Светодиодные сценические осветители

[Falconist]

Уважаемые коллеги,

Заканчиваю ваять сценические осветители на мощных 5-ваттных RGB светодиодах. Практически вся электроника готова, вплотную приступил к питателям светодиодов. Долго и снимательно отслеживал соседние ветки "Светодиодный драйвер HV9910B" и "Драйвер тока на HV9910-нагрев силовых элементов", а также аналогичные темы на других форумах, даже развел макетную плату. Но всё время меня грызли сомнения: "А правильной ли дорогой я иду?" Основания для таких мыслей: HV9910 - достаточно "глючная" (не "любит коэффициента заполнения более 50%, "защелкивается" при включении/выключении, стабилизирует ток недостаточно точно, сильно греется и т.п.). HV9961 - дороговатая. Светодиоды имеют прямой гальванический контакт с питающей сетью - надостаточная электробезопасность. Стрёмно как-то... Да и вообще, все они разработаны для автономного использования, с целью минимизации размеров драйвера. У меня же - достаточно большой сабж, с другой электронной начинкой, питающейся по "холодной" стороне от своего гальванически развязанного БП.

Отсюда возникла мысля: А не пойти ли по уже хорошо накатанному пути, применив чуть ли не "классический" однотактный сетевой преобразователь, с изолированной вторичной обмоткой и обратными связями по току и максимальному напряжению, аналогично заряднику для аккумуляторов (вдруг какой-то светодиод из цепочки "гавкнется" - чтобы не погорело всё на свете).

Пока был в командировке - прикинул схемку. Вроде бы особой ереси навскидку не замутил. DA4.2 - отслеживает ток через светодиоды на токоизмерительном резисторе R3. DA4.1 - максимально допустимое напряжение. Оптрон DA2 - дает ШИМ-сигнал для управления средней яркостью. Все три сигнала, объединенные по схеме "проводное ИЛИ", через оптрон DA1 управляют работой инвертора по "горячей" стороне.

Пока что схема только прикидочная, поэтому нет ни номиналов, ни схемы инвертора. Вместо неё - "черный ящик" со знаком вопроса. "Дежурка" по "горячей" стороне изготовлена и опробована. Выдает +13 В при токе до 100 мА (может и больше - не пробовал, т.к. не надо было). Думаю, что она будет нужна, т.к. из-за прерывистой работы инвертора при диммировании, самоподпитка через дополнительную обмотку (сейчас там стоит знак вопроса) может затягивать периоды включения/выключения, что усложнит функцию диммирования. Но это пока - только предположения.

Светодиоды хочу использовать при максимальном рекомендованном токе 1,4 А (что близко к предельному 1,5...1,6 А). Поэтому хотелось бы, чтобы колебания тока через светодиоды не превышали 5...10% от среднего значения.

Теперь, собственно, вопросы.
1. Какой тип инвертора лучше использовать - прямоход или обратноход? В беседе со Старичком по аське он рекомендовал обратноход. Но, с учетом приведенной схемы, не исключено, что лучше будет применить прямоход? Поэтому дроссель L1 и заключен в скобки и возле него стоит знак вопроса.
2. Насколько принципиально удобно выполнить инвертор на задающей микросхеме? Может быть, просто на транзисторах? Старт-стопный режим, в конце концов, для данного применения не очень критичен. Если удобнее на М/С, то какой её тип лучше использовать? В даташите на UC3842 не увидел схем с полноценной ООС через оптрон, из-за чего и застремался в её отношении.
3. Если всё же на микросхеме, то нужна ли 3-я обмотка в трансформаторе в принципе, если для питания будет использоваться "дежурка"? И как вообще мнение в отношении "дежурки" для постоянного питания инвертора?

Буду рад любым мнениям.

[telekot]

1 Смотря какая мощность.
2 Я считаю что на микросхеме будет лучше, 3842 отлично работает с оптопарой.
Просто не используйте встроенный усилитель ошибки, второй вывод соединяете с пятым, а оптопару подсоединяете между первой и пятой ногой.
Практически всегда так делаю, устойчиво работает.
3 питайте от дежурки.
Может регулировку яркости привязать к току, кажется линейней будет.

[Starichok51]

третья обмотка не нужна при питании от дежурки.
транзистор VT2 для диммирования не нужен . транзистор оптрона DA2 подключаем параллельно R10-R11, с фильтрующим ШИМ конденсатором, и управляем яркостью изменением опорного напряжения в токовом канале.
чем шире импульс этого ШИМа, тем меньше яркость.
подключать оптрон параллельно R11 рискованно из-за напряжения насыщения транзистора оптрона, которое будет сравнимо с напряжением 0,14 Вольта.
согласен с telekot, очень распространенное включение оптрона к ноге 1 - к выходу усилителя ошибки. сам усилитель при этом глушится подключением 2 ноги на общий провод. такое включение используется при применении в стабилизации тл431. а тл431 - тот же ОУ. у вас имеются ОУ вместо тл431.
при фиксированном числе светодиодов обратноход рассчитываем на нужное напряжение и на максимальный ток 1,5-1,6 Ампера. резистор R1 выбираем по рассчитанной амплитуде тока ключа и пороговому напряжению контроллера.
и всех-то делов...

[recolt]

2. Насколько принципиально удобно выполнить инвертор на задающей микросхеме? Может быть, просто на транзисторах? Старт-стопный режим, в конце концов, для данного применения не очень критичен. Если удобнее на М/С, то какой её тип лучше использовать? В даташите на UC3842 не увидел схем с полноценной ООС через оптрон, из-за чего и застремался в её отношении.
Буду рад любым мнениям.

На UC384X свет клином не сошёлся - есть интересный контроллер KA7552 или его более дорогой клон FA5311

[niXto]

Используйте TOPSwitch, VIPer и аналогичные "все в одном". Естественно обратноход при мощности до 50...70, при большей - полумост. При питании от 220 (а не 90...264) стабилизатор тока организуем в высоковольтной части одним резистором, во вторичной только оптрон ограничителя напряжения. Дежурка не нужна. Старт-стопный на таких мощностях и потребителях использовать НЕЛЬЗЯ - будет страшный свист и моргать светодиоды на 50 Гц. К UC384х можно прикрутить нормальный ШИМ добавив один внешний транзистор (есть в даташите)

[Falconist]

Да, мощность позабыл озвучить. Цепочка из 12 светодиодов по 5 Вт. В сумме = 60 Вт. Хотя если считать по напряжению падения на с/диодах (красные = 3,6 В, зеленые и синие - по 4,2 В), то реально получается, соответственно, 43 В*А и 50 В*А.

2 telekot, recolt: Спасибо за информацию. Буду прорабатывать.

транзистор VT2 для диммирования не нужен . транзистор оптрона DA2 подключаем параллельно R10-R11, с фильтрующим ШИМ конденсатором, и управляем яркостью изменением опорного напряжения в токовом канале. чем шире импульс этого ШИМа, тем меньше яркость.

Так сделать, конечно, возможно, но так делать категорически нельзя! Поясню.
а) По условиям светорежиссуры полная темнота является насущной необходимостью. Если я получу (из-за задержек/"хвостов" ШИМ-управления) 95% яркости от максимально возможной - не страшно. А вот 5% будут давать засветку. Что недопустимо. Например, выход в полной темноте, или подсветка костюмов УФ лампами и т.п.
б) Допустим, во время концерта нарушена целостность управляющего кабеля (острым каблучком передавлена какая-то жила). Соответствующий канал загорается на полную яркость. Потушить его невозможно. Концерту гаплык. Если же управлять прямо пропорционально коэффициенту заполнения импульсов, то при их пропадании соответствующий канал просто гаснет. Доработать концерт на 2-х оставшихся цветах худо-бедно можно.

К UC384х можно прикрутить нормальный ШИМ добавив один внешний транзистор (есть в даташите)

Пересмотрел шесть даташитов от разных производителей, ни в одном такого не нашел...

Старт-стопный на таких мощностях и потребителях использовать НЕЛЬЗЯ - будет страшный свист и моргать светодиоды на 50 Гц.

Почему "страшный" и почему 50 Гц???

P.S. Никакие Soft-Start'ы недопустимы!

[Alex9797]

Дежурку я бы оставил. Схема отработана, надежная, и дает кучу свободы в данном случае. Ведь если понадобится полностью тушить светодиоды, то без дежурки и питаться будет нечем.

ШИМ я предлагаю подать так, как во вложении. Ток через светодиоды будет пропорционален длительности импульсов, и перекрывается весь диапазон, от 0 до 100%. И учтена особенность ситуации с "острым каблучком".

Конденсатор на неинвертирующем входе операционника 4.2 проинтегрирует ШИМ, и заданное значение тока будет изменяться достаточно плавно, с минимальными пульсациями.

А то мне очень не нравится "рваный" режим работы микросхемы преобразователя. Ведь в цепях ООС по напряжению и току должны быть инерционные звенья. И это приведет к тому, что будут сплошные переходные процессы. Кроме того, будут проблемы с работой на краях диапазона ШИМ, когда длительность импульса или паузы будет соизмерима с периодом работы преобразователя. Он будет сильно удивляться, и не понимать, что же от него хотят.

[niXto]

Почему "страшный" и почему 50 Гц???

Основной возбуд на сетевой частоте, и дополнительные - на килогерцах в зависимости от нагрузки. Не люблю сверчков в поделках

Пересмотрел шесть даташитов от разных производителей, ни в одном такого не нашел...

[omercury]

А не проще ли проверенный веками БП АТ с повышенным выходным напряжением? А светодиоды уже коммутировать по вторичной цепи. Для современных MOSFETов 1,6А, ИМХО, весьма "игрушечный" ток. А то как бы с яркостью ещё и цветовой баланс не поплыл. Считаю, что в цепи регулировки яркости должна быть чистая цифра, а питальник пусть занимается своими прямыми обязанностями - стабилизирует выходное напряжение.

[telekot]

На UC384X свет клином не сошёлся - есть интересный контроллер KA7552 или его более дорогой клон FA5311

Согласен но чем мне нравятся 384Х что они универсальные и дешёвые.
Закупил сотню другую и голова не болит.
Хоть с оптроном хоть без него, хоть прямоход,
всё можно сварганить.