Oswietlenie żarówkami LED

[stanpiter]

I znowu jeden z naszych będzie oświecony

[Ambra]

I znowu jeden z naszych będzie oświecony

Może i ja kiedyś dostąpię zaszczytu oświecenia?
W sumie jednak to jedynie jakaś paczka a światełek nie widać ..........
Coś tu Piotruś ściemnia

[loccutus]

Ładnie Piotrek, nie podoba mi się tylko driver - dlaczego analogowy na takich wielkich **bistorach ?? Przecież tam tracisz kilkanaście ładnych Wat i całą ekologie pod włos bierzesz

proponuję przerzucić się na impulsowe drivery. W maritexie kupisz MBI6651 - baaaardzo wdzięczna kostka. Do pracy potrzebuje tylko kilku tanich elementów dodatkowych, sprawność powyżej 80% - Robię na tym drivery stało-prądowe do naszych lamp. Wyciskasz z każdej sekcji do 1.2A a całość zimniusieńka.



To jest płytka z 9-ma driverami - 4 odpowiadają za ledy białe, 4 za ledy niebieskie a środkowy robi "moonlight". Możesz tym oblecieć do 200W ledów. Po lewej stronie są złącza do podłączanie kolejnych płytek (łącze je w kaskady przy większych lampach), po prawej malutki procesor, do którego podłącza się czujniki temperatury i wentylatory (steruje obrotami w zależności od mocy lampy/temperatury)

Zbliżenie na samą sekcje drivera



Jak widzisz - MBI6651, Dioda, 2 kondensatory, dławik i rezystory pomiarowe do ustalenia prądu = wszystko. Co prawda płytka posiada masę "thermal holes" ale okazało się że są zupełnie niepotrzebne. Najbardziej grzeje się w tym układzie dioda shottky ale jak dasz taką na 2-3A to problem przestaje istnieć.

Powyższe pokazuje tylko jako przykład praktyczny, ale naprawdę polecam "kowalowi" przyjrzenie się z bliska - wypada korzystniej niż LM317+ rezystor w ogólnym bilansie w "rachunku za prąd"

[sq4avs]

Sprawność oświetlenia LED można podnieść zasilając nie z 12V ale z napięcia niestabilizowanego byle wyprostowanego i dość wysokiego, np w przypadku 35V sprawność ponad 90 procent można osiągnąć nawet w przypadku LM317 (spadek napięcia 2,5V do 35V to poniżej 10 procent na straty, gdy przy 12V to prawie 25 procent na ciepło). Ja wykorzystałem trafo ze wzmacniacza mocy. Preferuje jednak zasilanie z przetwornicy specjalizowanej ze względu na największą sprawność i tak zrobiłem w opisie podanym poniżej. Dodatkowo zrobiłem eksperyment z łączeniem gałęzi równolegle led -ów włączając 4 amperomierze i prąd w gałęziach dość odbiega i potrafi jeździć więc stosuje pojedyńczy driver i diody łączone tylko szeregowo, ze swego drivera mogę zasilić spokojnie 9 diod serii xp (zasilanie poniżej 35V). Według mnie łączenie led równolegle nie ma sensu uwzględniając nawet koszt drivera które jest na poziomie 7 zł. Przetwornica zasilana z większego napięcia ma wyższą sprawność. Ściemnianie i sterowanie kanałami proste w realizacji w tym układzie. Z jednym z Kolegów z forum białostockiego akwarystycznego zrobiliśmy takie oświetlenie LED. W przyszłym tygodniu wykonamy już fotki całej pokrywy z akwarium około 200l. Pierwsze wrażenia na 25l około 5W z LED daje światło porównywalne do 11w modułu Aquaela (same białe led bit 107 lumenów) przy czym w akwarium nie występują cienie jak w przypadku modułu Aquaela -diody rozmieszczone co parę cm. Zdjęcie ledów robione pod małym kątem bo optyka aparatu głupieje ze względu na bardzo dużą luminancję źródła. Oczywiście reszta pcb będzie profesjonalna

[loccutus]

Sprawność oświetlenia LED można podnieść zasilając nie z 12V ale z napięcia niestabilizowanego byle wyprostowanego i dość wysokiego, np w przypadku 35V sprawność ponad 90 procent można osiągnąć nawet w przypadku LM317 (spadek napięcia 2,5V do 35V to poniżej 10 procent na straty, gdy przy 12V to prawie 25 procent na ciepło)

Rozwiń jeśli można jakoś to zdanie bo nie mogę zrozumieć twojego skrótu myślowego ile ledów zasilamy/jakim prądem i z jakiego napięcia - wtedy możemy policzyć co i jak w przypadku LM317 choć zaręczam Ci że nie ma takiej konfiguracji z LM317 jako Current Source w której osiągniesz powyżej 90% sprawności - choćbyś umarł nie da rady i koniec na samym układzie straty jest dosyć sporo, nie wspomniawszy nawet o momencie w którym zostaje jakaś nadwyżka napięcia na ledach do zbicia.

a cyfrówka? cyfrówka zmieni częstotliwość pracy i nadal mamy zimno na radiatorze i tu się zgadzam w zupełności i popieram...

chyba że przesadzimy z prądem - Mam troszkę narzędzi we warsztacie to sporo eksperymentowałem z tymi przetwornicami. Np dla prądu ustalonego na 1,5A wychodzi co następuje:



najbardziej po garbie dostaje dioda - na zdjęciu termicznym widać jako najgorętszy punkt w każdej sekcji (użyłem tu diody na 2A), i dławik, którego prąd nasycenia (1.4A) jest poniżej punktu pracy więc nie ma co się dziwić że protestuje



Przetwornice na Twoich zdjęciach słabo widać - przybliżysz co to ??

[sq4avs]

Przetwornica ta co Twoja ale dławik 150uH lub 220uH 3A (wziełem 7 sztuk, dwie 150 i pięć 220uH bo nie było więcej 150 w Maritexie -chwilowo), rezystancja dławika 0,12 oma. Z 220uH jest większa sprawność, niby ciut większa rezystancja względem 150uH (0,02 oma ale ze względu na mniejszą częstotliwość przełączania mniejsze straty). Dioda sk36 z Maritexu (schotky 3A, 60V). Kondensatory 10uF 50V semitantalowe do diod połączone dwa równolegle, na zasilaniu przetwornicy 10uF semitantal taki sam + 1000uF 50V niskoimpedancyjny. Tak jak piszesz scalak zimny. Zasilanie 9 ledów szeregowo z około 33V pod pełnym obciążeniem, 35V z jedną sekcją z 5. MBI ma większą sprawność z większego napięcia. Co do lm317 przybliżam ideę, nie dość jasno opisałem o co mi chodzi, ponieważ znasz się na elektronice to wszystko będzie jasne. Weźmy że układ zasilany jest z 12V z tego można zasilić trzy led-y połączone szeregowo o spadku napięcia 3V czyli mamy 9V wykorzystane, trzy na stracie czyli sprawność (9/12)*100% = 75, 25 procent na podgrzanie. Zasilmy jednak układ nie z 12V a 30V i połączmy szeregowo 9 diod, wykorzystane 27V, strata 3V (spadek na lm317 i rezystorach), czyli (27/30)*100% = 90, strata 10 procent. Zysk jest w tym wypadku z zastosowania wysokiego napięcia zasilania led i stałego napięcia zasilania. Żeby to było sprawne najlepiej użyć przerobionego zasilacza komputerowego takiego by dawał jedno napięcie stabilizowane -przewijając trafko i modyfikując nieco elektronikę w sumie coś koło 2h na sztukę roboty, pozbywamy się w tym wypadku drogiego transformatora. Możesz tak iść wysoko np do 60V z zasilaniem spokojnie (mam takie stabilizowane przetwornice od gsm z allegro), lm317 nic nie grozi bo mimo, że bezwzględnie jest 60V to między końcówkami tylko 3V, jak mimo wszystko ktoś by się bał to lm317 występuje w wykonaniu HV (wysokonapięciowy) właśnie 60V. Robiłem oba zasilania. Mam do Ciebie pytanie może wiesz co było pierwsze jajko czy kura, czy oba efekty niezależne, na karcie Cree podane jest, że ze wzrostem temperatury złącza maleje sprawność zamiany prądu na światło, na drugim, że ze wzrostem prądu zasilającego maleje sprawność, oba efekty są związane (tzn. większy prąd, większa temperatura), czy sumują się i są robione np w warunkach schładzanego złącza, bo chyba o temperaturze złącza rzędu 25 stopni to trudno pomarzyć . Te zdjęcie przedstawiające włączone LED-y jest z robione z uruchomionym wentylatorem?

[loccutus]

Zgadza się dławik o większej indukcyjności wymusi niższą częstotliwość pracy układu. Ja niestety nie mam miejsca w lampie na takie duże "klamoty" dlatego używam dławików SMD. Inna sprawa że najlepiej jakby były ekranowane, ale ok. Nie robiłem tej przetwornicy z dławikiem większym niż 68uH, dla którego obliczona częstotliwość pracy układu wynosi 156kHz w tej konfiguracji MBI nie grzeje się w ogóle, dioda SK26 przy prądzie LED do 1.2A też nie cierpi, nie ma też żadnych problemów z migotaniem przy niskim współczynniku wypełnienia PWM (sterowanie jasnością). Co do kondensatorów - tylko i wyłącznie tantale od AVX. Przykro to mówić ale zbyt wiele razy naciąłem się na podróbki w innych firmach. 10uF/35V potrafił wybuchnąć w twarz przy napięciu zasilania 14V - szok.
Prawda jest jeszcze jedna. Z tego rodzaju układami jest tak, że całą sprawność szlag może trafić źle zrobiona płytka PCB. I tu jest tak naprawdę klucz do sukcesu = poprawnie zaprojektowana płytka.

maritex ma MBI6651 w ofercie jako scalak czy też jako gotowy do pracy moduł:



LM317 - zgadza się, przy wyższym napięciu pracy z większą ilością LED, korzystniej wypada bilans mocy, ale nie mniej na samym układzie zasilania sprawność jest słaba. Nawet jeśli idealnie dobrać napięcie zasilania do sumy Vfd Ledów, to i tak na sam układ trzeba przeznaczyć te dodatkowe 3-4W straty w ciepło.

Nie ma pytania co było pierwsze:) Oba efekty są nieodzownie ze sobą połączone i występują razem o ile nie rozpatrujemy nadprzewodników . Temperatura niekorzystnie wpływa na żywotność emitera a przyrost prądu co prawda zwiększa strumień światła, ale nie jest to przyrost liniowy i tak naprawdę największą sprawność (ilość lm/W) można zaobserwować przy pracy z prądami grubo poniżej "nominalnych" 350mA dla ledów mocy. No i mamy tu paradoks bo ledy robią się tym bardziej wydajne, im mniej prądu się w nie pompuje

O które zdjecie z LEDami pytasz ?

SQ3MKG

[sq4avs]

Witam Kolegę krótkofalowca . Ja używam przeważnie tego samego nicku nie chce mi się pamiętać innych, hasła, piny, nicki .......... Co do zdjęcia to chodziło mi o te zdjęcie ostatnie robione kamerą termowizyjną. Fakt na lm wydziela się taka sama ilość ciepła ale sumaryczna sprawność układu jest dużo wyższa przy zasilaniu z wyższego napięcia czyli uzyskujemy to o co nam chodziło, zamianę jak największej ilości energii na światło. Co do tantali to masz rację, semitantalowe mają po prostu tańszą obudowę, z mają porównywalne do zwykłych. Bardzo ważne jest napięcie pracy kodensatora na ledach i jego jakość i tu masz bezwględnie rację. W nocie aplikacyjnej jest napisane, że wartość napięcia kondensatorów podłączonych do led musi być wyższa co najmniej o 50 procent względem napięcia zasilania układu stąd u mnie stosowane są kondensatory na 50V, można pokusić się o kombinacje 25V 10uF ceramicznych w 1206 (dwie sekcje 10uF szeregowe połączone ze sobą równolegle ale to da 10uF). U mnie wartość dławika z wyliczeń musiała być powyżej 100uH. Stosuje toroidy bo nie wymagają ekranowania, zamknięty strumień, ale rozmiary dużo większe szczególnie te 3A. Jeden ze sprzedawców sprzedaje na allegro moduły na tym sterowniku zasilane do 30V ze sterownikami MBI z kondensatorami na 35V efekt końcowy do przewidzenia szczególne po pewnym czasie. Nawet w tym sterowniku z Maritexu co podałeś na fotce jest napisane do 7 LED co się zgadza 7*3,2 =22,4V + 50 procent 33,6V, trzeba czytać karty katalogowe. Co do PCB to obaj potrafimy zaprojektować . U mnie jest sporo miejsca tak, że drivery robiłem po prostu na modułach. Z tym prądem to chyba jednak większe natężenie powoduje spadek natężenia niezależnie od temperatury złącza, http://download.maritex.com.pl/pdfs/op/XLampXP-G.pdf str 5 bo podana jest temperatura złącza 25 stopni (czyli złącze musiało być schładzane aktywnie). Dla nas to złe bo oba efekty będą się dodawać (wzrost temperatury i większy prąd w przypadku "przeamperowania" diod, jak myślisz?

[loccutus]

Zdjęcie było robione bez żadnego aktywnego chłodzenia. Po prostu płytka leży na stole, wyjścia są "na zwarciu" przez zworki płynie max ustalony prąd na przetwornicy. taki test na max niekorzystne warunki pracy.

100uH ?? jakie założyłeś warunki pracy układu ? - mam zrobiony na szybko arkusz w Excelu na podstawie wzorów z PDFa od MBI - chętnie bym sobie przeliczył w ramach gimnastyki przedpołudniowej

No ja na toroidy nie mam miejsca, poza tym te dławiki DLCSN działają a kosztują mnie poniżej 50gr a prawda taka że od października zeszłego roku takich driverów zrobiłem na potrzeby naszych lamp kilka tysięcy sztuk... koszty koszty koszty....

Też używam kondensatorów na 35V ale tak jak piszesz nasze lampy zasilane są z 24V no i nie wiecej jak 6 LED na driver.

Oczywiście że większy prąd bardziej będzie degradował strukturę. te 25stC na strukturze (Tj) to przy prądzie 1A już nie tylko aktywne ale nie byle jakie aktywne chłodzenie.
Do lamp które produkuję, montujemy po 6 led XP-G i 6 XP-E na jedną płytkę MCPCB o wymiarach 160x70mm. Podłoże aluminiowe 1.6mm. Przy naprawdę potężnym radiatorze i aktywnym chłodzeniu 2ma wentylatorami 120mm (lampa składa się z 5ciu takich płyt MCPCB i osiąga do 160W mocy) nie jestem w stanei schłodzić MCPCB poniżej 35stopni. Dodaj teraz rezystancje termiczną Tj-c, Tc-mcpcb i wyjdzie na to że struktury mają minimum 50 stopni, co już ogranicz max strumień o 5%. Moim zdaniem te 25*C na strukturze przy wyższych prądach pracy to jest utopia albo ciekły azot

[sq4avs]

Też zrobiłem arkusik tylko w Open Office , moje dane w zrzucie. Wzory z MBI, po prostu inne parametry pracy.

[loccutus]

hehe z mojego też 100uH wychodzi

design.jpg (169.89 KiB) Przejrzano 9521 razy

Wiesz co - zamiast zachęcić do stosowania jeszcze wystraszymy tu kogoś

[sq4avs]

Nie wystraszymy, wystraszyć to może lutowanie diod, przynajmniej na początku, pierwsze dwie zniszczyłem, pierwszej nadtopiłem soczewkę drugą zniszczyłem poprawiając, w tej chwili biorę na mpcb a w razie potrzeby lutuję jak nie ma jej na mpcb (jeśli żądanej diody nie ma w takiej formie). Twój patent z nalutowywaniem na pcb też fajny , gęstsze upakowanie diod.

[loccutus]

Na wszystko jest sposób:) na lutowanie bez narzędzi za setki tysięcy złotych też: Co prawda to co poniżej na zdjęciach to nie ledy ale i ledy w prototypach tak lutowałem - działają do dziś.

Co jest potrzebne:

1- dobra pasta lutownicza. używam albo AMtech albo KOKI - jeśli ktos nei wie to to nie jest topnik, tylko syntetyczna pasta zawierająca i topnik i samą cynę bądź cynę z ołowiem w odpowiedniej proporcji. Ja kupiłem sobie jeszcze pistolet dla wygody ale nie jest on niezbędny - wystarczy strzykawka.

P1040734.JPG (182.46 KiB) Przejrzano 9518 razy

Następnie płytkę czy to pod LEDy czy pod inne elementy smd, smarujemy delikatnie pastą, a na pastę układamy elementy

P1040736.JPG (217.13 KiB) Przejrzano 9518 razy

Jak już wszystko ładnie pęseta poukładamy a nei jest to trudne bo nei trzeba zachowywać precyzji robota, byle "mniej wiecej" na pole lutownicze elementem i pastą trafić, całość należy polutować. Czym.... najprościej i najwygodniej .... starą kuchenką elektryczną.

P1040739.JPG (168.78 KiB) Przejrzano 9518 razy

Wymaga to jedynie nieco wprawy żeby nie przegrzać elementów ale tą techniką bardzo trudno to zrobić. Wystarczy kwestia wprawy. Ja ustawiam kuchenkę na 2/3 mocy co daje mi około 340stC na płycie (mierzone), kładę na to elektronikę i dzieje się magia. Pod wpływem ciepła od spodu płytki, pasta się topi, dzięki napięciu powierzchniowemu elementy same wskakują na miejsca. Kilkadziesiąt sekund i 300 elementów polutowane że mucha nie siada... Zawsze można dorobić do tego dokładniejszy termostat ale mi sie nie chciało Z krótkimi seryjkami czegoś lub z prototypami radze sobie w ten sposób od lat, dłuższe serie zlecam dopiero we firmach.

[sq4avs]

Stosowałem tą samą metodę z pastą tylko z lutownicę na gorące powietrze za pierwszym razem obtapiło mi soczewkę (głupota nie boli ale kosztuje), później używałem kuchenki jak Ty ale w sumie to trochę zabawy, wole gotowca, leniwy jestem.

[loccutus]

Gorące powietrze tu nie zdaje egzaminu bo predzej uszkodzisz element niż polutujesz tak jak mówisz - choć do punktowej wymiany uszkodzonego elementu tego używam,

Metoda "na gorącą płytę" ma wiele zalet - nie powstają miejscowe naprężenia, bo grzejesz całą płyte, nie przegrzewasz elementów (jak powietrzem) po ciepło idzie od spodu tylko "w nogi" układu. Wystarczy odrobina wprawy - polecam