Стабилизация тока через светодиод при работе в импульсном режиме Опции

[Zandy]

Мощный светодиод работает в импульсном режиме. Длит. имп. 20 - 100мкс. Скважность 10. Ток в импульсе 2А. Необходимо стабилизировать импульсный ток. Не хотелось бы использовать линейные стабилизаторы тока из-за низкого КПД. Существуют ли преобразователи (ШИМ), пригодные для такой задачи?

[Tanya]

Мощный светодиод работает в импульсном режиме. Длит. имп. 20 - 100мкс. Скважность 10. Ток в импульсе 2А. Необходимо стабилизировать импульсный ток. Не хотелось бы использовать линейные стабилизаторы тока из-за низкого КПД. Существуют ли преобразователи (ШИМ), пригодные для такой задачи?

"Сделай сам..." Транзистор, параллельный светодиоду и дроссель. И еще один ключ сверху... Или иначе как-нибудь...

[yakub_EZ]

Да, это практически любой ШИМ стабилитзатор которому вам будет удобно сделать стабилизацию по току. А на выходе переключать подобной схемой - http://cappels.org/dproj/ledsw/Fast_LED_Driver.html, где соответственно источник тока на Q2 заменяется на импульсный стабилизатор, а быстрый переключатель источника тока делается по аналогичной схеме на биполярных транзисторах.
Транзисторы на большой ток надо взять другие. Хорошие мощные и скоростные биполярные транзисторы для этого дела - 2SC5707

[Zandy]

Да, это практически любой ШИМ стабилитзатор которому вам будет удобно сделать стабилизацию по току. А на выходе переключать подобной схемой - http://cappels.org/dproj/ledsw/Fast_LED_Driver.html, где соответственно источник тока на Q2 заменяется на импульсный стабилизатор, а быстрый переключатель источника тока делается по аналогичной схеме на биполярных транзисторах.
Транзисторы на большой ток надо взять другие. Хорошие мощные и скоростные биполярные транзисторы для этого дела - 2SC5707

За совет спасибо, конечно, но, у такого дивайса будет очень низкий КПД. Ток перераспределяется между транзисторами дифпары, оставаясь всегда постоянным и во время импульса, и во время паузы.

"Сделай сам..." Транзистор, параллельный светодиоду и дроссель. И еще один ключ сверху... Или иначе как-нибудь...

Очень информативно, а главное авторитетно!


Сообщение отредактировал Zandy - Aug 1 2011, 21:55

[GetSmart]

Ограничитель тока - банальный резистор, на котором падает 0.5 вольта. Соответственно напряжение на общем питании (вероятно светодиодов много) будет напр. светодиода + 0.5 вольт. Ключ - мосфет. Общее питание - DC-DC ессно с высоким КПД. При использовании белых мощных светодиодов КПД из-за резистора упадёт всего 10-15%. Не нужны в схеме с множеством светодиодов индивидуальные стабилизаторы тока.

Собственно 20 мкс это период 50 КГц, что в принципе уже близко к частотам DC-DC, у которых на выходе ещё и электролит стоит, который будет медленно заряжаться/разряжаться. Вопчем лишний гемор в индивидуальных стабилизаторах.

Кроме того, Zandy, огласите точность стабилизации.

Очень информативно, а главное авторитетно!

Это называется - креативно

[Microwatt]

Мощный светодиод работает в импульсном режиме. Длит. имп. 20 - 100мкс. Скважность 10. Ток в импульсе 2А. Необходимо стабилизировать импульсный ток. Не хотелось бы использовать линейные стабилизаторы тока из-за низкого КПД. Существуют ли преобразователи (ШИМ), пригодные для такой задачи?

Попробуйте сделать. Любой ШИМ-источник с ОС по току. Но при 20мкс выхода на режим нужно хотя бы 400-600кГц тактовую.
Думаю, задачка не из легких. Да и ток одиночного диода... Датчик тока съест много, если простой, резистивный. При скважности 10 можно и ТТ, но... порисуйте.
ST10S, кажется называется то, что Вам подходит для начала.

[dinam]

Я для подобной задачи использую классический источник тока на полевике и ОУ, которые запитываю от USB. Обычно на зеленых светодиодах падает около 3,5В, поэтому КПД такого источника получается приемлимым. В связи с тем что, света всегда не хватает, то уже года 4 ищу импульсную замену . Но не нахожу хорошего интегрально решения. Т.к. у импульсных источников ТОКА маловаты тактовые, что бы получить хорошие фронты на светодиоде. Сейчас продумываю схему об источнике тока на 10А, тоже питаемом от USB

[domowoj]

Мощный светодиод работает в импульсном режиме. Длит. имп. 20 - 100мкс. Скважность 10. Ток в импульсе 2А.

Для получения мах КПД импульсный стабилизатор напряжения + токоограничивающ. рзистор + ключ
наиболее лучший вариант.
Либо вариант - импульсный стабилизатор напряжения + источник тока , управляемый напряжением.

Импульсный же стабилизатор тока с малым временем установления, как заметил Microwatt,
потребует увеличения частоты ШИМ.

[dinam]

Для получения мах КПД импульсный стабилизатор напряжения + токоограничивающ. рзистор + ключ наиболее лучший вариант.

Некрасивый вариант. Ток через светодиод будет плавать от температуры, от разброса прямого падения напряжения на светодиодах и т. д.
Насколько я понял автор ищет именно импульсный вариант стабилизатора тока, без промежуточных линейных источников тока для получения максимального КПД.

[jackBU]

Если Вы сделали стабилизатор тока, то почему нельзя его (и, соответственно, светодиод) закорачивать?

[Microwatt]

Нет, "собрание отклоняется от намеченной генеральной линии".
ТС нужно зачем-то обязательно питать диод не просто стабильным током, а стабильным импульсным током. С крутыми фронтами.
Потому простые стабилизаторы токового питания рассматривать нельзя, наверное.

[Tanya]

Нет, "собрание отклоняется от намеченной генеральной линии".
ТС нужно зачем-то обязательно питать диод не просто стабильным током, а стабильным импульсным током. С крутыми фронтами.
Потому простые стабилизаторы токового питания рассматривать нельзя, наверное.

То, что ТС пишет в самом начале смахивает на стробоскоп. Поэтому фронты крутые не нужны при длительности 100 микросекунд. Или?
Если для фотографии (делала пару лет назад), то фронт - порядка длительности импульса. Покороче, конечно, но не очень критично. Но при импульсном питателе трудновато синхронизировать свет с внешним сигналом. Для очень быстрых приложений (в наносекундном диапазоне) - генератор и резистор 50 ом...

[dinam]

Если Вы сделали стабилизатор тока, то почему нельзя его (и, соответственно, светодиод) закорачивать?

Кстати, как вариант. Импульсный стабилизатор тока и закорачивать светодиод полевиком. Хорошие фронты можно получить. Но почти всё время источник тока будет работать на КЗ. И что тут получиться с КПД?

ТС нужно зачем-то обязательно питать диод не просто стабильным током, а стабильным импульсным током. С крутыми фронтами.

Попытаюсь ответить за автора если он использует светодиод для тех же целей, что и мы. Импульсная засветка нужна что бы не было смаза изображения на видеоматрице при движущемся объекте. Стабильный ток через светодиод нужен для того чтобы количество света было стабильным. Для этого же и нужно фронты покороче, т.к. стабильную длительность фронтов сделать на первый взгляд ещё сложнее.

Но при импульсном питателе трудновато синхронизировать свет с внешним сигналом.

Можно поподробнее, не понял

[stells]

Кстати, как вариант. Импульсный стабилизатор тока и закорачивать светодиод полевиком. Хорошие фронты можно получить. Но почти всё время источник тока будет работать на КЗ. И что тут получиться с КПД?

при скважности 10? очевидно, что меньше 10%.
мне кажется на ИТУН надо смотреть

пс: собственно Вы об этом и писали

Сообщение отредактировал stells - Aug 2 2011, 05:00

[dinam]

при скважности 10? очевидно, что меньше 10%.

Нет неправильно . В случае импульсного источника тока при замыкании светодиода потери будут только в ключах и в индуктивности. Но ток через них будет всегда равен 2А. Светит светодиод, не светит всё равно 2А.
P.S. Это я предположил, что закорачивающик полевой транзистор имеет малое сопротивление и потерями на нем пренебрегаем. Хотя может это и неправильно

[Microwatt]

P.S. Это я предположил, что закорачивающик полевой транзистор имеет малое сопротивление и потерями на нем пренебрегаем. Хотя может это и неправильно

Да правильно, правильно. Ключ ничего практически рассеивать не будет и источник тоже.
Рассеиваться будет энергия, запасенная в выходном фильтре. А это немало очень при высокой частоте включения

[Tanya]

. Для этого же и нужно фронты покороче, т.к. стабильную длительность фронтов сделать на первый взгляд ещё сложнее.
Можно поподробнее, не понял

Вот если для фоторегистрации, то при длительности импульса в 10 единиц биться за фронты лучше 2 нет смысла. А синхронизация имелась в виду для импульсного стабилизатора - пока он раскочегарится... Не всегда можно синхронизироваться от собственного сигнала, часто Природа упрямится.

[stells]

драйвер с частотой диммирования до 20кГц:
http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX16819-MAX16820.pdf

[Plain]

Как совершенно верно сказал Microwatt, здесь подойдёт любой готовый ШИМ-стабилизатор с обратной связью по току.

Одно "но" — эта обратная связь у них относительная, а не абсолютная, т.е. никакой точности задания тока она не обеспечивает схемотехнически, просто за банальной ненадобностью в алгоритме работы. Все допуски параметров, относящихся к данным частям микросхем, в их бумагах всегда очень грубые.

Если действительно нужно точное задание тока, то такой источник можно собрать на рассыпухе — взять любой синхронный драйвер затворов, например, LM27222, пару (или сборку) транзисторов, например, Si4204DY, дроссель (с приемлемыми для данных токов и частот потерями), миллиомного диапазона резистор, достаточно быстродействующий компаратор и логический элемент NC7SZ58 (для инвертирования сигнала с компаратора и создания входа управления).

Логический элемент сконфигурировать как "И" с одним инверсным входом, на который подать сигнал с компаратора. Выход логического элемента завести на драйвер, создав автогенератор. Транзисторы здесь включены полумостом, и с его выхода на "землю" надо завести последовательную цепь из дросселя, светодиода и резистора.

Сигнал с резистора завести на компаратор и добавить небольшой гистерезис, например, чтобы было 2±0,2 А — т.е. от него будет обратно пропорционально зависеть частота автоколебаний.

Если управляющий сигнал приходит с микроконтроллера, то второй, неинверсный вход логического элемента, на который он подан, надо притянуть резистором к земле — чтобы он не болтался в момент сброса или прочих невменяемостей этого микроконтроллера.

Да, и для всего этого нужно сперва иметь напряжение питания — заведомо большее, чем напряжение светодиода плюс рабочее напряжение схемы модуляции, и заведомо меньшее предельных значений на компоненты, в частности, для логических элементов это 5,5 В.

[dinam]

Вот если для фоторегистрации, то при длительности импульса в 10 единиц биться за фронты лучше 2 нет смысла.

В нашем случаем стоит бится и за 0.2 единицы, т.к. от стабильности количества света может напрямую зависить точность измерения наших изделий.

А синхронизация имелась в виду для импульсного стабилизатора - пока он раскочегарится... Не всегда можно синхронизироваться от собственного сигнала, часто Природа упрямится.

Это тут совершенно не причем. Синхронизоваться не надо, надо дергать входом Enable .

Одно "но" — эта обратная связь у них относительная, а не абсолютная, т.е. никакой точности задания тока она не обеспечивает схемотехнически, просто за банальной ненадобностью в алгоритме работы. Все допуски параметров, относящихся к данным частям микросхем, в их бумагах всегда очень грубые.

Что-то я не совсем понял, можете привести какой-нибудь datasheet и сказать о каком параметре идет речь? Нам абсолютная точность не нужна, нужна стабильность.

[Zandy]

драйвер с частотой диммирования до 20кГц:
http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX16819-MAX16820.pdf

Подробно пока не изучал, но похоже, это то что надо. Спасибо.

[W^W]

Как совершенно верно сказал Microwatt, здесь подойдёт любой готовый ШИМ-стабилизатор с обратной связью по току.

Одно "но" — эта обратная связь у них относительная, а не абсолютная, т.е. никакой точности задания тока она не обеспечивает схемотехнически, просто за банальной ненадобностью в алгоритме работы. Все допуски параметров, относящихся к данным частям микросхем, в их бумагах всегда очень грубые.

Вот не надо страхи рисовать. Для светодиодов хватит точности стабилизации тока от "любой готовый ШИМ-стабилизатор с обратной связью по току"

Сообщение отредактировал W^W - Aug 2 2011, 07:27

[Plain]

сказать о каком параметре идет речь? Нам абсолютная точность не нужна, нужна стабильность.

Вы лучше создайте свою тему, и опишите свои проблемы, в самом её начале.

Но это тоже ничего не гарантирует. Вот здесь, например, автор на словах хотел КПД, а на деле согласен и на диодный выпрямитель, и на 200 мВ потерь на резисторе.

[domowoj]

а что молчит ТС.
конкретизировал бы свою задачу