Über diesen Buck-LED-Treiber ...
TL/DR die Fragen:
1) Ich beabsichtige, den FET von einem Mikrocontroller PWM über einen geeigneten FET-Treiber anzusteuern. Dieses Steuerungsschema mit offener Schleife erscheint zu einfach. Ist es eine Falle? Ich brauche keine genaue Stromsteuerung, da dies für die Beleuchtung meines Wohnzimmers ist, 20% Fehler beim Strom sind in Ordnung, aber ich brauche einen großen Dimmdynamikbereich.
2) Würde ein High-Side-FET anstelle eines Low-Side-FET bei EMI helfen, indem er die Last auf Masse bezieht? Oder reicht eine solide Entkopplung auf VCC in Kombination mit der Ausgangsobergrenze aus?
3) Muss ich am Ausgang einen Filter anbringen, damit meine Drähte und Streifen nicht strahlen, oder ist es mit der Induktivität und der Ausgangskappe in Ordnung? Der Filter kostet mich nur eine Ferritperle, da sich am Ausgang mehrere parallele Keramikkappen befinden, die ich genauso gut in zwei Gruppen aufteilen und eine Ferritperle dazwischen stecken kann.
Stromversorgung: 24 V 10 A, einstellbar auf 25,6 V
Last: Dies ist für ein Licht mit variabler Farbtemperatur , das mit 2700K- und 5600K-LED-MCPCB- Modulen implementiert ist . Diese LEDs haben eine außergewöhnliche Farbwiedergabe. Um den Farbtemperaturbereich zu erweitern, habe ich 2200 K 24-V-Streifen und einige 24-V-Rotstreifen für zusätzliche Gemütlichkeit hinzugefügt. Dieser ist auf einem Aluminiumprofil montiert. Alle MCPCBs und Streifen sind für den Betrieb mit 24 V ausgelegt und enthalten Widerstände.
Jede LED-Farbe erhält eine Kopie des obigen Treibers. Maximale Ströme sind 5600 K LEDs bei 3,6 A, 2700 K bei 3,6 A, 2200 K bei 1,5 A, Rot bei 1 A.
LED IV-Eigenschaften, falls erforderlich:
Links zu Datenblättern FET Inductor (10µH für Hochstromkanäle, 22-33µH für die anderen).
Kontrollschema:
Die Frequenz wird zwischen 100 und 250.000 liegen, noch nicht entschieden.
Das Tastverhältnis wird durch die minimale Einschaltzeit und die minimale Ausschaltzeit eingeschränkt, daher würde ich einfach in der Software bei sehr niedriger und sehr hoher Leistung auf Pulsdichtemodulation umschalten, dh einige Zyklen wären vollständig EIN oder vollständig AUS und andere hätten es getan ein Puls. Ich würde Software-Dithering (auch bekannt als Sigma-Delta) verwenden, um die Impulse zufällig zu verteilen, um sicherzustellen, dass sie nicht flackern. Dies ist meine bevorzugte Option, außerdem würde es eine Phasenverschiebung der Kanäle ermöglichen, ein bisschen wie bei einem mehrphasigen Buck, um die Anforderungen an die Stromversorgung zu reduzieren.
Wenn der Buck im diskontinuierlichen Modus arbeitet (Induktorstrom erreicht 0 und bleibt dort während eines Teils des Zyklus), führt jeder Zyklus dazu, dass der Induktorstrom ansteigt und dann abfällt, wodurch eine bestimmte Ladungsmenge in die Ausgangskappe gepumpt wird, was zu einer gesteuerten Stromquelle führt nach Frequenz und Einschaltdauer. Dies ist eine nette Funktion. Es wird ungenau sein, aber eine Abweichung von 10-20% in der Ausgabe ist ohnehin nicht wahrnehmbar und flimmert nicht. Außerdem erhöht sich bei sehr niedrigem Strom der dynamische Widerstand der LEDs, wodurch die RC-Filterwirkung der Ausgangskappe effektiver wird.
Bei hoher Leistung, wenn der Induktorstrom kontinuierlich ist, steuert PWM einfach die Ausgangsspannung. In diesem Modus dominieren die Widerstände auf den LED-Modulen ihre Impedanz, sodass sie spannungsgesteuert werden können, denke ich. Ich habe die Spannung an den MCPCB-Widerständen gemessen, und es stellt sich heraus, dass der Strom in jeder LED-Reihenfolge sehr gut ausgeglichen ist. Der Hersteller sortiert seine LEDs nach Durchlassspannung, was erklärt, dass die LEDs tatsächlich aufeinander abgestimmt sind. Sauber.
Ich weiß, dass ich ein Steuergesetz von der gewünschten Intensität zu den PWM / PDM-Werten entwickeln muss und dass es nicht sehr genau sein wird, aber solange es monoton ist und ich die Intensität und Farbtemperatur mit +/- Tasten einstellen kann auf meiner Fernbedienung, das geht gut.
Es ist nichts falsch daran, dieses Setup als Open-Loop auszuführen. Ein geschlossener Regelkreis wird nur dann wirklich benötigt, wenn versucht wird, eine exakt wiederholbare Ausgabe zu erzielen, wie bei einem Spannungsregler. In diesem Fall versuchen Sie nur, einen beleuchteten Ausgang zu erhalten, und die Wahrscheinlichkeit, dass Sie feststellen, ob die Spannung 19,2 V oder 19,7 V beträgt, nachdem Sie das Licht eingeschaltet haben, ist sehr gering.
Was ich jetzt vorschlagen würde, ist, den MOSFET eher zum Eingang der Schaltung als zum Ausgang zu verschieben. Die Schaltung, wie sie sitzt, strahlt viel, weil der Schaltstrom in der ganzen Sache ist. Durch Bewegen des MOSFET zum Eingang werden die Schaltströme gefiltert, bevor sie an die LEDs geliefert werden. Dann wird die Strahlung begrenzt, indem der Abwärtswandler in einem Metallgehäuse platziert wird. Achten Sie darauf, für einen Snubber am MOSFET vorzusehen. Das Fehlen eines Dämpfers ist eine schnelle Möglichkeit, den FET zu überhitzen.
Stellen Sie außerdem sicher, dass die Induktivität den Dauerstrom liefern kann, wenn der MOSFET die ganze Zeit ohne Überhitzung eingeschaltet ist, und sichern Sie offensichtlich alles.
Hat dir schon mal jemand gesagt, dass du über Dinge nachdenkst?
Muss ich am Ausgang einen Filter anbringen, damit meine Drähte und Streifen nicht strahlen, oder ist es mit der Induktivität und der Ausgangskappe in Ordnung? Der Filter kostet mich nur eine Ferritperle, da sich am Ausgang mehrere parallele Keramikkappen befinden, die ich genauso gut in zwei Gruppen aufteilen und eine Ferritperle dazwischen stecken kann.
Ihr Mean Well ELG sollte sich um leitfähige EMI kümmern.
Sie könnten eine weitere Induktivität zwischen den parallelen Kappen am Eingang hinzufügen.
Die Ferritperle sollte zwischen L1 und D1 liegen.
In der Schaltung unten wurden FB 1 und C LED für strahlende EMI hinzugefügt.
Quelle: Datenblatt TPS92511
Bei hoher Leistung, wenn der Induktorstrom kontinuierlich ist, steuert PWM einfach die Ausgangsspannung.
Der Mean Well arbeitet mit kontinuierlicher Leitung bei allen Strömen mit sehr geringer Restwelligkeit.
Sie können mit 24 V Konstantspannung betrieben oder mit Konstantstrom gedimmt werden.
Einen Konstantspannungsstreifen mit CC zu fahren, würde ich nicht tun. Die Widerstände verschwenden nur Strom.
CCT und CRI werden beim Prüfstrom gemessen. Wenn Sie einen anderen Strom verwenden, ändern sie sich. Aus diesem Grund sollten Sie ein CV-Netzteil verwenden.
Unter der Annahme, dass der Streifenstrom den optimalen CRI hat, ändert Ihr Induktor den durchschnittlichen Strom.
Ich glaube nicht, dass die MC-Leiterplatte bei LEDs mit mittlerer Leistung erforderlich ist. Wenn ich beide Saiten auf Vesta-Streifen mit 700 mA treibe, werden sie etwas zu heiß. Ich habe auch einige Bridelux EB Gen 2 (BXEB-L0560Z-30E2000-C-B3) Streifen, die ich mit 1400 mA ohne Kühlkörper betreiben kann.
Ich mag, was Sie tun (oder zu tun versuchen). Es scheint, dass der hohe CRI eine Hauptpriorität ist. Ich bin mit 90 CRI einverstanden und habe ein paar Bridgelux Vesta Series Tunable White Linear Strips
gekauft . Während 98 CRI wünschenswert sind, bin ich nicht bereit, das 4-5-fache für die VTC-Streifen dafür zu bezahlen. Außerdem haben die VTC sehr niedrige lm/W. Der Showstopper für mich mit dem VTC sind die Widerstände. Ich würde 8 LEDs mit 24 V verwenden, da eine hocheffiziente LED mit mittlerer Leistung selten 2,9 V überschreitet. Ich würde Samsung LM301B verwenden und den A1-Bin (2,8 V-2,9 V) verwenden. Ich würde eine einstellbare CV-Versorgung (z. B. Mean Well HEP) verwenden, um die Spannung so einzustellen, dass sie der Saite mit der höchsten V f entspricht .
Ich glaube nicht, dass es eine 2200K-LED mit einem CRI über 90 gibt. 2200K hat nicht genug Rot, 2200K hat einen orangen Farbton. Beachten Sie, dass 2200 K im CIE-Farbraum x,y sehr orange ist. Wie passt man eine orangefarbene LED an natürliches Sonnenlicht an? Bedeutungslos. Quelle: Wikimedia Commons
CRI-Formeln funktionieren am besten für eine CCT von 5000 K. Unter 4000 K und über 6000 K wird CRI bedeutungslos.
Quelle: Eine Übersicht über Farbwiedergabeindizes und ihre Anwendung auf kommerzielle Lichtquellen
24V Red Strip auch für zusätzliche Gemütlichkeit.
Dein 2700K hat einen R9 von 90+. Das Hinzufügen von Rot ändert sowohl CCT als auch CRI.
Die meisten "roten" Streifen verwenden LEDs mit einer Wellenlänge von etwa 625 nm. Diese ist je nach Quelle orange oder rot/orange.
Diese Quelle stammt von der University of Waikato. Das sichtbare Spektrum sagt 630 nm ist orange. Wikipedia sagt:
Rot ist die Farbe am Ende des sichtbaren Lichtspektrums, neben Orange und dem entgegengesetzten Violett. Sie hat eine dominante Wellenlänge von etwa 625–740 Nanometern.
Meiner Meinung nach sind Wellenlängen von 645 nm bis 700 nm das RGB-Äquivalent von RGB #FF0000 Rot, sodass eine 660-nm-LED rot und eine 625-nm-LED orange wäre.
Quelle: RGB-WERTE FÜR SICHTBARE WELLENLÄNGEN, Dan Bruton Professor für Physik, Ingenieurwesen und Astronomie und stellvertretender Dekan des College of Sciences and Mathematics an der Stephen F. Austin State University
Orange (auch bekannt als "rot") gibt Ihnen möglicherweise nicht die Gemütlichkeit, die Sie suchen. Orange kann Sie wacher machen wie eine Tasse Kaffee.
Quelle: Fotogedächtnis für exekutive Gehirnreaktionen
Gleiches gilt für Ihre 2200K CCT. HPS-Straßenlaternen haben etwa 2200 K. Dieses Dokument In Pursuit of Natural Lighting: How CRI and R Values Measure Light Quality zu diesem Thema bezieht sich auf HPS als
Straßenlaternen und andere Außenbeleuchtung werfen nachts ein totes orangefarbenes Licht.
Die Frequenz wird zwischen 100 und 250.000 liegen, noch nicht entschieden.
Das Flimmern ohne beobachtbaren Effekt ist f Flicker > 3 kHz.
Quelle: Designing to Mildering the Effects of Flicker in lED lighting
Warum? Einerseits sind Sie besorgt über EMI, andererseits möchten Sie aus irgendeinem unnötigen Grund EMI erzeugen.
Eine Erhöhung der Ausgangskapazität reduziert EMI und die Ausgangskapazität begrenzt die Schaltfrequenz des FET.
Hochfrequenz-PWM wird verwendet, um die Induktivitätskosten des Abwärtsreglers zu senken. Sie brauchen wirklich keinen Induktor mit einem CV-Streifen.
Quelle: Auswirkungen einer hohen Schaltfrequenz auf Abwärtsregler
PWM zum Dimmen sollte den Strom nicht verändern.
Quelle: OSRAM App Note, Dimmen von InGaN-LEDs
Warum machen Sie es sich nicht einfach und verwenden effiziente Streifen ohne Widerstände (oder schließen Sie Ihre kurz) und fügen einen LM3409 zu Ihrer Schaltung hinzu? Verwenden Sie das in Abschnitt 8.3.8 des Datenblatts gezeigte externe parallele FET-Dimmen.
Oder besser noch zwei ELG (oder HLG) Typ B von Mean Well verwenden und deren Dimmfunktionen nutzen.
Meine Lösung besteht darin, zwei der Bridgelux Vesta (BXEB-TL-2750G-3000-A-13) und zwei Mean Well HLG-40H-24B Typ-B-Treiber (einen für jede Wellenlänge) mit einem Atmel ATtiny417 zur Steuerung des Dimmens zu verwenden .
Ich habe auch überlegt, mehrere LM3414HV mit einer Mean Well HEP-100-54A CV-Versorgung zu verwenden.
In Bezug auf die Aluminiumprofile und Diffusoren konnte ich kein Profil für einen 31-mm-Streifen finden. Aber vor etwas mehr als zwei Jahren kontaktierte ich Klus, um die Durchlässigkeit ihrer Diffusoren 1369, 17031 und 17111 hier zu erhalten.
In Anbetracht der besten Durchlässigkeit von 30-70 % für einen Diffusor aus mattiertem Polycarbonat von Klus habe ich mich entschieden, keine Diffusoren zu verwenden. Ich befestige den Streifen an einer Winkelhalterung und pralle das Licht von einer weißen Oberfläche ab. Der Reflexionsgrad einer weißen Oberfläche ist viel besser als der Transmissionsgrad eines Polycarbonat-Diffusors. Bei Bedarf könnte ich einen klaren Streifen aus Polycarbonat mit einer Durchlässigkeit von 95% zum Schutz der LEDs verwenden.
Antwort von Klus:
Bitte finden Sie Ihre Antworten unten. Die HS, LIGER usw. sind nur Modellnamen:
(HS leicht mattiert) 1369- 70 %
(LIGER mattiert flach) 17031-55 % (hilft, Hotspots von den Dioden zu beseitigen)
(HS milchig rund) 17111- 30 %
Da es schwierig ist, einen 2700K 90 CRI und eine preisgünstige Extrusion zu finden, die einen Streifen mit mehr als 24 mm aufnehmen kann, hatte ich einen 560 mm x 9 mm FR4-Streifen mit 48 LM301B 90 CRI LEDs (1500 lm bei 65 mA) entworfen - 4000 lm @ 200 mA), um in den kostengünstigen 15 $/m (7 $/m Extrusion + 8 $/m Diffusor) 10 mm Klus Micro ALU B5390ANODA zu passen , aber trotzdem mit nur einem 1" Aluminiumwinkel (4 $/m) zu verwenden Der Winkel blockiert die LED vor direkter Sichtlinie und funktioniert gut als Kühlkörper.
Dieser Streifen hat 256 Dimmstufen, die mit einem 8-Positionen-Dip-Schalter plus einem Potentiometer ausgewählt werden können, um bei Bedarf eine Feinabstimmung auf jede Dimmstufe vorzunehmen. Verwendet die schwachen Drähte des HLG-Treibers.
9-mm-Leiste an Haltewinkel montiert
Dieser eine 560 mm x 9 mm große Streifen ist mehr als ausreichend, um Kleingedrucktes überall in einem 12 x 20 Fuß großen Raum zu lesen.
Bei 1500 lm hat dieser Streifen mit 2700 K und 90 CRI eine typische Effizienz von 190 lm/W (33 lm, 2,65 V f x 65 mA).
Ihr Streifen hat eine Effizienz von 58 lm/W (500 lm / 8,6 W).
Die Bridgelux Vesta 2700K 90 CRI hat eine Effizienz von 129 lm/W.
Die Bridgelux EB Gen2 3000K 80 CRI Streifen haben eine Effizienz von 175 lm/W.
Ich habe Luxeon Fresh Focus und CrispColor LEDs auf diesem Streifen verwendet. Der Fresh Focus hat einige sehr "warme" LEDs. Das Fresh Focus Red Meat ist nahezu identisch mit dem 1750K 80 CRI Bridgelux Décor Food Meat & Deli. Das Spektrum des Fresh Focus Marbled Meat hat ein tieferes Rot als das des Red Meat.
Farbvergleich der Reflexion von hochweißem Papier.
Spektrum in radiometrischen Watt (Citi ist der 2700K 97 CRI)
Rotes Fleisch in photometrischen Lumen oder Lux
Citi 2700K 97 CRI in photometrischen Lumen oder Lux
Sonnenlicht an einem bewölkten Tag, gemessen mit demselben StelarNet Blue Wave-Spektrometer, das auch für die Messung des LED-Spektrums oben verwendet wurde. Erfasst, bevor ich die Farb-App geschrieben habe, die zum Erstellen der obigen Anwendung verwendet wurde.
Die Y-Achse ist die Quantenzählung (Anzahl der Photonen). Dies ist in der Nähe von radiometrischen Watt.
Dies ist photometrisch das Sonnenlicht
Quelle Ultraviolettes Fotografie-Forum
Rotes Fleisch wurde von der weißen Decke reflektiert
Verrückter Hutmacher
Bobflux
Andi aka
Bobflux