питание мощного светодиода Опции

[pfa]

Добрый день!
Прошу прощения за чайниковский вопрос.
Поиском пользовался - не помогло.

Необходимо запитать светодиод. Ток - 1А при напряжении порядка 3,8В. Регулировка яркости не нужна.
Входное питание - 3 батарейки либо аккумулятора (т.е. плавает 3-5В). Желателен высокий КПД.
Схемотехнических решений нашел массу, даже растерялся.
Насколько я понимаю, наиболее подходит преобразователь по топологии SEPIC.
В принципе, можно упасть до двух элементов, тогда подойдет Step-Up, я правильно понимаю?
Далее.
Я правильно понимаю, что при таких токах микросхемы с внутренними ключами не подойдут?

Посоветуйте, плиз, готовое рабочее решение на базе элементной базы, которую реально найти в Киеве (ну или просто - на максимально общедоступных элементах).

[pfa]

Спасибо!
LTC3454 было бы, конечно, идеальным вариантом. Не уверен, правда, в его доступности партиями в 10 единиц

[wim]

Спасибо!
LTC3454 было бы, конечно, идеальным вариантом. Не уверен, правда, в его доступности партиями в 10 единиц

Если не секрет - как Вы собираетесь паять микросхему в таком корпусе (3х3 мм с расстоянием между выводами 0,5 мм) "партиями в 10 единиц"? Тут LT билась за габариты девайса в ущерб кпд, поскольку, как видно из её топологии, в любом режиме работы половина микросхемы будет понапрасну греть воздух.

[Stanislav]

Если не секрет - как Вы собираетесь паять микросхему в таком корпусе (3х3 мм с расстоянием между выводами 0,5 мм) "партиями в 10 единиц"?

Можно и паяльником, если руки на месте. Лучше - горячим воздухом.
А ещё лучше заказывать платы вместе с монтажом. Не знаю, как в Киеве, а в Москве почти все производители плат оказывают такую услугу.

...Тут LT билась за габариты девайса в ущерб кпд, поскольку, как видно из её топологии, в любом режиме работы половина микросхемы будет понапрасну греть воздух.

Это утверждение совершенно не соответствует действительности. Какая логическая связь существует между топологией, КПД и габаритами?
По даташиту КПД LTC3454 при 1А в степ-дауне превышает 85%. По-моему, совсем не мало.

[wim]

Какая логическая связь существует между топологией, КПД и габаритами?

1) Два последовательно включенных преобразователя.
2) Встроенные ключи с довольно приличным Ron (130 мОм и 170 мОм)
3) Высокая частота (1МГц)

Всё это для того, чтобы уменьшить размеры дросселя и конденсатора. Соответственно и микросхему LT упаковала в мини-корпус.

По даташиту КПД при 1А превышает 85%. По-моему, совсем не мало.

В топологии SEPIC на более низкой частоте с внешним ключом можно получить кпд повыше этого.

[Stanislav]

1) Два последовательно включенных преобразователя.

А что, можно сделать SEPIC по-другому?
Или Вам известны топологии повышающе-понижающих преобразователей с одной катушкой индуктивности, где "в любом режиме работы половина микросхемы НЕ будет понапрасну греть воздух"?

2) Встроенные ключи с довольно приличным Ron (130 мОм и 170 мОм)

Ну да, сопротивление заметное. Но на КПД оно окажет не слишком большое влияние (статические потери порядка 200 мВт в степдауне дадут его уменьшение на 5-6%). Зато - компактность.

3) Высокая частота (1МГц)

Если ПТ высококачественные - это не помеха. Из общего КПД видно, что динамические потери в схеме очень малы (не превышают единиц процентов от общей мощности).

...Всё это для того, чтобы уменьшить размеры дросселя и конденсатора. Соответственно и микросхему LT упаковала в мини-корпус.

Простите, но логической связи между первым и вторым предложением не усматриваю. Стремление к уменьшению габаритов вовсе не требует жертвы в виде КПД, и данный чип - тому подтверждение.

В топологии SEPIC на более низкой частоте с внешним ключом можно получить кпд повыше этого.

Ну, кому охота с внешним ключом дрочиться - может попробовать сделать КПД и больше. Только сомневаюсь, что получится сильно уж лучше (если получится вообще).
Автор попросил минимум компонентов в схеме; данный чип отвечает этому требованию как нельзя лучше.
ЗЫ. Упс, последнего требования не было, звыняйте.

Сообщение отредактировал Stanislav - Sep 5 2007, 13:49

[wim]

А что, можно сделать SEPIC по-другому?

SEPIC - нет, но для питания светодиодов можно сделать, например, повышающий преобразователь. Мы ведь рассматриваем все варианты, не так ли?

Или Вам известны топологии повышающе-понижающих преобразователей с одной катушкой индуктивности, где "в любом режиме работы половина микросхемы НЕ будет понапрасну греть воздух"?

С одной катушкой - нет. С двумя - есть на эту тему статья американских профессоров, но это таки отдельная тема.

Ну да, сопротивление заметное. Но на КПД оно окажет не слишком большое влияние (статические потери порядка 200 мВт в степдауне дадут его уменьшение на 5-6%).

"Простите, но логической связи между первым и вторым предложением не усматриваю" (с) Stanislav.
При коэффициенте заполнения 0,5 статические потери будут 300 мВт. В варианте SEPIC статические потери в ключе будут пренебрежимо малы, а на диоде, при том же коэффициенте заполнения, - не более 250 мВт.

Из общего КПД видно, что динамические потери в схеме очень малы (не превышают единиц процентов от общей мощности).

Возможно, только они будут в 2-4 раза больше, чем для одного ключа в варианте SEPIC.

Ну, кому охота с внешним ключом дрочиться ...

Этого я не предлагал, это - Ваши фантазии ...

[Stanislav]

SEPIC - нет, но для питания светодиодов можно сделать, например, повышающий преобразователь. Мы ведь рассматриваем все варианты, не так ли?

Верно, поэтому я с самого начала и предложил 2 варианта: "основной" и "запасной", в точности соответствующих условию (см. пост №1).

При коэффициенте заполнения 0,5 статические потери будут 300 мВт.

Согласен, я несколько преуменьшил потери. Ваша цифра больше похожа на правду. Вообще-то, для режима ПТ она будет ещё больше.
Только вот попробуйте-ка найти драйверы светодиодов в интегральном исполнении, пусть и в бОльшем корпусе и с меньшей рабочей частотой, которые дадут такой же КПД, что и обсуждаемый прибор. Мне что-то не удалось с ходу...

В варианте SEPIC статические потери в ключе будут пренебрежимо малы...

Почему же? Мы ведь посчитали, и получилось, что статические потери доминируют, не так ли?

.., а на диоде, при том же коэффициенте заполнения, - не более 250 мВт.

Не совсем понял, на каком диоде?

Возможно, только они будут в 2-4 раза больше, чем для одного ключа в варианте SEPIC.

С этим трудно согласиться. Нужно учитывать не только потери в ключе, но и в драйвере затвора. При интегральном исполнении они минимальны...

Этого я не предлагал, это - Ваши фантазии ...

Не обижайтесь, пожалуйста. Я только хотел сказать, что сам не стал бы связываться с "россыпью", если есть готовое решение - чем меньше сущностей, тем лучше.

[wim]

Согласен, я несколько преуменьшил потери. Ваша цифра больше похожа на правду. Вообще-то, для режима ПТ она будет ещё больше.
Только вот попробуйте-ка найти драйверы светодиодов в интегральном исполнении, пусть и в бОльшем корпусе и с меньшей рабочей частотой, которые дадут такой же КПД, что и обсуждаемый прибор. Мне что-то не удалось с ходу...

В исходных условиях речь шла только о кпд. Однако, как Вы справедливо заметили, у LT есть и другие микросхемы, например, LTC3780 они позиционируют как альтернативу SEPIC и обещают кпд до 97%, но это - за счёт внешних ключей. А для LTC3454 они обещают кпд 90% и ток 1А, но, как выяснилось, - не одновременно.

Почему же? Мы ведь посчитали, и получилось, что статические потери доминируют, не так ли?
Не совсем понял, на каком диоде?

Используя внешний ключ, мы не обязаны придерживаться линейки полевиков 100 мОм, на такие низкие напряжения можно подобрать что-нить на два порядка лучше.
Диод - выходной, как в "классицкой" схеме
http://www.national.com/pf/LM/LM3488.html

С этим трудно согласиться. Нужно учитывать не только потери в ключе, но и в драйвере затвора. При интегральном исполнении они минимальны...

...каковые потери пропорциональны частоте коммутации и на 50 кГц будут существенно меньше, чем на 1 МГц даже в интегральном исполнении.

Не обижайтесь, пожалуйста. Я только хотел сказать, что сам не стал бы связываться с "россыпью", если есть готовое решение - чем меньше сущностей, тем лучше.

Я ваще никогда не обижаюсь, просто не хотел попасть в какие-нить "меньшинства". Если есть кому паять, то готовое решение, конечно, рулез.

Кстати, здесь...
www.linear.com/pc/downloadDocument.do?id=24910
... LT "подняла" кпд LTC3454 до 93%. Проверять буржуинов надо на каждом шагу.

[Stanislav]

В исходных условиях речь шла только о кпд. Однако, как Вы справедливо заметили, у LT есть и другие микросхемы, например, LTC3780 они позиционируют как альтернативу SEPIC и обещают кпд до 97%, но это - за счёт внешних ключей. А для LTC3454 они обещают кпд 90% и ток 1А, но, как выяснилось, - не одновременно.

Простите, но вопрос заключается в том, что Вы пишете:

...Тут LT билась за габариты девайса в ущерб кпд, поскольку, как видно из её топологии, в любом режиме работы половина микросхемы будет понапрасну греть воздух.

Из этого мне стало понятно, что Вам известны какие-то другие интегральные SEPIC драйверы светодиодов, в которых нет ущерба КПД за счёт габаритов девайса, а также половинки которых напрасно не греют воздух. Если это так, дайте ссылочку на такой прибор, плиз.

...Используя внешний ключ, мы не обязаны придерживаться линейки полевиков 100 мОм, на такие низкие напряжения можно подобрать что-нить на два порядка лучше...

Дайте ссылочку на полевики с сопротивлением канала ~10 Ом, и я покажу, что в такой системе КПД большим не получится, даже если частоту снизить на порядок.

...Диод - выходной, как в "классицкой" схеме
http://www.national.com/pf/LM/LM3488.html

Простите, но Вы невнимательно читаете тему.
Такая схема для питания светодиода не годится, т.к. драйвер по отношению к светодиоду должен быть источником тока.
Кроме того, готов поспорить, что в приведённой схеме КПД будет ниже, чем в схеме для LTC3454. Для примера предлагаю рассмотреть случай, когда ток через дроссель/ли за такт практически не меняется, что соответствует минимуму статических и динамических потерь.
Такой режим в схеме с LTC обеспечивается элементарно - достаточно лишь взять дроссель с достаточной индуктивностью - частота-то аж 1 МГц. Для схемы же на 50 КГц понадобится железяка весьма внушительных размеров (если на активном сопротивлении провода не хотите понести большие потери).

...каковые потери пропорциональны частоте коммутации и на 50 кГц будут существенно меньше, чем на 1 МГц даже в интегральном исполнении.

См. выше. Приведите конкретный полевик, и я постараюсь показать, что Вы ошибаетесь.

Я ваще никогда не обижаюсь, просто не хотел попасть в какие-нить "меньшинства".

В украинском языке выделенное слово является вполне литературным и общеупотребительным и необидным, кстати.

Господа, подскажите, плиз, как подобные девайсы наиболее правильно представлять в модели в MicroCap.

Не подскажу - моделяторами пользуюсь крайне редко. Предпочитаю оценочный расчёт и "доводку по месту".

...Повторюсь: пробовал Pulse Source, не получается внятного результата (на выходе нет стабильного напряжения). Есть подозрение, что связано это с тем, что в модели не представлена обратная связь. Что скажете?

ОС в "правильных" драйверах светодиодов есть, только она, повторюсь, не по напряжению, а по току. Выходное же напряжение равно падению напряжения на конкретном светодиоде при заданном токе (напр, 1А), и может меняться с температурой и по мере старения кристалла.

[wim]

Простите, но вопрос заключается в том, что Вы пишете ... Из этого мне стало понятно, что Вам известны какие-то другие интегральные SEPIC драйверы светодиодов, в которых нет ущерба КПД за счёт габаритов девайса, а также половинки которых напрасно не греют воздух. Если это так, дайте ссылочку на такой прибор, плиз.

"Интегральные SEPIC драйверы светодиодов" мне неизвестны, иначе бы уже дал ссылочку автору. Мне вообще неизвестны интегральные микросхемы, предназначенные исключительно для топологии SEPIC.

Дайте ссылочку на полевики с сопротивлением канала ~10 Ом, и я покажу, что в такой системе КПД большим не получится, даже если частоту снизить на порядок.

Вложил файлик

Простите, но Вы невнимательно читаете тему.
Такая схема для питания светодиода не годится, т.к. драйвер по отношению к светодиоду должен быть источником тока.

А что - в SEPIC нам кто-то запрещает сделать ОС по току? И что делает LTC3454 источником тока, как не тот же встроенный резистор?

Кроме того, готов поспорить,

А это принципиально?

...что в такой схеме КПД будет ниже, чем для LTC3454. Для примера предлагаю рассмотреть случай, когда ток через дроссель/ли за такт практически не меняется, что соответсятвует минимуму статических и динамических потерь.
Такой режим в схеме с LTC обеспечивается элементарно - достаточно лишь взять дроссель с достаточной индуктивностью - частота-то аж 1 МГц. Для схемы же на 50 КГц понадобится железка весьма внушительных размеров (если на активном сопротивлении провода не хотите понести большие потери).

Если уменьшать пульсации тока, то - и там, и там. "Внушительность размеров" не пугает (как было когда-то в старом "Радио" - зачем делать маленький карманный приёмник, если можно сделать большой карман?)

В украинском языке выделенное слово является вполне литературным и общеупотребительным, кстати.

Спасибо, прочитал внимательно , положил в папку "ненужное". Без обид, ок?

Прикрепленные файлы

 71931.pdf ( 88.22 килобайт ) Кол-во скачиваний: 125