Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 10/30/50/100W LED Applikation + Treiber (UC3843A 150W Step-Up-Module)


von Christian W. (Firma: www.360customs.de) (doctormord)


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Hi,

auf der Suche nach einem passenden Treiber für meine 30/100W LEDs habe 
ich (Wir -> d-amp.org Forum) mich mit den günstigen 150W-Step-Up-Modulen 
auf Basis des UC3843A befasst. Die Teile gibt es um 4€ in China.

Dokumentiert ist es hier:

http://www.360customs.de/2014/05/103050100w-led-applikation-treiber/

Herausgekommen ist eine Konstantstromquelle, die (erstmal) 
zufriedenstellend funktioniert.

Gruß Christian

: Verschoben durch Moderator
von Christian W. (Firma: www.360customs.de) (doctormord)


Angehängte Dateien:

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Ich habe heute mal den Step-Up-Wandler eingemessen, unmodifiziert zeigt 
er bei Uin=12V4, Uout=32V und Rload=15R2 (Iout=2A, Pout=67W) folgendes 
Verhalten (Orange=Vout, Blau=Vinduktor).

Top Teil! ^^

von S. D. (der_nachtfuchs)


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Das Layout dieser Teile finde ich nicht vertrauenserweckend. Sieht das 
auf den Scopes nur so aus, oder hat der Wandler ein Regelverhalten wie 
ein überfahrener Marder?

Wenn dem so ist, müsstest du es mit einer kleinen Induktivität 
herausfiltern. Denn auch kurze Stromspitzen sind für Leistungs-LEDs, die 
eh an der thermischen Grenze betrieben werden, sehr schädlich.

Wenn du vorhast, das für LEDs zu vermarkten, kannst du bei 
http://www.fritzing.org Platinen routen und anschließend ätzen lassen. 
Vorher aber den Shunt mit Abgleich und die Verbindungen auf der Platine 
mit einbauen ;)

von Tobi B. (tobs1990)


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Hallo Christian,

Danke dass du mich (kann nur für mich sprechen) an deinen Efahrungen 
teil haben lässt und deine ermittelten Daten online gestellt hast.

Ich kenne mich mit Step Up Convertern nicht so gut aus. Kannst du 
interpretieren was man da sieht?
Alle 10ms sind 2 Schaltvorgänge zu beobachten, oder?

Die kleinen Schwankungen sollten bei einer LED-Anwendung ja eingentlich 
nicht stören, da man die mit dem Auge eh nicht wahrnimmt. Mit 
Kondensatoren könnte man das aber sicherlich noch vollst. glätten, oder?

VG Tobias

von Christian W. (Firma: www.360customs.de) (doctormord)


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Hi,

das "Regelverhalten" im Original ist tatsächlich "wie ein überfahrener 
Marder". Das liegt unter anderem daran, dass mit 100n kompensiert wird. 
Zum anderen funktioniert die Beschaltung der Strombegrenzung nicht 
zufriedenstellend, geschuldetet durch den kleinen Shunt. Das Signal von 
Rsense wird hierbei durch einen Spannungsteiler hochgesetzt. Vergrößert 
man diesen bspw. auf 30-60mOhm, sieht dasa ganze schon besser aus. Der 
Spulenstrom wird ebenfalls nicht (auf verträgliche Werte) begrenzt.

Fährt man den Wandler unter Volllast, sollte die Spule irgendwann 
abkochen.

Die gezeigten Simulationen sind noch mit 10uH angenommener Induktivität 
gemacht, gemessen/umgerechnet haben wir jetzt ~2.3uH.

Anscheinend sind die Wandler für kleinere Uin/Uout Verhältnisse 
ausgelegt.

Vermarkten möchte ich die Teile nicht, mir geht es derzeit primär um die 
Verwendung an einem Fahrrad mit 2x30/50 W LED als zuschaltbares 
"Flutlicht".

Es gibt inzwischen mehrere Ansätze, wie man den Strom in einem 
sinnvollen Rahmen hält, bspw. mit variabler Startfrequenz. Ich werde die 
Ergebnisse nachpflegen.

Leider reagiert das alles empfindlich auf den ESR des Ausgangselkos.

Im Eintrag auf 360customs gibt es am Ende die LT-Spice Dateien, falls 
jemand selbst ein wenig herumspielen möchte.

Gruß Christian

: Bearbeitet durch User
von Udo S. (urschmitt)


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Christian W. schrieb:
> Vermarkten möchte ich die Teile nicht, mir geht es derzeit primär um die
> Verwendung an einem Fahrrad mit 2x30/50 W LED als zuschaltbares
> "Flutlicht".

Das du natürlich nie im öffentlichen Straßenverkehr einsetzt...

von Christian W. (Firma: www.360customs.de) (doctormord)


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Natürlich nicht!

: Bearbeitet durch User
von Christian W. (Firma: www.360customs.de) (doctormord)



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Ich hab mal diese Variante zusammengelötet, C5 hat 120mOhm ESR.

Uin: 12.4V
Iin: 4.6A
Uout: 38.5V
Iout: 0.9A

Nach ca. 60 Sekunden hat die Spule 100°C, der Kühlkörper vom FET 75°C, 
der Ausgangselko und die Diode sind so bei 65°C.

:-)

Mein Netzteil liefert 30V/5A (ES 030-5):
http://www.schulz-electronic.de/userfiles/file/manual/ES150_B_D.pdf

Problematisch ist, dass der Wandler beim Start durch die Strombegrenzung 
manchmal hängen bleibt. LED leuchtet zwar, aber eingangsseitig hängt er 
bei 9.5V 5.2A fest. 8-|

Ändert man R6 auf 33k, sieht schon besser aus:

Uin: 12.4V
Iin: 3.9A
Uout: 38.5V
Iout: 0.9A

~80% Wirkungsgrad

Zurück gebaut auf die Standardbeschaltung (wie geliefert),

ergeben sich gleiche Werte, nur dass die Spule nun ca. 5 Minuten 
braucht, um 90°C zu erreichen. Dort bleibt sie dann auch (+5-0°C).

Das Neustartproblem mit dem Hängenbleiben ist in jedem Fall 
temperaturabhängig.

-.-

: Bearbeitet durch User
von Christian W. (Firma: www.360customs.de) (doctormord)


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Zurück gebaut auf die Standardbeschaltung (wie geliefert),

ergeben sich gleiche Werte, nur dass die Spule nun ca. 5 Minuten 
braucht, um 90°C zu erreichen. Dort bleibt sie dann auch (+5-0°C).

Das Neustartproblem mit dem Hängenbleiben ist in jedem Fall 
temperaturabhängig.

-.-

Mit mehr Eingangspannung ist das Problem natürlich obsolete, 150W werden 
bei einem Hochsetzverhältnis von >=3.2 bei Dauerlast keinesfalls 
erreicht.

von Christian W. (Firma: www.360customs.de) (doctormord)



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Um der Sache entgegen zu wirken, wurde die Spule umgewickelt.

Original:

5Wdg. 0.5mm trifillar

auf

9Wdg. 1.0mm bifillar

Die Induktivität ist damit ~8uH, der Spitzenstrom ~halbiert.

Nach 10 Minuten bleibt die Spule um 70-72°C.

Beides wurde mit 40mOhm simuliert, in der Realität wird es weniger sein.

Aus

Uin: 12.4V
Iin: 3.9A
Uout: 38.5V
Iout: 0.9A
W=72%

wurden jetzt:

Uin: 12.4V
Iin: 3.65A
Uout: 38.5V
Iout: 1.05A
W=89%

Geht doch.

: Bearbeitet durch User
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