот схема как должно выглядеть, где А4-А6 необходимые драйвера для светодиодов.

Представленные ТС  ключи не годятся для быстро-протекающих процессов, на этих ключах будет выделятся много тепла в процессе переключения.

[Adver 220]

Изготовление 2-х слойных плат от 2$, а 4-х слойных от 5$!

Быстрое изготовление прототипа платы всего за 24 часа! Прямая доставка с нашей фабрики!

Смотрите видео о фабрике JLCPCB: https://youtu.be/_XCznQFV-Mw

Посетите первую электронную выставку JLCPCB https://jlcpcb.com/E-exhibition чтобы получить купоны и выиграть iPhone 12, 3D-принтер и так далее...

[musa56 270]

7 часов назад, Даниил Таюров сказал:

Взял сопротивление с запасом, т. к. прочитал, что повышение сопротивления в несколько раз в этом случае не приведет к значительному падению напряжения на светодиоде.

Для начала разберитесь как работает светодиод. И напряжение здесь не главное. Светодиод работает от тока и резистор как раз и задает этот ток. Соответственно увеличиваете сопротивление - уменьшаете ток и соответственно яркость светодиода. И учтите что все будет очень сильно греться и потребует мощных радиаторов. В том числе и на резисторы. Если светодиоды работают не в предельных режимах то думаю что использовать их допустимо но не оправдано. Коммутировать полевиками вполне возможно. Да и если использовать ШИМ модуляцию то и яркость можно регулировать. Правильным вариантом  будет использовать драйвер светодиода. Управлять драйвером можно и с использованием Ардуино. И к стати есть драйвера работающие от 220 вольт.Тогда блок питания не нужен будет очень мощны. В этом случае если хотите поставить в каждом канале по несколько светодиодов то можно соединить их последовательно хоть несколько десятков.

Edited November 27, 2020 by musa56

[Adver 220]

Вебинар "Новый BlueNRG-LP с Bluetooth 5.2 и Long Range — волшебная палочка разработчика IoT" (04/02/2021)

Приглашаем 4 февраля на бесплатный вебинар о BlueNRG-LP - новой системе-на-кристалле (SoC) STMicroelectronics. На вебинаре будут детально рассмотрены функциональные блоки, особенности подключения, аппаратные и программные средства для разработки, настройка сценариев с помощью BlueNRG-GUI, практические примеры работы с микросхемой, а также примеры применения BlueNRG-LP в устройствах интернета вещей.

Подробнее

[Dr. West 6383]

21 час назад, Даниил Таюров сказал:

С другой стороны, знакомый инженер сказал, *** подойдет именно специальный драйвер светодиодов.

Всё правильно он сказал. Ищите драйверы со входом "диммирования". Подключив к нему вашу ардуину (возможно, через небольшую схему согласования) вы сможете управлять током через светодиод, менять яркость, стробировать и т.п.

[Adver 220]

Новые компактные конденсаторы Panasonic серии TPS. Закаленный характер.

Panasonic представил новую серию TPS твердотельных танталовых конденсаторов с проводящим полимером для поверхностного монтажа. Конденсаторы серии TPS обладают уникальными особенностями, что делает их отличным выбором для использования в приложениях с высокими требованиями.

Подробнее

[Серж Вамп 722]

Первое что нужно сделать собрать драйверы(как сказал @Dr.West с функцией диммирования) но для настройки светодиодов ,ток ограничить и выставить на максимально возможному   светодиоду (чуть меньше заявленного продавцами) и по температуре проверить во время работы ,  а вторым этапом уже управление. Так спасёте светодиоды от большого тока , продлите их жизнь

[Adver 235]

SiC MOSFET на 1200 В для схем флайбэк до 500 Вт!

Компания Wolfspeed выпустила новые карбид-кремниевые транзисторы C3M0350120D/J на 1200 В, предназначенные для маломощных устройств мощностью до 500 Вт. Карбид-кремниевые транзисторы в сравнении с кремниевыми демонстрируют меньший на 75% уровень потерь на переключение и меньшее на 50% значение потерь проводимости в рабочем режиме при температуре кристалла 100…150°С.

Подробнее

[Даниил Таюров 0]

Спасибо за ответы!

Концепция немного поменялась, я решил взять RGB-светодиоды, чтобы можно было менять цвет и было интереснее.

Нашел мощный RGB-светодиод:
https://www.chipdip.ru/product/tds-p030l4rgb
30 Вт, 2100 мА

Почему-то напряжение не указанно в спецификации светодиода, я решил сам посчитать.
Делю на три, на каждый канал цвета, получается 10 Вт и 700 мА.
Получается, напряжение на каждом канале примерно 14,3 вольта.
Но после изучения другие модели этого производителя, оказалось, что зеленый канал обычно работает с большим напряжением, чем два других.
Вот данные на основе других моделей ( https://static.chipdip.ru/lib/552/DOC001552421.pdf ):
Red 13,5 В (12-15 В)
Green 16 В (15-17 В)
Blue 13,5 В (12-15 В)

Проверяю
R: 13,5 В * 0,7 А = 9,45 Вт 
G: 16 В * 0,7 А = 11,2 Вт
B: 13,5 В * 0,7 А = 9,45 Вт 
Итого: 9,45+11,2+9,45 = 30,1 Вт - совпадает с общей мощностью светодиода, должно быть верно.

В соответствии с вашими советами, ставлю на каждый канал драйвер светодиода DC-DC на 700 мА с диммированием
https://www.chipdip.ru/product/ldd-700l

Читаю спецификацию этого DC-DC драйвера
https://www.meanwell.com/webapp/product/search.aspx?prod=LDD-L
Там есть следующее замечание (сноска 4)
«Output voltage will always step down by 3 volts from input DC voltage.»

Как я понял, это означает, что выходное напряжение драйвера всегда на три вольта ниже чем входное.
Значит на драйверы, питающие каналы Red и Blue надо подавать 16,5 В, а на драйвер, подключенный к каналу Green - 19 В.

Значит необходимы блоки питания с регулируемым напряжением, беру два таких
https://arlight66.ru/catalog/reguliruemye-0-24v-38/blok-pitaniya-jts-180-24-0-24v-7-5a-180w-018500.html

Получается такая схема.

Подскажите, я правильно все рассчитал и подобрал? Недавно только начал врубаться в тему с электроникой.

Теперь еще хочу разобраться, как управлять драйверами с пинов Ардуино, нужно ли будет какое-то дополнительное устройство согласования. Прикрепляю скрин из спецификации драйвера.
 

Edited November 28, 2020 by Falconist
Оверквотинг

[musa56 270]

19 минут назад, Даниил Таюров сказал:

Подскажите, я правильно все рассчитал и подобрал?

Для начала странный выбор драйвера. У вас светодиоды на 2А а драйвер берете на 700мА. Прилично теряете в яркости. Взяли хотя бы на 1.5А. Падение на светодиоде постоянное и где то примерно 3.3-3.5 вольта. Соответственно если соединяете последовательно то умножаете эту цифру на количество светодиодов. Драйверы обеспечивают стабильный ток. Выходное напряжение драйвера просто показывает сколько последовательных светодиодов можно к нему подключить. По поводу управления яркостью нужно смотреть уровень входного напряжения на входе. Скорее всего можно и напрямую управлять если напряжение питания драйверов небольшое. Если будете питать драйверы от сети то лучше поставить изоляторы

[Adver 220]

[Dr. West 6383]

RGB светодиоды, действительно, по 600-700 мА на канал, по общей мощности как раз подходит.В даташите токи указаны для одноцветных матриц.
В среднем всё верно, только два блока питания брать совсем необязательно, можно взять один, нерегулируемый, вольт на 24. Драйвер всё равно импульсный и ему это вреда не принесёт.
 

[Даниил Таюров 0]

8 минут назад, Dr. West сказал:

RGB светодиоды, действительно, по 600-700 мА на канал, по общей мощности как раз подходит.В даташите токи указаны для одноцветных матриц.
В среднем всё верно, только два блока питания брать совсем необязательно, можно взять один, нерегулируемый, вольт на 24. Драйвер всё равно импульсный и ему это вреда не принесёт.
 

Если я к драйверу подключаю на вход 24 В, то на выход (на светодиод) он будет подавать 21 В.
Т. к. в спецификации драйвера указанно: «Output voltage will always step down by 3 volts from input DC voltage» (выходное напряжение драйвера всегда на три вольта ниже чем входное). 
https://www.meanwell.com/webapp/product/search.aspx?prod=LDD-L

Получается, светодиод будет работать с мощностью
21 В * 0,7 А = 14,7 Вт

Но в таком 30 Вт RGB-светодиоде на каждый канал цвета должно быть по 10 Вт.

Получается перегрузка по мощности в полтора раза?

Или я что-то неправильно понимаю? Я знаю, что светодиоды отличаются от «обычных» компонентов, т. к. основной параметр для них это сила тока, но пока не могу сказать, что на 100% разобрался.

 

18 минут назад, musa56 сказал:

Для начала странный выбор драйвера. У вас светодиоды на 2А а драйвер берете на 700мА. Прилично теряете в яркости. Взяли хотя бы на 1.5А. 

2100 мА - суммарный ток всего RGB светодиода. А по факту это три "отдельных светодиода" разных цветов в одном корпусе.

700 мА Red + 700 мА Green + 700 мА Blue = 2100 мА весь RGB светодиод.

А драйверы я ведь на каждый канал цвета отдельно ставлю.

[Серж Вамп 722]

Сам выложил данные по продавцу

Но смело 10% делай меньше, это китай, а значит всё только на бумаге

На 3 вольта оговорка чтоб не брали с малым напряжением блоки питания , например выход примерно 15 надо то блок питания 3+15=18 минимум блок питания,на драйверем3 теряется

Сам драйвер даст только свои 700мА ,а это самое главное! Он сам регулирует напряжение,главно взять на 3 вольта больше чем надо на светодиод

[Dr. West 6383]

15 часов назад, Даниил Таюров сказал:

Или я что-то неправильно понимаю?

Неправильно. Указывается минимальная разница напряжений вход - выход, при котором драйвер ещё сохраняет свои характеристики. Т.е. на самом драйвере должно падать, как минимум, 3 вольта.
При бОльшей разнице он тоже будет прекрасно работать.

[Alex Ferrum 15]

28.11.2020 в 12:07, Даниил Таюров сказал:

Спасибо за ответы!

Концепция немного поменялась, я решил взять RGB-светодиоды, чтобы можно было менять цвет и было интереснее.

Нашел мощный RGB-светодиод:
https://www.chipdip.ru/product/tds-p030l4rgb
30 Вт, 2100 мА

Почему-то напряжение не указанно в спецификации светодиода, я решил сам посчитать.
Делю на три, на каждый канал цвета, получается 10 Вт и 700 мА.
Получается, напряжение на каждом канале примерно 14,3 вольта.
Но после изучения другие модели этого производителя, оказалось, что зеленый канал обычно работает с большим напряжением, чем два других.
Вот данные на основе других моделей ( https://static.chipdip.ru/lib/552/DOC001552421.pdf ):
Red 13,5 В (12-15 В)
Green 16 В (15-17 В)
Blue 13,5 В (12-15 В)

Проверяю
R: 13,5 В * 0,7 А = 9,45 Вт 
G: 16 В * 0,7 А = 11,2 Вт
B: 13,5 В * 0,7 А = 9,45 Вт 
Итого: 9,45+11,2+9,45 = 30,1 Вт - совпадает с общей мощностью светодиода, должно быть верно.

В соответствии с вашими советами, ставлю на каждый канал драйвер светодиода DC-DC на 700 мА с диммированием
https://www.chipdip.ru/product/ldd-700l

Читаю спецификацию этого DC-DC драйвера
https://www.meanwell.com/webapp/product/search.aspx?prod=LDD-L
Там есть следующее замечание (сноска 4)
«Output voltage will always step down by 3 volts from input DC voltage.»

Как я понял, это означает, что выходное напряжение драйвера всегда на три вольта ниже чем входное.
Значит на драйверы, питающие каналы Red и Blue надо подавать 16,5 В, а на драйвер, подключенный к каналу Green - 19 В.

Значит необходимы блоки питания с регулируемым напряжением, беру два таких
https://arlight66.ru/catalog/reguliruemye-0-24v-38/blok-pitaniya-jts-180-24-0-24v-7-5a-180w-018500.html

Получается такая схема.

Подскажите, я правильно все рассчитал и подобрал? Недавно только начал врубаться в тему с электроникой.

Теперь еще хочу разобраться, как управлять драйверами с пинов Ардуино, нужно ли будет какое-то дополнительное устройство согласования. Прикрепляю скрин из спецификации драйвера.
 

Подключал такой светодиод. Использовал блок питания на 5 вольт. Управлял с ATTINY861. 

[Alex Ferrum 15]

Кстати, там светодиоды каждого цвета по 10 последовательно стоят, поэтому напряжение работы от 23 вольт для красного до 27 вольт для голубого.