Народная габаритная фара (500 lm RED STOP LIGHT)

[redimer]

Где вы все раньше были когда я еще не купил 2 пакета индуктивностей на 68 и 82 мкГн (1,5а и 1,3а постоянного тока) и пакет IRF8010 

Эти номиналы которые применяются в схеме Лехи [b-b]FAS_r7[/b-b], я несколько раз звонил и консультировался перед покупкой какие индуктивности нужны в схеме 

[Wector]

Где вы все раньше были когда я еще не купил 2 пакета индуктивностей на 68 и 82 мкГн (1,5а и 1,3а постоянного тока) и пакет IRF8010 

Эти номиналы которые применяются в схеме Лехи [b-b]FAS_r7[/b-b], я несколько раз звонил и консультировался перед покупкой какие индуктивности нужны в схеме 

Только вчера залез в эту тему. 
Ну FAS_r7, тоже видать ставил, что было под рукой...

[zap]

а мне кажется что оптимальнее конфиг дидов поменять на 9s4p и ток убавить еще...
ну а катушку однозначно надо бы побольше индуктивностью...

Тогда уж 12S3P (30В).
Макс ток при этом нужен в четыре раза меньше (90 мА).
Катушка при этом потребуется на 5300 мкГн (5.3 мГн) .
Правда, на ток всего 90 мА. Так что размер катушки будет прежним, просто будет много витков тонким проводом.
Никуда от законов сохранения не уйдёшь

Так что уж пусть будет как есть, всего-то катушку заменить на 330 мкГн/0.36А, и ключ на IRFR120Z и уже более-менее.

[zap]

Эти номиналы которые применяются в схеме Лехи [b-b]FAS_r7[/b-b], я несколько раз звонил и консультировался перед покупкой какие индуктивности нужны в схеме 

Ключевое слово здесь Лёха
С его сковородками как раз такие номиналы и нужны.
Но чем меньше ток драйвера, тем больше индуктивности нужны, и тем менее мощные ключи.
У ключей на большие токи есть и обратная сторона медали, так что не всегда дороже значит лучше

Купленные индуктивности и транзы пригодятся для мощных драйверов. Но для маленьких токов нужны другие детали. Я же не знал, что ты выберешь такие маломощные светодиоды. В начале-то речь шла об использовании 1-3-5 ваттных светодиодов.

[redimer]

Купленные индуктивности и транзы пригодятся для мощных драйверов. Но для маленьких токов нужны другие детали. Я же не знал, что ты выберешь такие маломощные светодиоды. В начале-то речь шла об использовании 1-3-5 ваттных светодиодов.

Да это понятно, но как это вяжется с тем фактом что IRF8010 имеет полный заряд затвора - 81 нанокулон?
От того что увеличился ток, не как мощность выходного дравера HV9910B не увеличится, верно?
Значит в мощном исполнении тоже желательно использовать промежуточный каскад чтоб не перегрузить HV9910B.

[zap]

Возможно, у HV9910 имеется некоторая перегрузочная способность

В данном случае, что вижу в даташите, то и пою.

The GATE output of the HV9910B is used to drive an external FET. It is recommended that the GATE charge of the external FET be less than 25nC for switching frequencies ≤100kHz and less than 15nC for switching frequencies >100kHz.

Выход GATE HV9910B используется для управления внешними FET. Рекомендуется внешний FET с зарядом затвора меньше, чем 25nC для частоты переключения ≤ 100 кГц и менее 15nC для частоты переключения > 100 кГц.

Не знаю, какая частота получилась в драйвере [b-b]FAS_r7[/b-b], там подстроечник стоит. Впрочем, на вид оно больше 100 кГц.

В мощном исполнении это сколько ампер? Если до 5-10 ампер, то вполне можно обойтись и без драйвера, тока надо выбирать ключ по рекомендациям даташита.

Вообще, заряд затвора сильно зависит от напряжения сток-исток (хотя ёмкость несколько падает с увеличением напряжения, но заряд прямо пропорционален напряжению). Если ты тестировался на низких входных напряжениях, вполне может быть, что оно не греется. А если подать 100 вольт, тут-то веселуха и начнётся.

[zap]

Вообще, даже в даташитах много непоняток с ёмкостью затвора.

Вот наглядный пример из даташита обсуждавшегося IRFR120Z.

График зависимости полной ёмкости затвора от напряжения сток-исток:


При этом из этого же даташита (таблица Electrical Characteristics) мы узнаём, что:
Total Gate Charge = типично 6.9 nC, максимум 10 nC при условии I_D = 5.2A, V_DS = 80V, V_GS = 10V.

Но если исходить из приведённого выше графика, то полная ёмкость затвора при V_DS=80V примерно равна 290 пФ. То есть, полный заряд затвора 290*10^-12 * 80V = 23.2 нКл. Ну и где обещанные 6.9 нанокулон?

При этом открываем даташит родственного ключа IRFR120N, и видим:

Total Gate Charge = максимум 25nC, при условии I_D = 5.2A, V_DS = 80V, V_GS = 10V.

При этом по графику ёмкости для IRFR120N:

Вот с этим графиком у заявленной полной ёмкости затвора полная любовь и согласие.

Как-то неочевидно, что заряд затвора разновидности N аж в два-три раза выше заряда затвора разновидности Z?

[redimer]

Вообще, заряд затвора сильно зависит от напряжения сток-исток (хотя ёмкость несколько падает с увеличением напряжения, но заряд прямо пропорционален напряжению). Если ты тестировался на низких входных напряжениях, вполне может быть, что оно не греется. А если подать 100 вольт, тут-то веселуха и начнётся.

Кстати вполне вероятно что веселуха начнется, я тестировал на 12в входном напряжении.
ну найти новые ключи и индуктивности 330 мкГн думаю не проблема.

[redimer]

Так что уж пусть будет как есть, всего-то катушку заменить на 330 мкГн/0.36А, и ключ на IRFR120Z и уже более-менее.

итак ключ IRFR120Z
катушка RLB0914-331KL индукт. 330 мкГн
какой резистор примерно (частоту) ?

[zap]

Я считал для 100 кОм, как у тебя на схеме.
При этом частота получается 200 кГц, как я уже говорил. Дофига, конечно, особенно если не верить даташиту IRFR120Z насчёт полной ёмкости затвора .

Давай лучше проведём полный расчёт по рекомендациям производителя. Если тебе не понравится что-то, всегда можно пересчитать.

Исходные данные:

Входное напряжение:
V_IN.MIN=30V
V_IN.NOM=60V
V_IN.MAX=100V

Выходное напряжение:
V_O=5V

Выходной ток:
I_O=0.36A

Выбираем частоту переключения в 150кГц, чтобы минимизировать катушку.
Тогда период (формула 1):

T_S.NOM=1/150000=6.6мкс

Время выключения (у нас режим с постоянным временем отключения) (формула 2):
t_OFF=(1-5/60)*6.666 = 6.11мкс

Считаем резистор (формула 3):

R1=6.11*25-22 = 130 кОм.

Считаем индуктивность, для пульсаций тока в 30% от номинала (формула 4):

L1=5*6.11/(0.3*0.36)=282мкГн (330 будет даже более лутчше, ниже пульсации).

Теперь резистор шунта (формулы 5, 6):

Пиковый ток I_PK=0.36+(5*6.11)/(2*282)=0.41А
Шунт R2=0.25/0.41 = 0.61Ω

Индуктор тоже должен быть расчитан на такой ток (постоянно). Ищем по вот таким даташитам. Подойдёт, например, RLB0914-331KL (0.6А) или RLB1314-331KL (0.55А).

Рассеиваемая на шунте тепловая мощность: P_SENSE=0.36²*(5/30)*0.61= 0.013Вт, пренебрежительно мало.

Средний ток через ключ (8 ):
I_FET=0.36*(5/30)^1/2=0.147А

Честно говоря, для тока 0.36А IRFR120Z весьма избыточен, да и частоту 200 кГц я не представляю как он потянет.
Так что лучше пойти на какой-нибудь сайт с параметрическим поиском радиодеталей, и поискать. Заодно, плюс данного метода в том, что искать будем ещё и среди распространённых деталей. Например, попробуем Платан.

Выбираем сбоку закладку "параметры", выбираем структуру N-канальный, задаём напряжение сток-исток 100В и жмём поиск. Находим отличного кандидата IRFL110PBF, 1.5А постоянных, 8.3 нКл ёмкость затвора (настоящих! видно по графику Ciss).

В общем, как-то так. Также неплохо, если меня подловят на х поправят старшие товарищи

[redimer]

я только что был в платане. Купил индуктивности на 330мкГн ток правда всего 500 мА.
Ключей IRFR120Z в наличии не оказалось. Сказали будут на днях но в другом корпусе. Ну и фиг с ними раз такая пляска.
Зато очень удачно купил сверло 0.5мм и станок + мелочушки и самое главное керамических конденсатором 2.2мкФ для генератора.

Зап отдельное спасибо за столь профессиональную помощь. Не знаю как отблагодарить даже

[zap]

Пока ехал домой, сообразил ещё одну вещь.

Ежели тебе нужна фара на два режима (360 и 120мА), то надо оба просчитать, и выбрать номиналы, которые устраивают оба режима.
В частности, индуктор для режима 120мА нужен будет побольше индуктивностью, иначе пульсации тока будут в треть от 0.36А, т.е. пульсации в 120мА. То есть, если использовать индуктивность на 330 мкГн, ток будет плясать от 0 до 240 мА, при этом средний может и будет 120мА, но как-то стрёмно диоды в таком режиме использовать.

Если же ориентироваться на пульсации тока в 30% от 120мА, тогда индуктивность нужна:

L1=5*6.11/(0.3*0.12)=848мкГн

О как. Эта же индуктивность пойдёт и для режима 360мА, но ток там будет до 0.41А, как уже писал выше.

Итого, нужна индуктивность на 850 мкГн и ток 0.41А. Довольно здоровенная индуктивность, такие ещё надо поискать.

В принципе, можно взять максимально возможную индуктивность из серии RLB0914, это будет RLB0914-681KL на 680 мкГн (макс ток 0.4А).
Тогда пульсации при токе 120мА будут "всего" 40% от 120мА, что терпимо.

Либо как-то переформатировать фару, чтобы жрала 360мА во всех режимах.

P.S. Хорошо хоть, что не успел купить ключи =)  IRFL110 там тоже должен быть.

[redimer]

а эти вредные пульсации тока от 0 до 240 мА разве не сглаживает конденсатор 4.7 мкФ который стоит после индуктивности паралельно светодиодам?

[zap]

а эти вредные пульсации тока от 0 до 240 мА разве не сглаживает конденсатор 4.7 мкФ который стоит после индуктивности паралельно светодиодам?

С конденсатором плохо работает ШИМ-управление яркостью (через ногу PWMD). Но, если я правильно понял, ты яркостью собираешься управлять через ногу LD. Тогда конденсатор, действительно, сгладит пульсации. Надо просимулировать схему и посмотреть, насколько.

[zap]

С конденсатором получается полная красота!

Это при токе 360мА. При 120мА практически то же самое.
Единственное, что ток устаканивается за одну десятую миллисекунды. То бишь, если управлять яркостью ШИМом (через ногу PWMD), надо чтобы период ШИМа был не чаще 1кГц, а лучше меньше...

Единственное, что при 120мА время включения получается 0.3 мкс... это практически предел для HV9910. Я даже не уверен, что удастся достичь 120мА... ну, бум надеяться, что можно.

Так как планируется реализовать режим габаритов? 120мА мы получим, это ладно. А коммутация фары какая будет?

[redimer]

Единственное, что при 120мА время включения получается 0.3 мкс... это практически предел для HV9910. Я даже не уверен, что удастся достичь 120мА... ну, бум надеяться, что можно.

Так как планируется реализовать режим габаритов? 120мА мы получим, это ладно. А коммутация фары какая будет?

Освежил схему с учетом последней моды на индуктивности.
вот такое управление...

[zap]

Так вроде же выяснили, что с конденсатором хватает и 330 мкГн (см. график тока выше).
Тем более, что у 330 мкГн сопротивление будет меньше, а значит КПД преобразователя будет выше.

[FAS_r7]

честно, когда собирал себе обе версии фары, про рекомендованный в даташите заряд гейта полевика не заметил...

8010 ставил, как правильно заметили, под рукой валялся.  ток диодов тогда был в 700мА, входное напряжение 75В было.  работало вроде нормально (без дыма).

в последней версии фары (на 11 МСЕках) транз стоит IRF530, индуктор на 68мкГн и ток в диоды 2,5А.   но с самими диодами электролит на 1000кмФ стоит, сглаживает, да так что ажЪ строб не четкие (плавно угасающие) паузы имеет.