LED драйвер

[Сергеj]

Для чего в схеме на 4-й ноге резистор 100kOm. Если есть от него какая-то польза, то какой его должен быть номинал относительно встречных резисторов 2х750kOm?

[Slabovik]

Привет. Давненько не появлялся
Необходимости в этом резисторе я сходу не нахожу. Но могу предположить, что это, возможно, прилеплено как защита от повторных стартов микросхемы при отключении питания.
Сама микросхема потребляет очень мало - 0.15 мА, клампер-стабилитрон в цепи питания нормируется на 1 мА. Следовательно, в ногу Vcc должен поступать ток не более этого 1 мА. В приведённой схеме ток как раз "на грани": (310 вольт)*100кОм/(100кОм+1500кОм)=(19,37 Вольт) - это эквивалентное напряжение от делителя. Выходное сопротивление делителя 93,75 кОм. Гм... даже маленько не хватает.

Если убрать эти 100 кОм, то ток в Vcc не превысит 0.21 мА... Я бы попробовал убрать и посмотреть, что будет

[Сергеj]

Добрый день! 5 лет назад я собирал эти драйвера. тогда у меня не было конденсаторов 1мкФ, я впаивал два по 0,47мкФ. второй конденсатор вместо резистора 100кОм. Все работало.
Щас понадобилось опять собрать несколько штук. К этому времени появились 1мкФ и возник вопрос: Может резистор все же нужен? и номинал наверно не 100кОм, а 120-150кОм. или уменьшить номинал резисторов 2х510-560кОм.

[Slabovik]

Не, не похоже, что нужен. Я сейчас даже попытался погуглить схемы на базе этой мс, и нигде не увидел, чтобы был этот "лишний" резистор.
Так что если у тебя тогда всё работало нормально, думаю, так и надо продолжать (т.е. без этого резистора).

зы: если уменьшать заливаемый в Vcc ток (увеличением сопротивления резисторов 750 кОм), то в некоторый момент возникнет эффект стробоскопа. Микросхема будет стартовать, но, расходуя ток из конденсатора 1 мкФ, снова стопиться, потому как тока через резисторы будет недостаточно для подержания напряжения на Vcc и, когда оно просядет до 9 вольт, микросхема остановится. И будет стоять, пока напряжение снова не вырастет до 13 с чем-то.

[Сергеj]

Вот похожий драйвер с этим резистором, в еще пара схем встречалось

[Slabovik]

Здесь 720 кОм. Посчитаем: 310*100/(100+720)=37,8 вольта. и 87,8 кОм выходного сопротивления. Рабочее напряжение 14 вольт. (37,8-14)/87,8=0,27 мА. Здесь тока питания хватает, он даже чуть больше требуемого.

Вопрос на засыпку: а зачем надо лишнее тепловыделение на плате? (оно небольшое, но всё-таки).

ps. Ещё одна возможная функция этого резистора - при аварии в микросхеме не дать пробиться конденсатору. Гм... а оно надо? И даже в этом случае конденсатор надо на 100 вольт ставить. Не, imho не выгодно...

[Сергеj]

Всё понял. Спасибо огромное!!! ты развеял мои сомнения. РЕЗИСТОР УБРАЛ.

:: добавлено 11 Окт., 2022, 08:06
Еще появился вопрос: На 2-й ноге OVP должен быть резистор с каким-то номиналом, если мне нужно на выходе максимальное напряжение или вторую ногу можно кинуть на землю?
Без резистора(2-я нога весит в воздухе) на выходе минимальное напряжение 33 вольта.

[Slabovik]

Там на землю нельзя. Сопротивление на этом выводе не даёт уменьшать DeadTime в ноль при обрыве светодиодов, и в общем случае высчитывается в зависимости от применённой L. Цепочка зависимостей довольно длинная, приведена на стр.6 даташита (https://www.ibselectronics.com/ibsstore/datasheet/BP2832A_EN_DS_Rev.1.0.pdf). Чем больше Rovp, тем менее задирается частота (соответственно, это не даёт расти мощности на оборванной цепочке светодиодов**) . Резистор 200к, подключенный параллельно светодиодам, также уменьшает возможность выхода микросхемы из строя при обрыве светодиодов - К сожалению, подробный механизм, как оно работает, в даташите не раскрывается. Также не указаны единицы, в которых применены те или иные величины.

Схемы в интернете показывают довольно большой разброс резистора в этой цепи, от 30 до 100 кОм.

зы: если делаешь светильники, то настоятельно рекомендую не использовать светодиоды при максимальном для них токе. Смело уменьшай вдвое, если желаешь долгой жизни изделиям.

** оборванная - это условно. При полном обрыве цепи никакого тока в цепи не будет, но светодиоды выходят из строя часто странно, просто переставая светить и уменьшая проводимость. Поскольку напряжение на светодиодах в общем невелико - вольт до 50 обычно, то оборванный пр 50 всё-таки недурно проводит ток при 200, что и приводит к OverVoltage.

зызы: можно подобрать экспериментально, но в реальности всё сильно зависит от свойств цепи нагрузки, как она "оборвалась". Критерий - на драйне напряжение не должно быть выше 450-470 вольт (предел 500), причём смотреть надо осциллографом т.к. там импульсы.

[Сергеj]

Посчитать номинал резистора ограничения выходного напряжения ума не хватило. Подбирал методом тыка. Выходное напряжение очень зависит от индуктивности дросселя. С резистором 30kOm и L-1.3mH выходное напряжение 80 вольт. Стем же резистором и L-4.2mH на выходе 180 вольт.

[Slabovik]

Ну да, так примерно и должно получаться: больше индуктивность - больше напряжение (*). Потому что там всё через энергию. Ключ выключается при определённом токе, а E=(L*I^2)/2

Но однако, если ты вдруг захочешь светодиодов на 180 вольт воткнуть - не надо делать столько. Это превышает возможности ключа в микросхеме. Примерно можно считать, что 150 вольт, т.е. 40-45 светодиодов в цепочке светодиодов является пределом.

(*) вообще при 100% обрыве именно напряжение должно в бесконечность улетать, но есть нюансы в виде того, что там прилеплено. Потому и расчёт такой неоднозначный.

[Сергеj]

И еще: Часто на форумах советуют при ремонте закоротить сгоревший светодиод. Так вот с этой микрой такое не прокатывает. При снижении напряжения в цепочке, ток увеличивается. Микра стабилизирует ток относительно сетевого напряжения. Поначалу думал что такого не может быть, а у меня глючная микра или даже вся партия. проверил всю линейку ВР28**. все работают одинаково. Получается что это стабилизатор мощности.

В дешевых китайских лампочках, где ставят линейные стабилизаторы тока, закоротить сгоревший светодиод прокатывает.

И еще про предел 40-45 светодиодов. Я ставлю линейки с 56 светодиодами =180 вольт. ВР28** СГОРИТ ИЛИ ПРОКАТИТ?
Не хотелось бы переделывать... Но на будущее буду иметь ввиду.
У меня заводские светодиодные линейки. так там 65 светодиодов. =200 вольт. но другая микра RM9003B.

[Slabovik]

Я уже было написал ответ, но потом прочитал, и понял, что написал ерунду... Потому что на ключе не будет напряжение больше, чем выпрямленное напряжение сети. Поэтому вывод совсем другой: длинные цепочки не сгорят, можно ставить без проблем. Там только один нюанс - от длины цепочки, точнее, от напряжения на ней, будет меняться наклон зубов пилы тока. Чем длиннее цепочка, тем падение тока в дросселе происходит быстрее, а рост медленнее. Так что совершенно напрасно я тебя зачем-то напугал...

[Сергеj]

Спасибо! В дальнейшем я и планировал ставить линейки той же длинны только на 39 светодиодов, мне они выгоднее. в них  светодиоды на 120ма(если производитель не брешит), только щас у меня их нету. В линейках на 56 светодиодов по 60мА.

[Сергеj]

Раньше все номиналы подбирал методом тыка, все работало и все устраивало.
Щас, когда стал больше уделять внимания LED светильникам, то возникла необходимость собирать все по расчетам из Datasheet. Оказалось не все так просто. Все расчеты производятся относительно дросселя.

Щас LED линейка 33 светодиода 2835. ток нужен 25мА. По расчету из даташита НА ВР2831, токовый резистор должен быть 8 Ом.
У меня 18 мА. с дросселем 3,8mH. Меняю дроссель на индуктивность 4,8mH. ток на линейке получился 24мА.
Значит расчетная индуктивность должна быть около 5.0 mH.

Другая линейка будет с 39 светодиодами. значит и индуктивность дросселя должна быть другая.
НО КАК РАССЧИТАТЬ ЭТУ ИНДУКТИВНОСТЬ???

[Slabovik]

Попробуем разобраться.
Светодиоды 2835, но в реальности 2835 - это только тип их кузова. Более интересен вопрос, сколько там внутри кристаллов. Их может быть от одного до четырёх или даже шести (есть такие извращенцы). Будем считать, что кристалл один. Прямое падение напряжения типовое 3,3 вольта. Следовательно, на линейке из 33 светодиодов напряжение будет 105~110 вольт (на деле очень удобное напряжение).
Глянул сейчас быстренько пару производителей, они для однокристальных светодиодов заявляют рабочий ток до 30 мА. 25 мА вполне укладывается в это. Пиковый ток до 100 мА.

Поскольку ток через индуктивность представляет собой пилу с размахом от 0 до I_pk, средний ток, текущий через светодиоды, логично становится I_led=I_pk/2
Следовательно, надо получить I_pk=50 мА. Дроссель также с запасом (на нагрев и возможные отклонения) должен выдерживать этот ток.
На R_cs при I_pk должно падать 400mV. 400mV/50mA=8_Ом (8,2_Ом, полагаю, будет хорошим выбором).
До этого места всё совпадает с твоими расчётами.
Следующей идёт формула для подбора индуктивности. Но подбирается она по параметру On Time (t_on) который не может превышать 40 мкс (походу, задаётся внутри микросхемы).
t_on=L*I_pk/(V_in-V_led)
V_in - это выпрямленное сетевое напряжение. Тут надо быть внимательным и вспомнить, что выпрямленное напряжение - пульсирующее, в пике это где-то 300~320 вольт, а вот в минимуме опускается до ~280~260~240 и даже ниже, зависит от ёмкости применённого фильтрующего конденсатора (если хочешь, сделаю тебе осциллограммки по модели). Примем пока что V_in имеет оптимистичные 280 вольт и попробуем посчитать. Возьмём индуктивность 5 мГн.

t_on = 5 мГн * 50 мА / (280 V - 108 V) = 1,45 мкс (обращаю внимание на размерности: милли*милли=микро). Вполне укладывается и даже намного меньше. Попробуем 3,8 мГн

t_on - 3,8 * 50 мА / (280 V - 108 V) = 1,1 мкс что тоже вроде неплохо.

Прикинем t_off - время выключенного ключа. Формула такая же, только напряжение на дросселе в этом случае = напряжению на диодах.

t_off = 5 мГн * 50 мА / 108 V = 2,3 мкс
t_off = 3,8 мГн * 50 мА / 108 V = 1,76 мкс

Вот здесь и кроется засада. По даташиту, время t_off не может быть меньше 4,5 мкс (это тоже внутреннее ограничение микросхемы). Это значит, что ток в дросселе прекращается через 2,3 мкс и ещё (4,5-2,3)=2,2 мкс дроссель вовсе просто стоит без тока. Это и даёт эффект уменьшения среднего тока. Чтобы этого не было, t_off должен быть чётко больше указанного минимум в 4,5 мкс, но также не более 240 мкс. Будет 10~20~50 - очень хорошо. Но, подбирая дроссель, линейки и ток, точно также нужно следить, что t_on при самых плохих обстоятельствах (самое низкое напряжение на конденсаторе фильтра выпрямителя питания) не превышал 40 мкс.

Так что на данный момент видится для данных линеек несколько недостаточная индуктивность дросселя для такого тока в линейках светодиодов. Можно поступить двумя путями. Первый - при таком же дросселе и линейках увеличить потребляемый ток, объединив как минимум две линейки параллельно (а лучше три). Второй - увеличить индуктивность дросселя до 10 и даже 15 мГн. Посчитаем.

первый: параллелим три линейки. Ток 75 мА, пиковый ток в дросселе 150 мА. Резистор 2,67 Ом (два параллельно, один 4,7 Ом, второй 6,2 Ом).
t_on = 5 мГн * 150 мА / 172V = 4,4 мкс - до предела 40 мкс ещё очень далеко.
t_off = 5 мГн * 150 мА / 108V = 6,9 мкс - тоже вписались - это больше минимальных 4,5 мкс.

Ставим дроссель 10 мГн, оставляя ток 25 мА
t_on = 10 мГн * 50 мА / 172V = 2,9 мкс
t_off = 10 мГн * 50 мА / 108V = 4,63 мкс - вписались, но на грани.

Так что вот, как-то так. Твои догадки совершенно правильные, просто чутка посчитать. И, ещё раз напомню - индуктивность при I_pk никоим образом не должна влетать в насыщение с запасом. По-идее, эти данные (максимально допустимый ток без насыщения) производитель индуктивности должен предоставлять, ну а если мотаешь сам - это можно проверить (калькулятор Лысого).

ps: а 1/( ton + toff) даст тебе рабочую частоту.

[Сергеj]

Спасибо огромное!!! Щас буду вникать в расчеты.
Сегодня принесут линейки со светодиодами 5730. У них ток побольше, посмотрю и проверю на ток что там за светики и буду пробовать считать под них.

[Slabovik]

Вот ещё смотри. Я говорил про выпрямитель и пульсации. Сейчас быстренько прикинул. Получается, что если у тебя лампочка со светодиодами, как ты указал (108V 25мА - 2,7 Вт), то при ёмкости конденсатора фильтра выпрямителя 4,7 мкФ напряжение питания будет пульсировать примерно от 295 до 315 вольт (это при нормальном напряжении сети, а на деле ещё и оно не везде строго одинаковое). При ёмкости 2,2 мкФ просаживаться уже будет до 279 вольт. Я к тому, что всё это тоже надо брать в расчёт. Скажем, 2,2 мкФ и вдруг в сети 180 вольт (в глухой деревне бывает). В этом случае минимальное Vin у тебя просаживается аж до 200 вольт всего.

Поэтому считать надо два варианта, для максимального Vin (где-то 335~340 вольт) и для минимального - как раз где-то 200 и будет. Укладываешься в обоих расчётах - всё в шоколаде

[Сергеj]

Конденсаторы планирую ставить 4,7+4,7мкф на линейку 39 светодиодов. и 2,2+4,7мкф на линейку 33 светодиода.

Только что принесли линейки. 2 штуки по 80 светодиодов 5730 и одну на 65 светодиодов 5730. На одной из линеек, разные по внешнему виду светодиоды.
От ЛБП подал 3,2 вольта на светодиод, ток получился 65мА. При 3,5 вольт -170мА.
Так же попробовал другой по внешнему виду светодиод: 3,2вольта -35мА, при 3,5 вальта -120мА.
На линейках написано 37 и 60мА.
Теперь ХЗ на какой ток делать расчет балласта...

Линейки резать буду по 32 и 39 светодиодов.

[Slabovik]

Всё просто - максимальный рабочий уже указан. Остаётся только принять, что реальный ток надо сделать несколько меньше и считать для него. Для линейки на 60 мА как раз пошло бы 40, а для линейки на 37 мА уже упомянутые тут 25.

Можно конечно сделать и максимальный, как указано, но в этом случае рискуешь гораздо более быстрым выходом светодиодов из строя.

Ну и напряжение на диодах ты и сам понял - в расчёт идёт 3.3 (ты и сам знаешь, что в реальности оно там будет то ли 3.1, то ли 3.2 и ещё зависеть от температуры кристалла. Но на расчёт  итоговые плюс-минус пара-тройка вольт практически не влияют - все остальные участвующие в расчёте напряжения много больше)

[Сергеj]

Сбивает меня с толку то что в двух линейках(80 и 65 светодиодов) светодиоды одинаковые, хоть и написано 37 и 60мА, те что при 3,2 вольтах 65мА. А в одной на 80 светодиодов впаяны вперемешку. Не думаю что кто-то перепаивал в домашних условиях.
Линейки б/у(возврат по гарантии). Одна линейка даже нигде на использовалась. наверно не засветилась при продаже.

[Slabovik]

Там возможно по теплу ограничение. У которой 60 ма распайка реже, следовательно охлаждение лучше.
Попробуй посчитать погонную мощность на этих линейках, что-то мне кажется, что одинаково будет.
зы: погонная мощность ~ удельная мощность, мощность выделяемая на 1 метре линейки всеми распаянными на этом метре светодиодами.
А вообще сами эти линейки должны монтироваться на какой-то теплоотвод.
Но в любом случае ток для долгой жизни линеек должен быть меньше заявляемого. Т.к заявляется всегда максимум для идеальных условий охлаждения, соблюсти которые в реальности не представляется возможным разумными средствами.

[Сергеj]

Линейки 1 метр и 60 см те где плотный монтаж. Наверно из за плотного монтажа и был ограничен ток 37мА.
Светодиоды на алюминиевой подложке, а еще эта линейка будет наклеена на алюминиевый профиль от стеклопакета. Раньше так клеил 12-ти вольтовые светодиодные ленты. 
Буду подбирать ток экспериментально. по нагреву.
 

:: добавлено 30 Окт., 2022, 08:10
Попробовал подать на линейку 39 светодиодов(где написано 60мА) 35,40,42мА. разницы не заметил не по яркости не по нагреву(точных замеров не делал. Температура около 40-45*С. Отлично.

Сделал расчет для 39 светодиодов и ток 40мА:
CS(резистор тока) -5 Om
L -7.5 мГн
Ton -3,96 мкс
Тof -4,66 мкс
F -116 кГц
ROVP -50 kOm (для ограничения 180 вольт)

Slabovik, глянь пожалуйста, правильно ли я посчитал?

[Slabovik]

Разницу на глаз и наощупь при таких относительно небольших отличиях увидеть не получится. Нужен приборный анализ. Например, яркость (световой поток) можно оценить фотоаппаратом по параметрам диафрагма-выдержка, нагрев - термометром (но не пирометрическим, т.к. алюминий очень хорошо отражает, а следовательно плохо излучает ИК)

Посмотрел расчёт - вроде всё неплохо. Резистор 5 ом можно составить из двух параллельных 10-омных, либо поставить на 5,1 Ом
Rovp, соответственно, 47 либо 51 кОм. (но всё-таки я не въезжаю в логику работы механизма, которым они эту OVP декларируют).