Versorgen Sie mehrere Teile eines Projekts von einer Wandwarze aus

Ich baue ein Projekt mit einer leistungsstarken 10-W-RGB-LED, die von einem Mikrocontroller per PWM gesteuert wird. Im Moment verwende ich eine Wandwarze, um die LED mit Strom zu versorgen, und die MCU über den USB meines Computers mit Strom zu versorgen.

Meine Frage ist: Was sind die besten Praktiken für die Stromversorgung der MCU und der LED von nur einer Wandwarze, die in das endgültige Gehäuse eingesteckt wird? Ich möchte nicht, dass die endgültige Box zwei Stromleitungen enthält, da mir das hässlich vorkommt, und ich möchte schließlich das Endprodukt zeigen.

Ich möchte nur eine Wandwarze, die ihre Leistung in der Box aufteilt, um 6 bis 12 V (ESP32-Regler akzeptiert 6 bis 12 V) mit höchstens 400 mA für meine MCU bereitzustellen, und eine oder mehrere weitere Leitungen, die zur RGB-LED führen, um sie mit Strom zu versorgen Grün+Blau-Kanäle bei 3,5 V und ~500 mA und Rot bei 2,5 V und ~700 mA. So etwas wie eine 9-V-, 1,5-A-Wandwarze würde viel Strom für das Ganze liefern.

Ich frage dies jetzt, weil ich verstehen möchte, welche Art von Abwärtswandler / Schalt- / linearem Netzteil ich jetzt entwerfen / kaufen müsste, das sich in die einzelne Stromquelle integrieren lässt.

Seltsamerweise kann ich bei Google kein Beispiel für den Abschluss eines solchen Projekts finden. Wenn also jemand eine Ressource mit einem Beispiel oder einer Schulung dazu kennt, würde ich mich über einen Link freuen.

EDIT: Ich dachte an eine LED wie diese . Außer RGB und nicht RGGB. Für LED-Vorschläge bin ich offen.

Basierend auf diesem Artikel über Wandwarzen erscheint es riskant, sie zu verwenden, da sie oft nicht reguliert sind.

Nachdem ich mich ein wenig umgesehen hatte, fand ich diesen platinenmontierbaren AC-DC-Wandler mit der richtigen Leistung und dem richtigen Überspannungs-/Überstrom-/Kurzschlussschutz. Dies scheint eine gute Lösung für ein sicheres Endprodukt zu sein, und ich könnte das Stromnetz direkt in das Gehäuse und in dieses Netzteil stecken.

Sie haben eine 10-W-LED, scheinen sie aber mit 3 W zu betreiben.
Werfen Sie einen Blick auf die mini360-Module, die online für jeweils etwa 50 c erhältlich sind. 4 davon könnten alle Ihre Spannungen von einem 9-V- oder 12-V-DC-Eingang liefern.
Welche 10W RGB LED hast du?
@Jasen. Ich plane, etwas Headroom in einer 10-W-LED zu lassen, um sicherzustellen, dass ich sie nicht in der Nähe ihrer maximalen Kapazität betreibe, vielleicht nur 1/3 oder 1/2 der maximalen Leistung. Ich höre, dass es für die Langlebigkeit hilfreich sein kann, eine LED zu betreiben, die niedriger als ihre Nennleistung ist. Ich habe meine LED-Wahl noch nicht abgeschlossen, der Prüfstand verwendet vorerst nur die kleinen 20-mA-LEDs. Bearbeitete Frage, um eine mögliche LED aufzunehmen.

Antworten (1)

Behandeln Sie die geteilte Mauerwarze als dumme Massenleistung und regulieren Sie alles getrennt davon. (ebenso alles was geregelt werden muss)

Zum Beispiel:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Die Regulierungsbehörden werden einen Großteil des Übersprechens zwischen den isolierten Macht-"Gruppen" stoppen. Alle in der gleichen "Gruppe" werden sich ziemlich gut "hören", aber es wird schwieriger, Dinge von den anderen "Gruppen" zu "hören".

Natürlich müssen Sie zusätzlich zur Bulk-Kapazität vor und nach jedem Regler jeden Chip einzeln mit einem kleinen Kondensator überbrücken.

Es scheint mir, dass Sie die LEDs direkt über die MCU-Ausgangspins betreiben möchten, aber ich kenne keine, die so viel Strom direkt liefern kann. Sie brauchen also eine Art Verstärker. Der einfachste Weg, dies zu tun, ist wahrscheinlich mit einem einzelnen Transistor pro Kanal, wie folgt:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung

Wenn Sie die LEDs auf diese Weise in Reihe schalten, wird Spannung anstelle von Strom hinzugefügt, was sowohl den Transistor als auch die Stromversorgung viel weniger belastet und es einem einzelnen Widerstand ermöglicht, den Strom für das gesamte Array einzustellen.
R1 = (V_LED - Vf*N) / If:

  • Vfist die Durchlassspannung der LEDs
  • Nist die Anzahl der LEDs in der Kette
  • Ifist der Entwurfsstrom, wenn er eingeschaltet ist

R2 nicht vergessen! (oder Sie sprengen den Transistor oder die MCU oder beides) Sie können "vorgespannte" Transistoren kaufen, die Q1 und R2 im selben Paket enthalten, aber auf die eine oder andere Weise muss es vorhanden sein.

Wenn Sie nur eine einzige Diode pro Kanal haben und bei 3 V wirklich fast 1 A benötigen, wäre ich versucht, eine Variation der obigen Schaltung zu verwenden, die jedoch von einem vorgefertigten Schaltregler mit etwa 3 V gespeist wird. Hier gibt es einen Kompromiss zwischen R1, der aufgrund einer zu niedrigen Spannung eine sehr empfindliche Kontrolle über den Betriebsstrom hat (beachten Sie auch eine natürliche Schwankung der Versorgungsspannung), und einer übermäßigen Verlustleistung in R1 selbst aufgrund einer zu hohen Spannung bei unverändertem Betriebsstrom .

(Dies ist einer von mehreren Gründen, warum Anordnungen mit hoher Spannung und niedrigem Strom wenn möglich bevorzugt werden)

Ich denke, er hat eine einzelne 10-W-RGB-LED.
Ich habe mich darüber gewundert. Nicht genug Informationen, um schlüssig zu sagen, so oder so. Es ist allerdings etwas ärgerlicher, wenn es so ist. Ich glaube nicht, dass ich das wie hier gezeigt linear regulieren möchte , und das Wechseln von Netzteilen neigt dazu, ihre eigenen Probleme zu haben, wenn sie nicht genau richtig gemacht werden. Ich bin mir nicht sicher, ob ich das für einen Neuling versuchen möchte. Vielleicht kann jemand anderes?
@AaronD Ich würde die MCU-PWM an einen MOSFET senden und damit die Stromversorgung schalten. Ein MOSFET für jede Farbe auf einer einzelnen RGB-LED. 78xx wäre einfach, aber ich wäre besorgt über die Wärme, die beispielsweise in einem 10-Zoll-Gehäuse in Würfelgröße enthalten wäre. Welche Probleme gibt es beim Schalten von Netzteilen? Spannungseinbruch bei steigender Belastung?
@BenOnBikes Hauptsächlich Lärm und etwas Stabilität. Umschalter sind von Natur aus laut und erfordern eine Filterung auf beiden Seiten, um leitungsgebundenes Rauschen auf ein vernünftiges Maß zu reduzieren, und möglicherweise auch eine EMI-Abschirmung, um gegen abgestrahltes (Funk-) Rauschen vorzugehen, das von etwas anderem aufgenommen wird. Sie werden nie das ganze Rauschen los (das gilt sogar für Linears, aber zumindest erzeugen sie kein eigenes), aber Sie können es möglicherweise auf etwas reduzieren, das funktioniert, oder es könnte für Sie erledigt werden weiter eine vorgefertigte Einheit. Stellen Sie nur sicher, dass das Fertighaus in jeder Weise funktioniert, die Sie benötigen, und nicht nur auf die offensichtlichen Weisen.
Stabilität kann auch interessant sein. Dies gilt technisch gesehen auch für Linearregler, aber die vorgefertigten Einheiten beider neigen dazu, in diesem Bereich ziemlich nachsichtig zu sein, in dem Sinne, dass sie nicht verrückt werden und selbstoszillierend oder so etwas sind. Wenn Sie wirklich Ihr eigenes Design entwickeln und optimieren möchten, müssen Sie zwischen Korrektur-/Reaktionszeit, Genauigkeit und einigen anderen Dingen abwägen, und Sie werden wahrscheinlich feststellen, dass Sie häufig gegen Selbstoszillationen kämpfen. Aber das Endergebnis kann etwas sein, das die LED direkt antreibt, ohne andere Teile.
Wenn Sie nur eine einzige Diode pro Kanal haben und diese wirklich fast 1 A bei 3 V benötigt, wäre ich versucht, einen dedizierten vorgefertigten Schaltregler für die LED-Versorgung zu verwenden und die klassische Schaltung zu verwenden, von der ich denke, dass Sie und Ich stimme schon zu. Es funktioniert so oder so, mit einem MOSFET oder einem BJT, aber R2 hat auch für einen MOSFET immer noch einen Zweck. Es verlangsamt die Gate-Laderate auf das, was die MCU verarbeiten kann. Wenn Sie es schneller brauchen, können Sie anstelle von R2 einen Gate-Treiber-Chip verwenden. Diese sind so konzipiert, dass sie die Gates zuschlagen, damit die Transistoren, die sie steuern, sehr schnell schalten können.
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