Светодиодный драйвер для фонариков CN5711
В очередной раз пролистывая ленту предложений на Aliexpress, видел готовые светодиодные драйверы для фонариков на микросхеме CN5711. Именно о этой микросхеме и пойдет речь в данном обзоре.
Китайские готовые модули, которые используют этот драйвер имеют вот такой внешний вид:
На плате всего одна микросхема в корпусе SOP8, SMD резистор и подстроечный резистор для настройки тока светодиода.
Скачав даташит я сразу принялся читать его. Производитель гарантирует неплохие характеристики:
— Входное напряжение: 2,8В – 6В;
— низкое падение напряжения на самой микросхеме: 0,37В при токе 1,5А;
— выходной ток до 1,5А;
— точность установленного выходного тока: 5%.
Стоит пояснить что означает падение напряжения на самой микросхеме. На английском языке этот параметр называется «Dropout Voltage». Это напряжение, которое потребляет микросхема во время работы.
Напряжение питания светодиода при таком токе может доходить до 3,6В. Значит, на вход микросхемы драйвера CN5711 необходимо подать напряжение на 0,37В больше, чем может падать на светодиоде. Как я уже говорил, это напряжение падает на микросхеме во время ее работы. Если подать еще больше, на микросхеме будет рассеиватсья еще больше тепла. Грубо говоря, разница между напряжением на входе микросхемы и тем, что падает на светодиоде должна быть как можно меньше. Если верить даташиту, то для достижения лучших результатов в плане эффективности преобразования эта разница должна составлять 0,37В.
По характеристикам светодиодный драйвер CN5711 подошёл для моей задумки. Нужно перевести обычный китайский фонарик на Li-Ion аккумуляторы. Заказывать одну готовую плату относительно дорого, а мне нужно три таких.
Имеют вот такой внешний вид:
Внизу есть подложка для отвода тепла от микросхемы, она соединена с земляным контактом микросхемы:
В даташите есть и стандартная схема подключения драйвера:
Дальше, я уже сделал печатную плату для трех таких микросхем в программе EasyEDA и принялся проводить тесты.
На плате имеются три микросхемы. Слева входные разъемы (верхний контакт – общая земля, три нижних входы VCC), а справа выходные разъемы для каждого из трех светодиодов. Каждая микросхема настроена на свой выходной ток. Первый канал – 120мА, второй – 240мА, третий – 666мА (в последующих тестах число дьявола приведет к неудовлетворительным результатам).
Подключается эта плата вот так:
В этой конструкции минус питания от аккумулятора подключается напрямую к светодиодам, он общий для всех светодиодов. А плюс разрывается кнопками для каждого канала.
Выходной ток светодиода задается резистором RISET. Он включается между выводом ISET микросхемы и землей. Чем больше сопротивление резистора, тем меньше выходной ток. Выходной ток рассчитывается по формуле:
Чтобы рассчитать сопротивление резистора для нужного тока, нужно воспользоваться обратной формулой:
Для примера было рассчитано необходимое сопротивление резистора чтобы получить выходной ток 1А.
Для обеспечения хорошей стабильности и температурных характеристик производитель рекомендует использовать металлопленочные резисторы с допуском 1%. В своей конструкции я использовал обычные smd резисторы типоразмером 1206 с неизвестным допуском. При проверке мультиметром они показали хороший результат почти без отклонений.
А теперь тесты. Так как я собираюсь использовать данный светодиодный драйвер в фонарике, который будет питаться от одной Li-Ion банки, я протестировал каким будет выходной ток в зависимости от напряжения на аккумуляторе. Для теста был взят трехваттный теплый белый светодиод, купленный в местном радиомагазине. При токе 693мА на нём было падение напряжения 3,4В, а номинальный ток для трехваттных светодиодов составляет 750мА, так что он работает в более-менее щадящем режиме. При входном напряжении питания 5В КПД составляет 68%. Результаты тестов вышли не такими хорошими, как ожидалось, но это с какой стороны посмотреть. Важно упомянуть, что целью тестов не было определение КПД устройства, мне хотелось проверить насколько хорошо драйвер может держать ток на светодиоде при разряде аккумулятора.
При питании драйвера от полностью заряженного аккумулятора все выглядит более-менее хорошо. При 4,2В на входе ток на светодиоде был 683мА на первом канале, что укладывается в диапазон погрешности 5%, заявленный производителем.
На втором и третьем канале 245мА и 121мА соответственно.
При снижении входного напряжения до 3,7В (номинальное напряжение Li-Ion аккумулятора) выходной ток упал до 600мА, что не укладывается в диапазон погрешности. Тут мне показалось странным, что микросхема не может обеспечить необходимый выходной ток. Если подумать логически, то чем меньше выходной ток выдает микросхема, тем меньше падение напряжения на самой микросхеме (Dropout Voltage). Странно, что на ней падает большое напряжение и до светодиода доходит уже значительно меньшее напряжение.
При 3,3В ток уже составляет 340мА, упал в два раза от установленного. На самом деле, не удивительно, что при 3,3В входного напряжения ток так сильно проседает, ведь вольт-амперная характеристика светодиода не линейна и имеет лавинообразную кривую, которая может изменятся от светодиода к светодиоду. Говоря по-простому, немного снизив напряжение питания светодиода, потребляемый им ток может упасть в разы. Да еще и собственное потребление микросхемы.
Но я решил протестировать ради интереса и для того, чтобы посмотреть как ярко будет светить мой светодиод.
С другими каналами ситуация другая. На втором канале при установленном токе снижение началось при 3В, а на третьем при 2,7В, полностью разряженном аккумуляторе. По проведенным тестам составил таблицу, чтобы представить результаты в более простом виде.
Так же я решил проверить заявленное производителем низкое падение напряжения на микросхеме (Low Dropout Voltage). Для проведения опыта был выбран первый канал, так как там самый большой настроенный выходной ток и он самый важный в моем фонарике.
При входном напряжении 3,65В, напряжение на светодиоде было 3,327В (ток 600мА), КПД составляет 91%, но ток просел значительно.
Падения напряжения на микросхеме в данном случае составляет 0,323В. В эту цифру входит как собственное потребление энергии микросхемой так и то, что она превращает в тепло. А она работает в линейном режиме, ток на входе равен току на выходе. Но она не смогла обеспечить установленный выходной ток, значит напряжение потребляемое самой микросхемой превысило мои ожидания и она не превратила никакого лишнего напряжения, а лишь использовала для своей работы. Я не думал, что при токе в два раза ниже от возможного она будет потреблять так много. Ведь в даташите указано, что при 1,5А она будет потреблять 370мВ. Так же я протестировал данный параметр и для нескольких других значений входного напряжения.
При напряжении на входе 3,347В, напряжение на светодиоде составляет 3,16В (ток 378мА, КПД=94%). Падение напряжения – 0,187В.
При напряжении на входе 3,023В, на светодиод приходит 2,938В (ток 176мА, КПД=97%, а ведь неплохо для линейного драйвера, если разница вход-выход невелика). Падение напряжения – 0,085В.
Казалось бы, всего-то 85мВ падает на микросхеме. Но с увеличением входного напряжения эта цифра тоже увеличивается. И увеличивается больше, чем я думал. Это я все к чему веду… При напряжении на светодиоде 3,4В ток составляет 693мА. Во втором случае напряжение на входе светодиодного драйвера было меньше, чем то, что необходимо для достижения установленного тока (666мА), но на микросхеме упало 187мВ. Что на мой взгляд немного многовато. Если смотреть на заявленное производителем собственное падение напряжения на микросхеме 370мВ при токе и на то что я получил, то кажется, что полученная цифра слишком велика и на самом деле должна быть меньше. Ток ведь при этом всего 378мА. Если Вам не совсем понятно о чем идет речь, сейчас я покажу вам таблицу.
Смотря на полученные цифры напрашивается вывод, что данный светодиодный драйвер лучше не использовать вместе с Li-Ion аккумулятором или только с полностью заряженным и с выходным током не более 350мА, это только мое личное мнение. Ведь даже при не сильно разряженном аккумуляторе ток на светодиоде значительно падает, а соответственно и яркость.
Основной недостаток, который я смог выявить, это большое потребление напряжения самой микросхемой, что не дает передать на светодиод больше напряжения при разряженном аккумуляторе. Лично у меня возникает мысль использовать изготовленную конструкцию вместе с повышающим преобразователем напряжения, например на MT3608, о целесообразности чего прошу написать Вас в комментариях, если вы дочитали до этого момента.
В интернете я нигде не нашёл каких либо тестов и обзоров на драйвер CN5711, был лишь только один даташит и неожиданное увеличение популярности драйвера на Aliexpress. Надеюсь, что я смог донести до Вас результаты теста и может быть, этот обзор поможет Вам в выборе светодиодного драйвера для портативного фонаря. Изначально он задумывался лишь для того, чтобы показать возможное решение при переделке светодиодных фонарей небольшой мощности, но из этого получилась критика микросхемы.
Я бы не стал рекомендовать данный светодиодный драйвер для устройств, которые питаются от одного Li-Ion аккумулятора, в котором важно чтобы до светодиода доходило максимально возможное напряжение от аккумуляторной батареи.
Когда она разряжается, светодиод начинает значительно тусклее светить. Советую обратить внимание на такие микросхемы как AMC7135, у них падение напряжения составляет всего 120мВ, а так же их версии с возможностью регулировки выходного тока, но это уже совсем другая история. Если у Вас есть идеи сделать еще тесты с этими светодиодными драйверами или другие идеи и предложения, пишите их в комментариях. Большое спасибо за внимание.
UPD Под спойлером мои эксперименты с MT3608
Расказ об использовании с MT3608
У меня появилась возможность поэкспериментировать связку MT3608 + CN5711.
Для проверки работоспособности взял два светодиода, один тот, что я использовал для проверки стабилизаторов, а второй из фонарика, который ждет переделки. Вот так все соединил с подключенным штатным светодиодом фонарика:
Наверное его производители наврали о мощности, или у меня недостаточно познаний о светодиодах, но светодиод потреблял ток 550мА, а падение напряжения было 3,9В, огого… Если кто-то догадывается почему такие странные числа, пожалуйста, объясните мне, буду очень благодарен.
Потом я подключил свой купленный светодиод:
Посадил его на термопасту на небольшой радиатор. Такого радиатора ему было очень недостаточно, он нагрелся до 72 градусов и проработал так всего 8 минут и 30 секунд, после чего со свистом из микросхем сгорел. Его пробило.
Все микросхемы пережили смерть светодиода и продолжали работать, но я вовремя все это дело выключил. Пока схема работала, я записывал показания температуры на CN5711 с измеряя её термопарой от мультиметра с использованием термопасты.
В коментариях указывали на ошибки при проэктировании платы, нужно было куда-то отводить тепло. В будущем переделаю плату на двустороннюю с использованием толстых медных проводников в качестве Via.
Теперь о нагреве повышающего преобразователя. Сама MT3608 в процессе работы нагрелась до 54 градусов. Дроссель так же до 54, а диод Шоттки до 63. Не критично. На выходе преобразователя было установлено выходное напряжение 4,1В. С полностью заряженным аккумулятором это значение поднимется.
А так, КПД драйввера составляет 82%. Картину будет портить повышающий преобразователь напряжения, его КПД будет плавать. Если сделать предположение, что во время работы преобразователя при разряде аккумулятора КПД не опустится ниже 80% (может будет и меньше, не успел проверить), то КПД всей схемы будет 65%. Впустую потратится почти половина емкости, что очень критично. Но моей задачей стояла максимальная яркость не зависимо от напряжения на аккумуляторе.
К сожалению я не смог измерить ток на входе преобразователя чтобы продолжить измерения КПД схемы. Когда очищал с преобразователя термопасту, случайно замкнул выходы микросхемы металлическим предметом и он сгорел. Теперь буду ждать новую партию с Китая( Не делайте как я, используйте диэлектрические сухие предметы, например, зубочистку.
Несколько картинок о фонарике, для которого это все предназлачалось:
Созданый драйвер будет стоять вместо платы зарядки аккумулятора, поэтому такое ограничение по габаритам.
ДРАЙВЕР НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ ДЛЯ ФОНАРЯ
Здравствуйте уважаемые пользователи сайта “Радиосхемы“. Хочу представить очередной переделанный карманный фонарик с совершенно другим импульсником и расширенными функциями. Автор схемы AVSel с форума фонарёвка, который основной целью, при разработке драйвера преследовал достижение максимального КПД драйвера и светодиода.
Схема драйвера на ATtiny85V
Особенностью данной схемы является полевой транзистор со специальными характеристиками, и диод Шоттки с очень малым падением напряжения на нём. Вот только этот транзистор с n-каналом, и ради него пришлось перевернуть классическую понижающую схему.
Описание функций
- Есть 4 режима: 40, 170, 680, 2300 мА. Переключение режимов осуществляется кратковременным <1сек, отключением питания. Режим 40 мА делается ШИМ-ом, из соображений выжимания максимального КПД светодиода.
- Контроль разряда аккумулятора – при падении ниже 2.
75 В схема переходит в спящий режим. - Индикация заряда аккумулятора, 5 уровней. При двойном клике при работе (прерывании питания) мигает от 1 (разряжен) до 5 (заряжен полностью) раз.
- Плавный старт схемы.
- Возможность включения термоконтроля. Для этого нужно произвести калибровку.
75 В схема переходит в спящий режим. Порядок калибровки
- устанавливаем минимальный режим и выключаем питание,
- устанавливаем напряжения питания 4.5..5 В и подаем питание,
- драйвер определяет это состояние, сбрасывает данные предыдущей калибровки и переключается в максимальный режим.
- греем, измеряя температуру градусником или пальцем. Когда считаем что хватит, напряжение опускаем до 4.2 В или ниже.
- драйвер выключает светодиод, выдерживает паузу 2 секунды для стабилизации напряжения питания и температуры, и сохраняет значение температуры калибровки в EEPROM. Если отключить питание ранее этотого момента, то термоконтроль будет отключен.
- после сохранения на 2 секунды зажигается светодиод, все, калибровка выполнена,
- выключаем питание, немного остужаем, включаем, переводим в максимальный режим, греем, проверяем работу термоконтроля.
Переходим от теории к практической реализации схемы LED драйвера. Имеется вот такой фонарик в наличии, решил его переделать, плата соответственно и разводилась под него:
Запустился без танцев, очень интересная схема, рекомендую!
Далее был найден светодиод CREE XPG – холодный, белый. Подложка как раз в размер платы. Вот основные характеристики светодиода CREE XPG BWT EF5:
- Габаритные размеры: 3,45 х 3,45 х 2,25 мм.
- Рабочий ток: 350…1500 мА.
- Потребляемая мощность: 1 – 4,5 Вт.
- Световой поток: при токе 350 мА – 114 Люмен, при токе 700 мА – 213 Люмен, при токе 1000 мА – 285 Люмен, при токе 1500 мА – 380 Люмен.
- Угол светового потока: 115 градусов.
- Цветовая температура: 4250 К.
Подобран нужный ток, в максимальный режим не загоняю, где то процентов на 85. При максимальном начинает ощутимо греться, но даже при токе в 230 мА световой поток достаточно мощный. Радиатор обязательно нужно ставить.
Первые пробы на дальность порадовали, визуально метров 200, может и более, это при условии что оптика стоит пластмассовая родная китайская. Начинаю всё уталкивать в корпус. Далее приведу фотографии связанные с переделкой фонарика из которых видно что да как.
Очередным вопросом стала защита драйвера от переполюсовки по питанию, ну бывает всунули аккумулятор вверх тормашками и прощай драйвер. Надежная и проверенная защита на полевом транзисторе Р-канал, сопротивление исток-сток в открытом состоянии имеет сопротивление “гвоздя” – 0,02 Ом.
Плата №2 с контактной площадкой под плюс аккумулятора и защитой на полевике двусторонняя и выглядит так:
Плата драйвера со стороны силовой части. Видно, что напаян поясок обмоточным проводом 1,5 мм. Для увеличения расстояния между платами, так как они касались друг друга.
Вид драйвера со стороны контроллера, ёмкость сглаживающую пришлось заменить на менее габаритную, хоть и имеет ёмкость в 47,0 мкф, на КПД драйвера не сказалось.
Дальше была приклеена подложка со светодиодом к переходнику теплопроводящим клеем.
На этом фото видно, что нанес термопасту КПТ на корпус контроллера, так как он отслеживает температуру кристалла и должен иметь хороший тепловой контакт с переходником светодиода.
Тут видно, что провода идущие к светодиоду пропустил через переходник.
Далее собираем всё в цельную конструкцию патрона, снова же через теплопроводящий клей.
Драйвер – вид снизу.
Платой №3 стала плата кнопки питания, из-за того, что места уж очень мало в фонаре, то пришлось подгонять учитывая буквально каждую десятую миллиметра. Была поставлена новая кнопка питания, контактная группа была включена параллельно для больше точности и имеет кнопка такой вид:
Теперь это всё хозяйство надо скрутить в фонарь, на резьбу патрона нанес термопасту КПТ для большего теплового контакта с основным корпусом фонаря.
Аккумулятор типа LI-POL выбран не случайно.
И, наконец, готовый фонарик в работе, это его второй токовый режим с током диода порядка 100 мА.
На этом с изготовлением нового драйвера фонарика покончено. Замечено, что мощность светового потока достаточна даже для начала тления и последующего воспламенения бумаги, тканей и т.д. Сейчас покажу этот момент, но доводить до воспламенения не буду, так как жалко диод испоганить, остановимся на тлении. Но мощности его хватает для таких опытов лишь с очень близкого расстояния.
Качество не супер – была использована камера на мобильнике, это так по быстрому. Все файлы проекта скачайте тут. Автор материала ГУБЕРНАТОР.
Форум по LED
Плата драйвера светодиодов на 10+ ампер. Драйвер для фонаря 17 мм
поиск
12,89 $
- Описание
- информация о продукте
ПЕРЕД ПОКУПКОЙ ПРОЧТИТЕ ПОЛНОЕ ОПИСАНИЕ ИНСТРУКЦИИ.
Вы должны знать, что делаете, чтобы правильно использовать этот драйвер.
Самый мощный светодиодный драйвер на рынке сегодня! Эта крошечная универсальная маленькая плата обладает большей мощностью, чем любой драйвер такого размера, и предлагает МАКСИМАЛЬНУЮ гибкость выходного сигнала.
Некоторое время использовался в собственных продуктах Adventure Sports, теперь доступен для пользователей DIY. Эта плата способна как к очень низкому выходу, так и к очень высокому. Насколько высоко, полностью зависит от того, какие батареи и светодиодные излучатели используются.
Эта плата является линейной, что в основном означает прямой привод. Он может быть сконфигурирован для использования либо с одним литий-ионным аккумулятором 3,7 (или 3 нм) или с несколькими литий-ионными аккумуляторами.
Как это работает.
Для использования со светодиодами 3 В: Для Cree XML2, XPG2 или аналогичных выберите вариант 3 В. Любое количество излучателей может быть подключено к параллельно l и работать от одной литий-ионной батареи IMR 3,7 В, например 18650 или 26650.
Для использования со светодиодами 6 В: модифицированный вариант драйвера 6V. Затем один эмиттер или несколько эмиттеров могут быть подключены к параллельно l и питаться от двух литий-ионных аккумуляторов IMR, таких как 18650 или 26650.
Дополнительное использование для драйвера 6 В: Вы также можете выбрать этот драйвер и создать конфигурации светодиодов с более высоким напряжением. Например, 3 XML2, подключенных в серию , или несколько эмиттеров XHP, если напряжение вашей батареи одинаково.
Примерами могут быть три XML2, управляемые 3x 3.7V lion. Два последовательно подключенных XHP70 с четырьмя литий-ионными аккумуляторами.
ПОМНИТЕ Этот драйвер НЕ доллар. Вы НЕ можете питать эмиттер с большим напряжением, используя это, чем в ситуации с прямым приводом без печатной платы. Установка двух 3,7 В 18650 за одним XML2 УБЬЕТ ВАШ СВЕТОДИОД.
Другие факторы: Этот драйвер хорошо подходит для использования в конфигурациях с высокой производительностью. Он был протестирован здесь, в Adventure Sport, мощностью более 125 Вт. Однако для этого у вас должен быть надлежащий теплоотвод для светодиодов и драйвера. Кроме того, ваши батареи должны быть в состоянии нести большую нагрузку. Если вам нужна помощь в выборе правильной настройки, пожалуйста, не стесняйтесь спрашивать перед покупкой.
Варианты покупки: Если вы выберете вариант 3 В, он будет поставляться с LVP (защита от низкого напряжения) для одного литий-ионного элемента. Выбор варианта 6V также даст вам LVP для 2 литий-ионных аккумуляторов. Вы можете использовать эту опцию для более высокого напряжения, как описано выше, просто у вас не будет LVP для большего количества ячеек.
Драйверы поставляются полностью собранными и запрограммированными. Дополнительные варианты покупки включают проволочные выводы и положительную пружину аккумулятора.
Их можно приобрести вместе с водителем, но будет не прилагаются.
ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЙ ИНТЕРФЕЙС :
Не кто иной, как Dr.Jones Guppy2drv. Максимальная гибкость. Этот пользовательский интерфейс предлагает широкий выбор режимов. Что-то практически на любой случай.
Выбираемые пользователем группы:
- 1% – 25% – 100% | Память
- 1% – 25% – 100% | Нет памяти
- 100% – 25% – 1% | Нет памяти
- 1% – 25% – 100% – Строб | Нет памяти
- 1% – 25% – 100% – Строб | Память
- 10% – 100% | Память
- 10% – 100% | Нет памяти
- 100% – 10% | Нет памяти
- 100%
- 100% – Строб | Нет памяти
- Строб – 100% | Нет памяти
- МЛ – 2% – 25% – 100% | Память
- ML – 2% – 25% – 100% – Стробоскоп – Маяк | Нет памяти
- МЛ – 100% | Нет памяти
- 100% – МЛ | Нет памяти
- МЛ – 100% | Память
- МЛ – 1% – 5% – 15% – 40% – 100% | Память
- МЛ – 1% – 5% – 15% – 40% – 100% | Нет памяти
- 100% – 40% – 15% – 5% – 1% – МЛ | Нет памяти
- 100% – 40% – 15% – 5% – 1% – МЛ | Память
- 1% – 5% – 15% – 40% – 100% | Память
- 1% – 5% – 15% – 40% – 100% | Нет памяти
- 100% – 40% – 15% – 5% – 1% | Нет памяти
- 100% – 40% – 15% – 5% – 1% | Память
Guppydrv Инструкции
Для переключения групп режимов: быстро коснитесь переключателя 8 раз, затем свет перейдет в режим программирования и начнет мигать.
Когда фонарь находится в режиме программирования, коснитесь переключателя столько раз, сколько нужной группе режимов. Индикатор начнет мигать, и ваша группа режимов будет запомнена.
Пример: Чтобы выбрать группу режимов 3, быстро коснитесь переключателя 8 раз, чтобы войти в режим программирования. Как только свет войдет в режим программирования и существа начнут мигать, трижды коснитесь переключателя. Индикатор будет мигать, чтобы распознать изменение группы режимов.
Чтобы установить турботаймер: быстро коснитесь переключателя 8 раз, затем индикатор перейдет в режим программирования и начнет мигать. Когда фонарь находится в режиме программирования, коснитесь переключателя 30 раз, чтобы войти в режим установки турботаймера. Затем свет переключится на 100% мощность. Когда свет достигнет желаемой температуры для понижения турбонаддува, выключите свет. После этого будет установлен турботаймер. Турботаймер снижает яркость до 50% независимо от установленной группы режимов.
Чтобы отключить турботаймер, просто войдите в программу и отключите его через >3 секунды.
Группу режимов также можно заблокировать, припаяв перемычку, как показано на рисунке 2.
Вот короткое видео о том, как работает этот пользовательский интерфейс.
https://www.youtube.com/watch?v=_ug0I8cDFOM
Обратите внимание: использование этого дайвера с литий-ионными или любыми аккумуляторами сопряжено с риском. Строительство мощных электрических установок может привести к пожару, травмам глаз, ожогам кожи и другим причинам. Adventure Sport Flashlights™ НЕ несет ответственности за несчастные случаи или ущерб, включая, помимо прочего, пожар или телесные повреждения, возникшие в результате использования или неправильного использования ее продуктов. Покупая вы соглашаетесь с этими условиями.
Мощность более 10 ампер
Группы режимов, выбираемые пользователем
3–16 В, настраиваемые
Для использования с Cree XML2, XHP50, XHP70 и другими
Один или несколько светодиодов
Драйвер – Flashlight Wiki
Из Flashlight Wiki
Перейти к навигацииПерейти к поиску
Драйвер состоит из электроники, которая получает питание от аккумулятора и передает питание светодиоду.
Они усиливают или снижают напряжение от батарей до нужного уровня для светодиода, а также контролируют величину тока, который может быть доставлен. Драйвер также содержит электронику, которая обеспечивает пользовательский интерфейс фонарика, включая количество режимов и то, как они работают по отношению к нажатиям кнопок. Драйвер имеет положительный и отрицательный вход от батареи, а также положительный и отрицательный выход, которые идут на светодиод.
Содержимое
- 1 Регулировка мощности
- 1.1 Прямой привод
- 1.2 Линейный регулятор
- 1.3 Драйвер полевого транзистора
- 1.4 Цепь наддува
- Понижающий контур 1,5
- 1.6 Цепь повышающе-понижающего преобразователя
- 2 Другие функции драйвера
- 3 Дополнительная информация
Регулирование мощности
Только правильное сочетание источника питания, драйвера и светодиода обеспечит правильную работу светодиода.
Для работы многих светодиодов Cree требуется 3,3 вольта. Если фонарик питается от одной батарейки АА, то напряжение необходимо усилить. Однако, если в фонаре используются 2 3-вольтовые батареи CR123 с напряжением 6 вольт, напряжение необходимо уменьшить. Регулятор мощности подает постоянное напряжение на светодиод, так что яркость фонарика остается постоянной в течение большей части периода его использования (многие схемы перестают работать, когда батарея разряжается, и яркость постепенно падает, что лучше, чем если бы свет просто включался сам по себе). выключить без предупреждения).
Прямой привод
Драйвер линейного регулятора 17 мм с 4 микросхемами 7135 и микропроцессором
Если вы подаете правильное напряжение, вам вообще не нужен драйвер. Литий-ионные аккумуляторы удобно обеспечивают приличное напряжение без каких-либо дополнительных модификаций. Это довольно эффективно, поскольку вся мощность от батареи поступает на светодиод.
Однако новая литий-ионная батарея начинается с 4,2 вольта при полной зарядке и будет иметь 3,6 вольта, когда ее нужно перезарядить. Когда на светодиод подается питание, он потребляет определенное количество тока от батареи. Этот ток увеличивается с напряжением. Когда напряжение выше, светодиод будет очень ярким и будет потреблять большой ток. По мере снижения напряжения свет тускнеет и потребляет меньше тока. Если требуется постоянная яркость, требуется драйвер, который предлагает некоторую регулировку. Также многие светодиоды перегружаются от 4,2 вольт свежей литий-ионной батареи.
Линейный регулятор
Хотя этот тип привода называют линейным регулятором, линейные регуляторы регулируют напряжение. Однако в этих драйверах установлено несколько микросхем регулирования тока AMC7135. Каждая микросхема пропускает 350 мА тока, а при параллельном подключении ток увеличивается, поэтому 700 мА от 2 микросхем, 1050 мА от 3 микросхем и 1400 мА от 4 (некоторые драйверы имеют более высокие микросхемы регуляторов, которые пропускают 380 мА).
Восемь микросхем по 350 мА (с использованием двух плат или обеих сторон одной 17-мм платы) дают 2800 мА, что идеально подходит для светодиодов XM-L2 и XP-L. Ограниченный определенным током, светодиод установится на своем Vf для этого тока, а остальная часть напряжения от батареи будет преобразована в тепло чипами регулятора. Поскольку любое напряжение, превышающее требуемое значение, теряется в виде тепла, подача более высокого напряжения менее эффективна, и плата становится более эффективной, когда входное напряжение приближается к выходному напряжению. Когда подаваемое напряжение падает ниже Vf светодиода плюс некоторые накладные расходы для микросхем, драйвер выходит из режима регулирования и переходит в режим прямого привода, и свет начинает тускнеть. Эти драйверы также могут иметь режимы с использованием микроконтроллера, использующего ШИМ для более низких режимов и режимов мигания.
Драйвер полевого транзистора
Драйвер A17L FET+1 использует полевой транзистор для высоких режимов и 7135 для нижних режимов.
В этом драйвере используется полевой транзистор (FET или MOSFET) в сочетании с микропроцессором для управления током светодиода. Полевой транзистор в основном представляет собой переключатель с очень низким сопротивлением (ниже, чем прохождение полного тока через микропроцессор) и может включаться и выключаться микропроцессором с помощью ШИМ. Без ШИМ это в основном похоже на работу света с прямым приводом, поэтому защита светодиода отсутствует. Некоторые драйверы FET добавляют линейный стабилизатор 7135, поэтому потребность в ШИМ в более низких режимах снижается. Этот многоканальный подход позволяет драйверу ограничить ток до 350 мА (вместо неограниченного через полевой транзистор) и использовать ШИМ по мере необходимости для работы оттуда. Кроме того, канал 350 мА дает более равномерные низкие уровни, в то время как уровни от FET варьируются в зависимости от заряда батареи.
Цепь повышения напряжения
17-мм повышающий драйвер с катушкой индуктивности наверху
Изменение напряжения источника питания постоянного тока описано в Википедии в статье о преобразователе постоянного тока в постоянный.
Повышение напряжения осуществляется схемой повышающего преобразователя, также называемой повышающей схемой. КПД повышающего преобразователя увеличивается по мере приближения подаваемого напряжения к выходному напряжению. Например, фонарик, в котором используется один элемент NiMH на 1,2 В, будет не таким эффективным, как тот, в котором используются два, поскольку в одном случае повышающий преобразователь почти утраивает напряжение, а в другом даже не удваивает его. Вот почему фонарик может работать как с одной, так и с двумя батареями, но будет ярче с двумя. Если исходное напряжение превышает целевое напряжение, некоторые драйверы перейдут в режим прямого привода, а некоторые просто сгорят. Поэтому важно, чтобы диапазон напряжения драйвера соответствовал используемым батареям.
Понижающий контур
Понижающий контур похож на повышающий контур выше, но в обратном порядке. Он принимает более высокое напряжение и снижает его до желаемого напряжения. Это используется в фонарях с несколькими последовательными элементами, например, когда есть две батареи 3 В CR123 (или 2 литий-ионных батареи 3,7 В 16340).
Понижающая схема также достаточно эффективна, но обычно для ее работы требуется понижение напряжения не менее чем на 0,5 В, поэтому она не подходит при использовании одного литий-ионного элемента.
Цепь Buck-Boost
Преобразователь Buck/Boost обеспечивает наибольшую гибкость в отношении входного напряжения и повышает или понижает напряжение в зависимости от ситуации. Однако удачи в поиске по разумной цене.
Другие функции драйвера
Помимо регулирования напряжения, драйвер управляет уровнями яркости и тем, как пользователь переключается между ними, отслеживая щелчки и нажатия кнопок. Поэтому некоторые драйверы предлагают различные режимы, а некоторые нет. Некоторые предлагают различные пакеты режимов, которые доступны либо нажатием кнопок пользователем, либо они могут быть жестко подключены путем пайки перемычек на плате драйвера.
Размер самого драйвера тоже важен. Самый распространенный размер — 17 мм, который хорошо подходит для большинства светильников P60 и многих источников света, питающихся от литий-ионного аккумулятора 18650.
