Led-драйвер для световых потолков (доработка)

[anvolkov]

Для диммирования мощных светодиодных лент себе дома  разработал свой лед-драйвер. Опыта схемотехники мало, я больше по программированию микроконтроллеров.

Все работает, но есть помехи от данной схемы. И греется транзистор, пришлось ставить его на процессорный радиатор.

Для устранения помех предлагают ставить дроссель после транзистора - а там токи до 15А, где же взять такой дроссель..

Можете посоветовать, как можно оптимизировать схему?

Управление идет по напряжению,т.к. в лентах уже есть токоограничивающие резисторы. В идеале после транзистора сглаживать пульсирующее напряжение ШИМ, чтобы по длинному кабелю до светильника не создавать помех.

Также убрать помехи в сеть, которые просачиваются сквозь БП..

Готов оплатить консультации..

[Реклама]

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

[Dr. West]

Пипец, как мне теперь ЭТО развидеть обратно?
Рулить прямо сразу напряжением блоков питания не вариант? Там надо то вольт до 9 всего опустить и лента уже погаснет.

[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

[BARS_]

55 минут назад, anvolkov сказал:

есть помехи от данной схемы. И греется транзистор

Это вы еще не представляете насколько эта схема вредна для зрения...

 

55 минут назад, anvolkov сказал:

токи до 15А, где же взять такой дроссель

Для дросселей это ничто.

 

57 минут назад, anvolkov сказал:

как можно оптимизировать схему?

Сделать полностью другую по принципу step-down, желательно синхронного, после чего задушить рукожопа, который сделал эту электрику. КАК, КАК можно было сделать это настолько плохо из настолько из говна и палок?! Вы там жить не боитесь потом? 

Я уже молчу о том, что ставить все ИИП в одном месте, а потом тащить низковольтную проводку по всему дому - бред идиота.

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы 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, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

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

[Praktic]

59 минут назад, anvolkov сказал:

Можете посоветовать, как можно оптимизировать схему?

Эту уже никак не оптимизировать.))    Использование светодиодных лент - это уже не оптимальный вариант с низким кпд. Нужно было использовать высоковольтные светильники с диммируемыми драйверами. Ничего бы лишнего не грелось, в том числе и многочисленные БП на 24В.  )) Дурная голова ногам покоя не даёт. (с)

[anvolkov]

Схема нужна была для диммирования умным домом. Она работает и ничего не мерцает. Частота ШИМ - 30кГц, в отличие от мерцающих заводских диммеров на 1кГц

Рулить постоянным с БП не вариант - т.к. нужно диммирование.

Вопрос - в чем вредность данной схемы?

КПД значения не имеет, реально лента работает на 100-150Вт (при максимуме в 300), не греется совершенно.

Щит в завершенном виде выглядит аккуратно, это фотка на моменте тестирования была сделана.

Куча БП в подвале совершенно не мешают, провода протянуты - это уже не проблема.

Хотелось бы сгладить после транзистора пульсирующее напряжение,

какой можно дроссель при токах до 15А и конденсатор для сглаживания подобрать? Поиски дросселя на такой ток в магазинах ничего не дали

Если удастся подобрать дроссель, может диод шоттки обратно включить, конденсатор достаточной емкости и защиту от броска тока при его зарядке - тогда можно понизить частоту ШИМ транзистора и он перестанет греться совершенно.

Можете помочь с этой идеей?

19 часов назад, Praktic сказал:

Эту уже никак не оптимизировать

высоковольтные светильники не создадут эффекта светящегося потолка.. (это сколько их нужно вручную распаять на болших плоскостях?) А куча светодиодных лент - дадут равномерный свет. Делалось для красоты. КПД тут не важен

Изменено 29 сентября, 2021 пользователем anvolkov

[mihelson]

2 часа назад, anvolkov сказал:

Можете посоветовать, как можно оптимизировать схему?

Жаль, что такой вопрос возник на этапе, когда все это нужно демонтировать и делать заново с другим подходом.

[anvolkov]

26 минут назад, mihelson сказал:

Жаль, что такой вопрос возник на этапе, когда все это нужно демонтировать и делать заново с другим подходом.

Вообще не проблема выкинуть все и поставить готовые драйвера/блоки питания на мощность 250-400w с входом для диммирования (либо ШИМ, либо 0-10v), чтобы я мог с ESP32 этим делом управлять.. Но сколько я ни искал такое - либо стоят как космический корабль, либо не существует в природе.. 

[Praktic]

10 часов назад, anvolkov сказал:

высоковольтные светильники не создадут эффекта светящегося потолка.. (это сколько их нужно вручную распаять на болших плоскостях?)

Чем полоска светодиодной ленты отличается от светодиодной ленты, находящейся в трубчатой лампе ?

[Alex Ferrum]

20 часов назад, anvolkov сказал:

////////////////

Схема у вас хорошая, но вы не учли несколько моментов. 

1. На выходе драйвера, между затвором и истоком (землёй), конденсатор 1000pf=1nf СТАВИТЬ НЕ НУЖНО! Вы это взяли из даташита, но это не схема подключения, а схема измерения, где этот конденсатор имитирует паразитную ёмкость затвор-исток. В вашем случае это только увеличит время открывания-закрывания транзистора. 

2. Транзистор вы использовали на очень большой ток (а чем больше максимальный ток транзистора, тем больше ёмкость затвор-исток, и следовательно, больший ток нужен для открывания этого транзистора за такое-же время как и более слаботочного транзистора), а вот драйвер вы выбрали слабенький. Для такого транзистора более оптимальным будет использование драйвера более сильноточного, например, TC4452 или хотя бы TC4420. 

3. То что вы выбрали управление яркостью через шим - это правильно для светодиодной ленты! НО! Зачем такая высокая частота - 30 кгц??? Уже на 100 гц мерцание не заметно, хорошо вы на этой частоте мерцание видите, но на 500 Гц или 1000 Гц мерцание уже точно не заметно. В данном случае частоту лучше снизить, так как у вас транзистор с очень большой ёмкостью затвор-исток, и он скажем так медленно открывается и закрывается. 

4. Ну, и наконец, хит сезона!!! Хотелось бы чтобы вы по подробнее рассказали о своей "ПОВЫШАЙКЕ", у меня честно говоря сложилось мнение, что вы взяли 5-ти вольтовую КРЕНку, подали на неё 5 вольт, и ждёте что она выдаст 12 вольт (нет, но если подавать 12 вольт - она же выдаёт 5 вольт, почему нельзя наоборот), некоторые люди используют повышающий преобразователи на переключаемых конденсатора, не понимая, что такой преобразователь не обеспечит нужный ток, для управления затвором полевого транзистора. Соответственно, если я прав, то у вас полевой транзистор управляется 5-ью вольта и, что для данного транзистора очень мало, нужно 10-12 вольт, поэтому он полностью не открывается, и поэтому для транзистора нужен радиатор. 

Изменено 30 сентября, 2021 пользователем Falconist
Оверквотинг

[Praktic]

12 минут назад, Alex Ferrum сказал:

КРЕНку, подали на неё 5 вольт,

Это не КРЕНка, а повышайка.

[Alex Ferrum]

Ну судя по цоколевке, больше на КРЕНку похоже. А там уж кому как нравиться называть, хоть "повышайка", хоть "КРЕНка", хоть "зелёная травка", хоть "ясное солнышко"

[anvolkov]

9 часов назад, Alex Ferrum сказал:

1. На выходе драйвера, между затвором и истоком (землёй), конденсатор 1000pf=1nf СТАВИТЬ НЕ НУЖНО!

2. Транзистор вы использовали на очень большой ток

3. То что вы выбрали управление яркостью через шим - это правильно для светодиодной ленты!

4. Ну, и наконец, хит сезона!!! Хотелось бы чтобы вы по подробнее рассказали о своей "ПОВЫШАЙКЕ"

1. Принято

2. Транзистор по даташиту дает очень неплохие показатели емкости и времени открытия/закрытия. А еще у него самое маленькое внутреннее сопротивление. Поэтому и выбран был такой. Так как это транзистор полевой - у него вообще нет тока затвора, так что думаю микросхема моста не имеет значения? я экспериментировал с другими аналогичными-разницы не увидел.

3. Частота. Опытным путем проэкспериментировано: до 1кГц через телефон светильник мерцает. от 10к до 20к слышен тихий свист в тишине, выше 30к - все идеально.

4. Это обычный блок DC/DC с регулировкой напряжения. Просто схематично показал. Я пробовал ставить 16в - меньше греется транзистор, но один раз спалил. Поэтому оставил на 12в

Вопрос стоит так: 

Можно ли после транзистора сгладить выходное напряжение (сделать чуть ли не постоянным)? Тогда можно понизить частоту шим хоть до 100 Гц и вопрос с нагревом исчезнет.

9 часов назад, Praktic сказал:

Чем полоска светодиодной ленты отличается от светодиодной ленты, находящейся в трубчатой лампе ?

Ленту в светильник, например, 5 метров на 0.5 метра просто протянул и все. А сколько корячиться нужно с другой?

[BARS_]

20 часов назад, anvolkov сказал:

Схема нужна была для диммирования умным домом

Это не повод ставить все ИИП в одном месте. Не повод собирать систему из г...на и палок. Есть же нормальные заводские решения, смысл этого колхоза? И какую просадку на проводах получаете? Ну и ради интереса посчитайте, насколько меньше был бы ток в проводах при размещение ИИП возле лент...

 

20 часов назад, anvolkov сказал:

работает и ничего не мерцает. Частота ШИМ - 30кГц,

Пару лет поживете под таким светом, поймете.

 

20 часов назад, anvolkov сказал:

Хотелось бы сгладить после транзистора пульсирующее напряжение,

Схема синхронного step-down.

Весь колхоз с транзисторами на проводах выкинуть, все собрать на печатных платах, иначе все остальные попытки оптимизации бессмысленны.

 

20 часов назад, anvolkov сказал:

оиски дросселя на такой ток в магазинах ничего не дали

А самому намотать?

 

20 часов назад, anvolkov сказал:

Щит в завершенном виде выглядит аккуратн

Выглядит аккуратно и собран аккуратно - две большие разницы.

 

20 часов назад, anvolkov сказал:

Куча БП в подвале совершенно не мешают

Ровно до тех пор, пока они не бахнут...

 

9 часов назад, Alex Ferrum сказал:

Уже на 100 гц мерцание не заметно, хорошо вы на этой частоте мерцание видите, но на 500 Гц или 1000 Гц мерцание уже точно не заметно.

Однако для зрения не менее вредно. Освещение должно обеспечивать определенный коэффициент пульсации.

 

9 часов назад, Alex Ferrum сказал:

подали на неё 5 вольт, и ждёте что она выдаст 12 вольт

Гораздо логичнее все питать от 12В, а для ESP понижать до 5В.

 

41 минуту назад, anvolkov сказал:

к как это транзистор полевой - у него вообще нет тока затвора,

И кто ж вам такой бред рассказал? Затвор - это емкость, которую надо заряжать. От того, КАК она будет заряжаться зависит скорость открытия транзистора. Так что токи переключения затвора доходят до Ампера и выше... Плюс транзистор вы выбрали очень "тяжеловесный" в плане управления, да еще и километровые провода протянули, тогда как тут даже трассировка платы имеет значение... 12В ему на затворе в принципе не нужны, уже при 5В он пропустит 100А.

Изменено 30 сентября, 2021 пользователем BARS_

[anvolkov]

 

1 минуту назад, BARS_ сказал:

Есть же нормальные заводские решения,

Ткните носом хоть в одно. до 350W на 24v

у меня на этаже 9 светильников, каждый содержит теплые и холодные светодиоды. т.е. 18 каналов. Заводское решение нашел на 1 канал до 300w - это отдельный блок питания и диммированием. Он один стоит как вся моя схема вместе. Мне нужно 18 таких блоков.. Прятать их под потолком где-то..

А у меня всего 5 БП стоит на щите для всего этого. И в щитовой. доступ простой, если вдруг что не так. 

4 минуты назад, BARS_ сказал:

Схема синхронного step-down.

Я не разбираюсь как мотать дроссель. В магазинах не нашел на ток 15A.. Подскажите, какой проволоки (обычный медный моно-провод?) сечение, сколько витков? на обычное ферритовое кольцо? и емкость C2 как подобрать? она должна быть согласована с дросселем же?

 

11 минут назад, BARS_ сказал:

Весь колхоз с транзисторами на проводах выкинут

Разумеется. Как только схема заработает как нужно - я все облагорожу в печатную плату. Пока для теста, т.к. это первая проба и есть вопросы по доработке.

[BARS_]

18 минут назад, anvolkov сказал:

Подскажите, какой проволоки (обычный медный моно-провод?) сечение, сколько витков?

Это считается.

 

18 минут назад, anvolkov сказал:

на обычное ферритовое кольцо?

Нет. Распыленное железо, либо готовые дроссели. В том же чипдип их валом на разные токи.

 

18 минут назад, anvolkov сказал:

Я не разбираюсь как мотать дроссель.

Придется учиться разбираться. По другому не выйдет.

 

19 минут назад, anvolkov сказал:

емкость C2 как подобрать?

Зависит от того, какой ток будет потребляться со схемы и какой уровень пульсаций вас устроит.

 

20 минут назад, anvolkov сказал:

Как только схема заработает как нужно - я все облагорожу в печатную плату.

Вся проблема в том, что она не заработает как нужно до тех пор, пока не будет собрана на плате. Силовая электроника не прощает длинных проводов, особенно на управлении затворами...

 

23 минуты назад, anvolkov сказал:

А у меня всего 5 БП стоит на щите для всего этого.

А какой ток потребляет один светильник и какое сечение провода заложено?

 

24 минуты назад, anvolkov сказал:

Он один стоит как вся моя схема вместе.

А вы хотите собрать все на комплектухе с али? Если же собирать КАЧЕСТВЕННО, то стоить оно будет тоже далеко не дешево...

[Vlad_17]

Сложно тут что-то подсказать, решение очень плохое, пускать постоянный ток по проводам длинной 10 метров так и еще и токах 15А. У меня в световой аппаратуре на диод 90W на проводе с драйвера до диода длинной 10см и сечением 4мм² падает 1,2В при токе 18А а при диммировании если контакты слабо прикручены то начинают пищать места соединения Это же какие наводки в таком умном доме с этих метровых антенн в стенах, боюсь себе представить. Тут даже переход на синхронный step-down не особо поможет, слишком большие токи, нагрузка на конденсаторы будет огромная. Кардинально надо менять решение, на такие расстояния пускать постоянное напряжения так еще и при таких токах да и еще такой частоты...нет слов. Решений нормальных есть полно, надо только подумать и выбрать оптимальный вариант. Начать хотя бы с того что силовую часть ставить в светильниках, зачем включать в параллель диодные ленты и повышать ток в цепи, кода можно включить последовательно и подобрать драйвер, драйвер не обидеться на резисторы в лентах у него работа простая, обеспечить ток. А драйверов от того же Mean Well есть на любой вкус и цвет. 

[BARS_]

2 минуты назад, Vlad_17 сказал:

Это же какие наводки в таком умном доме с этих метровых антенн в стенах, боюсь себе представить.

Зато автору точно никто не поставит жучков На самом деле даже управление домом по вафле ну вообще так себе идея. Сдох роутер и дом умер...

 

3 минуты назад, Vlad_17 сказал:

слишком большие токи, нагрузка на конденсаторы будет огромная.

Ну так про количество кондеров разговора не было. Пусть автор ставит твердотелы с низким ESR + пленку от того же EPCOS или WIMA из серий для использования в ИИП. Когда увидит ценник, будет "приятно" удивлен Ситуация чуть улучшится, если поставить мелкие ПН в каждом светильнике и по входу ему поставить фильтр, дабы резать частоту работы ШИМ. Но учитывая то, что сборка производится из того, что продают на али.......

[Praktic]

1 час назад, anvolkov сказал:

Ленту в светильник, например, 5 метров на 0.5 метра просто протянул и все. А сколько корячиться нужно с другой?

Не корячится, а привинтить шурупами всего по два держателя на каждую трубку в 1,2 м.  Клеить получается не быстрее.

 

 

[anvolkov]

34 минуты назад, Vlad_17 сказал:

пускать постоянный ток по проводам длинной 10 метров та

Один светильник на макс яркости потребляет 350w. Но на такой яркости его использовать нет смысла, поэтому реальная его мощность для комфортного яркого света в районе 150w. Из них 100w уходит на белый светодиод, 50w-на желтый.

Провода заложены 2.5мм медь. Получается на канал при нормальной работе светильника приходится 2-4 A. Но схема должна работать и при максимальной яркости (иногда нужно) - тогда это токи до 15A в зависимости от размера светильника.

Падение напряжение на 10м мне значения не играет, т.к. свет все-равно слишком яркий. Его активная повседневная мощность в 3 раза ниже максимальной, чтобы на потолке создать мягкий ровный не слепящий свет.

Вот пульсации по проводам (как антенна) - это меня смущает, поэтому думаю после транзистора сглаживать и выпрямлять напряжение, чтобы просто было максимально постоянное напряжение 7-20в.

Заводские драйверы все-равно ШИМят на конце, только с частотой макс 1кГц. Если смотреть через камеру телефона на светильник-видны пульсации. т.е. ничем не лучше, чем самодельный драйвер.

Поэтому актуален вопрос по сглаживанию напряжения, чтобы убрать пульсации. Вопрос потери в проводах совершенно не волнует, главное-чтобы в эфир не свистело. Хотя WIFI нас и так окружает с мобильной связью..

58 минут назад, BARS_ сказал:

какой уровень пульсаций вас устроит

при частоте ШИМ 30кГц, думаю, пульсаций уже нет видимых глазу. Судя по документации - после килогерца она уже незаметна.

[BARS_]

2 минуты назад, anvolkov сказал:

Падение напряжение на 10м мне значения не играет,

Таки играет. Плюс это нагрев провода.

 

3 минуты назад, anvolkov сказал:

Вот пульсации по проводам (как антенна) - это меня смущает, поэтому думаю после транзистора сглаживать и выпрямлять напряжение, чтобы просто было максимально постоянное напряжение 7-20в.

Пульсации никуда не денутся, хоть засглаживайся. Переносите ШИМ в светильники. Один фиг ими ESP рулит, а значит по барабану где будет стоять. Тем более питание уже приходит в каждый светильник.

 

5 минут назад, anvolkov сказал:

Из них 100w уходит на белый светодиод, 50w-на желтый.

Ну либо замеры кривые, либо светодиоды волшебные, ибо даже 10Вт диод греется как печка. Даже у самых крутых диодов КПД 60% в лучшем случае. У стандартных же хорошо если 40% будет, а значит это 75Вт в тепло. У вас потолок в виде алюминиевой плиты сделан? Куда вы столько тепла отводите?

9 минут назад, anvolkov сказал:

после килогерца она уже незаметна.

Не заметна и не влияет на зрение вещи разные. Радиация ведь тоже незаметна....

[anvolkov]

Либо купить драйвер на постоянное напряжение 6-24v с возможностью регулировки.. Но таких не встречал пока что..

2 минуты назад, BARS_ сказал:

нагрев провода.

после нескольких часов работы провод холодный

2 минуты назад, BARS_ сказал:

10Вт диод греется как печка

специально залазил под потолок и пробовал руками - чуть теплее комнатной температуры. (при работе на 100w от 300w максимальных). При врубании на всю - довольно быстро разогреваются. Но, повторюсь-такой сценарий не используется, т.к. количество светодиодов избыточно для освещения, сделано для красоты.

[BARS_]

3 минуты назад, anvolkov сказал:

(при работе на 100w

Замеры как произведены?

[anvolkov]

10 минут назад, BARS_ сказал:

Замеры как произведены

ваттметром на блоке питания, питающего светильник

15 минут назад, BARS_ сказал:

У вас потолок в виде алюминиевой плиты сделан?

для отражения больше, не тепла.

 

15 минут назад, BARS_ сказал:

Переносите ШИМ в светильники

не получится. потолок натяжной, внутрь БП не залезет, а кромсать потолок под лючки рядом со светильниками - ерунда будет.. Я вспомнил - изначально БП были на потолке, но они включали вентилятор охлаждения после какого-то времени работы и шумело вечером это удовольствие так себе.. БП без вентиляторов на такие мощности я не нашел. Делать на каждую линию маломощный БП - некуда лепить было. Поэтому решили убрать их вниз.

В данном случае оставлю как есть. Это был первый эксперимент с такими светильниками, никто их не делал, инфы нет. Теперь я бы сделал уже по другому, но поздно. Исхожу уже как есть.

Изменено 30 сентября, 2021 пользователем anvolkov

[BARS_]

Только что, anvolkov сказал:

ваттметром на блоке питания,

Так КПД БП далеко не 100%. Замерьте ток и напряжение в линии, уходящей на светильник. Что-то мне подсказывает, что там будет намного меньше ваших ожиданий.

 

1 минуту назад, anvolkov сказал:

внутрь БП не залезет,

БП оставить в щитовой, в светильник поставить step-down + ESP. Возможно, повысить частоту ШИМ килогерц до 80-100, смотреть по нагреву ключа и размерам дросселя. Транзистор поставить более "легкий" в плане управления.  Да и в корпусе поменьше, можно вообще SMD применить. При правильной схеме даже на 15А существенного нагрева быть не должно. Да и сомневаюсь я, что там хотя бы 10А будет.

[anvolkov]

7 минут назад, BARS_ сказал:

Замерьте ток и напряжение в линии

замерял токовыми клещами для постоянного тока. В комфортном режиме света примерно то, что и расчетное по ваттметру.

Есть вообще идея фикс: в БП Меанвелл есть подстроечный резистор на напряжение выхода. я его крутил отверткой и светильник прекрасно диммируется без всяких драйверов и транзисторов. Может поставить туда каскад из 10 сопротивлений и управлять ими с есп? Думаю 10 режимов яркости более чем предостаточно )))

10 минут назад, BARS_ сказал:

БП оставить в щитовой, в светильник поставить step-down + ESP

Эта идея вполне неплоха.. Спасибо, подумаю над ней.