Форум РадиоКот

Сначала расскажу откуда вопрос. Мы возим светодиодные лампы на продажу сюда. Хорошие лампы, выдают около 50 люмен на Вт в конечном итоге. Последняя версия выдают около 60 (всего около 320-360 люмен на лампу), Но они не диммируются, да и система не гибкая.

Так вот, договорились мы с поставщиком ламп сделать "тупые" лампы, без платы внутри, чтобы управлять ТОКОМ из-вне. И для этого дела заказываем разработку блока питания (очень умного, на будущее, чтобы и ИК можно было подключать и другое управляющие оборудование). Все оборудование будет open source/open hardware - т.е. схематика, платы, ПО будут в открытом доступе, чтобы другие могли разрабатывать свои модули к систему освещения и, может быть, улучшать базовые компоненты.

Так вот, сейчас все находится на стадии написания ТЗ на разработку с разработчиком. Один из вопросов, который возник это частота ШИМ для управления яркостью.
Например OSRAM Optronic использует частоту всего в 350Гц. Однако, мне кажется это недостаточным из-за фото и видео техники. Элементарно, у кого то будет хороший фотик с ИСО 800 и он решит пофоткать внутри помещения. Выдержка 1/800 секунды, а период шим 1/350 сек. Т.е. в один шим помещается больше 2-х выдержек (я уже не говорю, про съему подвижных детей на 1/1600). Получается, что кадр может полностью оказаться темным или наоборот пересвеченным, так как экпозамер не работает с такой скоростью и получит усредненные величины, а при съемке будет полный "вкл" или "выкл", т.е. экспозамер никогда не попадет в реальный свет.
По моему мнению надо чтобы было наоборот - несколько периодов шим в одной выдержке. Минимальную выдержку следует принять 1/1600 (меньше очень вряд ли кто-то снимать будет в помещении) и тогда ШИМ получается 9.6Кгц. Тут разработчик сказал, что при проводах 2-3 метра от БП к лампе на таких частотат мы не пройдем по ЭМИ и не сможем сертифицироваться и предложил вообще, управлять током аналогово и выдавать на лампу уже постоянный ток. Но по моему мнению это точно приведет к нагреву чего-нибудь где-нибудь в каком нибудь режиме работы, так как такие "аналоговые" методы управления током всегда связаны с крутым теплоотводом. Не так ли? Или я не прав и есть эффективные методы получать постоянный ток и не кипятить чай? Это первый вопрос.

Для справки, по лампам: Imax=700mA, Vf при Imax =6В. Димминг от 0 до 100%.

Второй вопрос касательно ЭМИ. У того же OSRAM есть диммирующий ЭПРА для люминесцентных ламп. Так вот,там на выходе 30КГЦ и сотни вольт, они советуют перекручивать выходные провода для уменьшения ЭМИ. Но они же как-то сертифицировались? Значит ЭМИ в порядке? Аналогично у них есть импульсные БП для галогенным ламп, на вторичке 0-12В и шим килогерцовый (при этом там 3 канала по 50Вт!). И тоже проблему с ЭМИ как-то обошли. Какие тут есть умные мысли у кого?

Конечно, можно забить на все, сделать тоже 300-500 Гц и посоветовать для съемки врубать на 100% - и никакого мерцания на частоте шип. Однако, все-таки хотелось оставить возможность съемки в интиме

Имхо, всё что ниже 2 кГц - некомфортно. Ниже 500 Гц - вообще мерзко и давит на зрение.
Банально быстро переместив взгляд, повернув голову - будет видно стробоскопический эффект. Я лично категорически против такого освещения в помещении.
доб. Здесь я имею в виду 100% модуляцию яркости светодиодов при ШИМ управлении, а не обычную плавную пульсацию лампочек на 100 Гц в единицы-десяток процентов. Если удастся свести пульсацию на частоте сотни Гц к десяти процентам, то для зрения уже будет хорошо. Камеры, правда, всё равно это будут видеть.

Сгладить ШИМ можно LC фильтром без тепловых нагревов и линейных цепей. Другое дело, что требуемый дроссель на низкой частоте будут очень габаритным и тяжёлым.

"Сберегайки" колбасят на десятках килогерц, но, тем видимо ЭМИ требования нипочём...

Вроде всё уже придумано, только покупай
http://photos.streamphoto.ru/e/7/2/788b ... 9ff27e.jpg
Китайцы давно всё за нас сделали, что б мы не изобретали велосипедов.

У китайцев действительно есть такое дело - но частота шим там мелкая, давит на глаза и вообще...
Поэтому я бы делал побольше.
Аналоговое регулирование зло, по описанным вами причинам.

Coolish писал(а):"Сберегайки" колбасят на десятках килогерц, но, тем видимо ЭМИ требования нипочём...

у сберегаек нету проводов длинных, поэтому они могут колбасить как угодно. А тут понимаешь блок питания живет в коробке распаячной, а лампа живет на потолке - расстояние большие, следовательно антенны
Но вообще этот вопрос надо уточнять - 10 кгц не такая большая частота. Насколько мне известно FCC и CE меряют излучение только выше 30 мгц.
Вот выдержка из даташита TI -

FCC and CE only test radiated emissions greater than 30 MHz

Вообще по повороты головы я совсем забыл, действительно, стробоскопы на быстрых поворотах еще те и эта еще одна причина поднимать частоту ШИМ в район килогерцов.

Ну пульсация на СД лампах простая: 0-100%, другой не дано.

Нам FCC и CE нипочем, вопрос как У НАС на сертификации измеряют.

P.S.: А про все уже придумано - не надо, вот не надо нам этого. По теме, пожалуйста.

ArtemKuchin писал(а): ... Но по моему мнению это точно приведет к нагреву чего-нибудь где-нибудь в каком нибудь режиме работы, так как такие "аналоговые" методы управления током всегда связаны с крутым теплоотводом. Не так ли? Или я не прав и есть эффективные методы получать постоянный ток и не кипятить чай?

Я когда-то регулировал постоянный ток ШИМом. ШИМ себе работает в коробочке на 50КГц и отслеживает выходной постоянный ток (или U, кому что нравится). А тот бежит себе по проводам и ничего не излучает. Никаких теплоотводов. Или я чего не понял?

Применять светодиодное освещение для дома могут рекомендовать только продавцы этих устройств экономия на копейку а вред на всю жизнь .
я еще понимаю декаративную подсветку или фонарик в шкафу но применять как основное это
преступлени прее .

ArtemKuchin писал(а): Нам FCC и CE нипочем, вопрос как У НАС на сертификации измеряют.

Ну так и узнайте это Может быть вы зря морочаете себе голову. Стандарт который известен мне распространяется на частоты от 60 кгц. И другой на промышленую частоту. Ну а вообще поройтесь и найдете. Да и просто можно проконсультироваться в том месте где вы планируете проходить сертификацию. Только аккуратно, чтоб они не начали сосать деньги

piligrim130 писал(а):Применять светодиодное освещение для дома могут рекомендовать только продавцы этих устройств экономия на копейку а вред на всю жизнь .
я еще понимаю декаративную подсветку или фонарик в шкафу но применять как основное это
преступлени прее .

Много эмоций и ноль конкретики. Женщине простительно такое, а мужику - нет.

Про LC фильтр: ну, не так он крут как его малюют, потери там бывают еще те, разумеется, это зависит как он компонентов, так и от частот. А какого размера индуктивность вообще может понадобится? По первым прикидкам это около 220мкГ, ток не менее 0.8А. С сопротивлением около 0.7 Ом стоят около 60 руб за штуку (в небольших партиях). На 5 каналах это сразу +300 руб. на 1 БП + монтаж. А падение напряжения на 100% 0.7А*0.7 Ом= 0.49В ! Неприемлемо! С более низким Rdс они стоят еще больше. Т.е. еще надо обратную связь после фильтра ставить, чтобы держать ток на нужном уровне, т.е. еще усложнять конструкцию.

А если на то пошло, зачем там вообще внешний ШИМ?

Давайте уточним задачу.
У вас уже есть некий многоканальный светодиодный БП/драйвер, работающий на высокой частоте и поддерживающий заданный максимально требуемый ток независимо в каждом канале.

Вам нужно иметь возможность регулировать этот ток от 0 до 100%. Вы хотите это делать посредством наложения ШИМ поверх работающего драйвера, то ли по его входу, то ли по выходу.
Драйвер эту ситуацию может отрабатывать некорректно.

А почему бы не командовать драйверу менять уставку тока в канале, например, неким транзистором в цепи обратной связи?

Coolish писал(а):А если на то пошло, зачем там вообще внешний ШИМ?

Давайте уточним задачу.
У вас уже есть некий многоканальный светодиодный БП/драйвер, работающий на высокой частоте и поддерживающий заданный максимально требуемый ток независимо в каждом канале.

Вам нужно иметь возможность регулировать этот ток от 0 до 100%. Вы хотите это делать посредством наложения ШИМ поверх работающего драйвера, то ли по его входу, то ли по выходу.
Драйвер эту ситуацию может отрабатывать некорректно.

А почему бы не командовать драйверу менять уставку тока в канале, например, неким транзистором в цепи обратной связи?

Давайте уточним. Есть светодиод (сборка на самом деле, 4 диода + фосфор, если интересно). И есть ток в розетке. Все, больше ничего нет. Надо разработать БП который будет брать ток в розетке и управлять 5-ю светодиодными лампами. Не раздельно, по всем каналам ток один. Посему ничего ни на что не налагается, так как ничего нет еще, на что налагать можно было, все делается с нуля.

Сама схема питания (драйвер), очевидно, будет работать на ВЧ (десяток килогерц).

Для простоты выкинем из рассмотрения управление яркостью. При постоянной яркости в цепи светодиода должен быть постоянный ток, который отфильтрован выходным ВЧ-фильтром и контролируется цепью обратной связи драйвера. Меняя условный резистор в цепи обратной связи, можем задавать требуемый ток через светодиоды. Переменного тока в проводе и излучения проводами-антеннами в данном случае нет. Это верно? Такая задача не вызывает трудностей?

Теперь для управления яркостью врезаем, допустим, 8 параллельных полевых ключей с резисторами в цепь обратной связи драйвера, размещая их на его же плате. Первый из ключей своим резистором "даёт" 1/2 уставки тока, каждый из последующих ещё в 1/2 раза меньше. И наконец, ставим постоянный резистор мимо всех ключей, дающий оставшиеся 1/(2^9) тока. В сумме имеем 100%.
При включении того или иного набора ключей драйвер будет давать ток в соответствии с цепью обратной связи, но тоже постоянный и без использования низкочастотного ШИМ.
Получаем 8-битное управление яркостью - 256 градаций.

Хмм. своего рода токовая R2R выходит Любопытно. Надо подумать. Спасибо за идею.

В этом подходе мне лично (а я себя лично считаю ламером в электронике) не понятна одна вещь.

Вот ставим мы тучу полевиков и первый должен давать 1/2 тока. Но ведь полевик с резюком - хреновый источник тока,
т.е. он не 1/2 давать будет, а большой разборос. Аналогично с 1/4. Т.е. как это лестницу точно откалибровать. А точность нужна огого, думаю в пределах максимум 5%, иначе будет разброс в светимости. В шиме это проще, берем 16 битный шим и получаем нереальную точность.
А здесь мы включили один полевик, смотрим на обратной связи - мало, включаем еще один, смотрим - слишком много - капец. Я даже не удивлюсь, если 1/128 может оказаться по факту больше чем 1/64 из-за разброса точности резюков и параметров полевиков.
Я конечно понимаю, что можно поставить везде подстроечники и настроить, но тогда производство такой фиговинки будет слишком трудоемким и следовательно дорогим.

И еще есть момент, 350мА (1/2 от максимума) через неполностью открытый полевик может серьезно его греть. Очень серьезно.

ArtemKuchin писал(а):Сначала расскажу откуда вопрос. Мы возим светодиодные лампы на продажу......у кого то будет хороший фотик с ИСО 800 и он решит пофоткать внутри помещения.

если на продажу, то это ширпотреб. и нужно с пониманием относится к таким изделиям, так что там 300 Гц шим это ещё нормально. А вдруг у кого будет высокоскоростная камера и он захочет поснимать? Под эти требования тоже ширпотребовские лампы подгонять. Фотолампы это уже совсем другой уровень, в том числе и ценовой.. Дайте ссылку на научные медицинские исследования о вреде освещения с шим порядка 300 Гц. ?
Питать мощный светодиод без имс-драйвера не серьезно. А у имс есть даташиты, где написано, возможно ли там применение шим и какой частоты. Вначале определитесь с драйвером. Как вариант для очень крутой разработки - комбинированное решение шим плюс амплитудное регулирование с обратной связью на микроконтроллере.

m.ix писал(а):Китайцы давно всё за нас сделали

Да, китайцев трудно обогнать

vin_07 писал(а):

ArtemKuchin писал(а):Сначала расскажу откуда вопрос. Мы возим светодиодные лампы на продажу......у кого то будет хороший фотик с ИСО 800 и он решит пофоткать внутри помещения.

если на продажу, то это ширпотреб. и нужно с пониманием относится к таким изделиям, так что там 300 Гц шим это ещё нормально. А вдруг у кого будет высокоскоростная камера и он захочет поснимать? Под эти требования тоже ширпотребовские лампы подгонять. Фотолампы это уже совсем другой уровень, в том числе и ценовой.. Дайте ссылку на научные медицинские исследования о вреде освещения с шим порядка 300 Гц. ?
Питать мощный светодиод без имс-драйвера не серьезно. А у имс есть даташиты, где написано, возможно ли там применение шим и какой частоты. Вначале определитесь с драйвером. Как вариант для очень крутой разработки - комбинированное решение шим плюс амплитудное регулирование с обратной связью на микроконтроллере.

m.ix писал(а):Китайцы давно всё за нас сделали

Да, китайцев трудно обогнать

Упомянутые 300 Гц это в блоках питания от OSRAM (OPTRONIC) в лампах, о которых речь мозгов вообще нет, это просто диод+теплоотвод и оптика, все. Но разумеется, это все делается для широкого потребления, и съемка дома фотоаппаратами с выдержкой 1/800 очень даже широко распространена. Разумеется и МК и драйвер будет в БП для этих ламп, но на них можго реализовать разные подходы и частоты шим. Вопрос в том, что выбрать и какие параметры. И уже под выбранный подход можно подобрать и драйвер, их сейчас миллион.
Я не говорил, что 300Гц это вредно. Я не про это. Я про техническое неудобство такого света при фотосъемке (возможно и при видео) и при резких движениях головы (стробоскоп).

Не совсем так - никаких силовых цепей полевиками коммутировать не надо.

Полевики работают в ключевом режиме - вкл/выкл.

Резисторы R1..R8 имеют номиналы порядка 100 ом - единиц килоом. Сопротивление открытого полевика на их фоне "потеряется".
R0 задаёт максимальный ток, когда все ключи выключены. Чем больше ключей включено, тем выше усиление операционника, тем ниже напряжение на Rsence и тем слабее ток через светодиод.

Номиналы надо брать исходя из яркостей, либо, действительно, по приниципу удвоения усиления на каждой ступени. R-2R, кажется, тут в лоб не годится, но можно попробовать просчитать.

Можно было бы заменить сам токовый резистор Rsence такой структурой, но там может сказаться сопротивление открытого полевика, так как токовый резистор обычно уже имеет сопротивление в доли ома - не каждый полевик сгодится.

Если где и ошибся, то саму мысль вроде озвучил

ооо. он оно как!
Спасибо, передам и эту идею разработчику. Надо ее оценить.

Только один момент, самое интересное после "к драйверу". Как дравер с этим управляться будет? Через управляющий полевик, который "слегка приоткрывается" на не полной яркости? Опять получаем до 700мА через полевик, который не открыт - горячо. А если открывать полностью, то тока шим опять. Я не вижу тут решения проблемы подачи тока на диод без разогрева. Для маленьких диодиков это катит на ура, а для 5Вт это как-то горячо становится.

Драйвер управляться будет с этим так же, как если бы был только один токоизмерительный резистор Rsence из его типового включения. Cтабилизация тока должна выполняться уже самим драйвером - его дело, как он будет работать, линейно ли или импульсно, но точно так же, как если бы мы включили его просто на постоянную яркость. Посмотрите, как включаются типовые драйверы светодиодов. Датчик тока даёт ему информацию, чему сейчас равен ток.

Всей этой цепью мы "обманываем" петлю обратной связи.

Никаких дополнительных нагревов не будет.

Тогда мы вообще о разных вещах говорили все это время. Все драйверы, которые я видел, для управления мощными светодиодами используют ШИМ, т.е. шим никуда не уходит, а rsense вход у них и так есть и у многих есть даже 10-12-16 битовое управление яркость по цифровому каналу. Проблема то не в обратной связи, а в подаче тока, о чем и был самый первый пост.