LiFePo4 för att driva PowerLED?

Lysdioder, Optiska sensorer, Fiberoptik, Displayer, Lasrar, Optiska kopplare
marcusg
Inlägg: 189
Blev medlem: 7 juli 2007, 21:27:51
Ort: Mariehamn (FI)

LiFePo4 för att driva PowerLED?

Inlägg av marcusg »

Sitter och försöker hitta någon bra lösning på hur jag skall driva en PowerLED (typ Cree XR-E) med batteri. Utrymmet de skall in i är cirkulärt med en diameter på 44mm. Har lyckats få in en AAA-NIMh-cell med en boostkrets i en prototyp, men att driva en PowerLED från ett 1,2V 800mAh batteri ger ju inte så lång lystid, även om jag det efter lite tester verkar räcka med c:a 100mA genom lysdioden för att få lagom mycket ljus.

Letade därför alternativ, tänkte LiPo som blev Li-ion som blev LiFePo4... Elektronikkunskaperna är dock inte vad de aldrig har varit, så min jag undrar hur man skulle bära sig åt att driva en PowerLED (som skall ha c:a 2,8V för att strömmen skall bli 100mA enligt databladet) med en LiFePo4-cell, som enligt Wikipedia har följande data:

Cell voltage = min. discharge voltage = 2.8 V. Working voltage = 3.0 V – 3.3 V. Max. charge voltage = 3.6 V

Direktdrivning känns inte så bra då 3,6V skulle kunna ge en ström på närmare 800mA! Känns som att det vore bättre med något som reglerade strömmen. Skulle inte heller ha något emot att kunna reglera ljusstrykan, om det är möjligt...

Någon som kan peka åt det håll jag skall leta? Är det ens ett bra alternativ med LiFePo4?
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26623
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Re: LiFePo4 för att driva PowerLED?

Inlägg av Icecap »

Du behöver en switchad konstantströmsgenerator. Finns tråd om detta redan.
marcusg
Inlägg: 189
Blev medlem: 7 juli 2007, 21:27:51
Ort: Mariehamn (FI)

Re: LiFePo4 för att driva PowerLED?

Inlägg av marcusg »

Tack, då vet jag vad jag skall börja efterforska!

Kollat lite snabbt... Har sett lite diskussioner över scheman som har ett visst spänningsfall. Eftersom jag har väldigt lika Vin och Vout så har jag ju inte riktigt "råd" med något spänningsfall. Något speciellt nyckelord för att hitta det jag letar efter?
marcusg
Inlägg: 189
Blev medlem: 7 juli 2007, 21:27:51
Ort: Mariehamn (FI)

Re: LiFePo4 för att driva PowerLED?

Inlägg av marcusg »

Kanske något i stil med det som finns på sid 20: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps63020.pdf ? Fast helst inte i ytmonterad förpackning...
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26623
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Re: LiFePo4 för att driva PowerLED?

Inlägg av Icecap »

marcusg: bra krets till detta! Det enda som kvarstår är strömåterkopplingen och det diskuteras i andra trådar. grejen med den krets är att den kan stega spänningen båda ner och upp, alltså ska strömmen till LED'n vara stabil oavsett batterispänningen (inom rimliga gränser).

Sedan är det en QFN-kapsel men det är inget större problem, det är bara en aning pilligt.

Kretsen verkar ha en FB-referens på 0,5V, alltså borde du kunde ha ett 1,5 ohm (0,2W+) motstånd som shunt, detta skulle då ge 333mA.
marcusg
Inlägg: 189
Blev medlem: 7 juli 2007, 21:27:51
Ort: Mariehamn (FI)

Re: LiFePo4 för att driva PowerLED?

Inlägg av marcusg »

Vad är strömåterkoppling för något?

Verkar som jag nog får damma av etsningsutrustningen för detta, experimentkort lär inte räcka till med tanke på utrymmesbrist och att, om jag förstått saken rätt, de här konstantströmkretsarna gärna har ordentliga jordplan och i allmänhet är rätt känsliga saker. Jag som bara vill ha en liten LED att lysa... :D
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26623
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Re: LiFePo4 för att driva PowerLED?

Inlägg av Icecap »

Strömåterkoppling...

Normalt jobbar kretsen efter att skapa en viss spänning på FB (FeedBack)-pinnen. Vanligen använder man en spänningsdelare (Sida 12, R1 & R2) så att utgångsspänningen är stabil.

Men du vill ha en konstant ström och då får man ta en enkel komponent som omvandlar ström till spänning: ett motstånd!

Om vi utgår ifrån sid 12 ska följande ändringar göras:
R2 ska ha värdet 1,5 ohm och tåla minst 200mW (eg. 175mW men bara ifall...)
R1 ska ersättas av LED'n som ska lysa.
R3 lär du inte behöva.

Resultatet: När det flödar ström genom LED'n kommer spänningen på FB att stiga och när den är 333mA kommer FB att ha en spänning på 0,5V vilket jag ser i databladet är referensen. Om FB överstiger 0,5V kommer kretsen att skyffla mindre effekt ut till LED'n, alltså är det en stabil krets - men strömåterkopplat.

Såklart kan du variera R2's värde för att ändra strömmen genom LED'n men den får inte komma under 1,5 ohm. Det finns lite trick för att medge att man kan ändra strömmen med en brytare men det ger generellt mer förlust i R2 och vill du ha full kräm är det ju knappast någon idé att börja fibbla med sånt.
marcusg
Inlägg: 189
Blev medlem: 7 juli 2007, 21:27:51
Ort: Mariehamn (FI)

Re: LiFePo4 för att driva PowerLED?

Inlägg av marcusg »

Om jag vill ha reglerbar ljusstyrka (säg 50-200mA), går det att lägga lämplig potentiometer i serie med R2? Vad menar du med "trick för att medge att man kan ändra strömmen med en brytare"?

"Full kräm" är väl en defintionsfråga, har inte tänkt köra fulla 350mAh genom LEDen då det skulle bli för ljust för det här ändåmålet... Eller syftar du på kretsens verkningsgrad?
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26623
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Re: LiFePo4 för att driva PowerLED?

Inlägg av Icecap »

En potentiometer klarar inte sådana strömmar!

MEN: tänk dig att R2 har ett högre värde, t.ex. 10 ohm. Det ger 50mA vid 0,5V vilket motsvarar lägsta värdet du vill ha.

Sedan tar du ett potentiometer (P1) i serie med ett motstånd (Rx) över R2, Rx mot GND.

FB flyttas då till uttaget på P1. Nu kan man reglera hur stor del av spänningen över R2 som återmatas till FB.
Vid 50mA är det 0,5V över R2, vid 200mA är det 2V.

Om vi då antar att P1 är på 1k ska Rx vara på 330 ohm, det ger en linjär reglering mellan 50mA och ~200mA.
R2 ska dock tåla minst 0,4W, ett 0,5W ger en viss överdimensionering och den värmeutveckling ger såklart en viss förlust.

Ett alternativ är att kunde bygla R2 med olika värden, grundmotståndet är då 10 ohm och sedan kan man parallellkoppla med andra som ger högre ström. Men växla inte motstånd! Parallellkoppla de andra med det största motståndet om du vill det, under själva växlingen kan det bli glapp och då kan skiten brännas av.

En mer avancerat lösning är att lägga in en op-amp som förstärker spänningen från shunten, då kan man enkelt styra det med en offset-spänning från ett potentiometer. Sedan är det ju frågan för hur komplicerat och avancerat du vill ha det hela.

Potentiometer är dåliga pga. att de samlar skit och blir dåliga efter ett tag. Sedan tror jag inte att du behöver en massa lägen, du behöver antagligen "minsta" och "mesta" och vill du lyxa till det lägger du in ett "mitt emellan". 3 lägen räcker väldigt långt.
Senast redigerad av Icecap 6 juli 2012, 19:28:00, redigerad totalt 1 gång.
marcusg
Inlägg: 189
Blev medlem: 7 juli 2007, 21:27:51
Ort: Mariehamn (FI)

Re: LiFePo4 för att driva PowerLED?

Inlägg av marcusg »

Ska försöka hålla mig borta från alltför krångliga lösningar. Visst eftersträvar jag "perfekt", men jag kan inte lägga hur mycket tid som helst på detta lilla hobbyprojekt! Men för att omedelbart motsäga mig själv: steglös ljusintensitet skulle jag dock vilja ha! :D Får väl göra en kompromiss, motivera det genom "prototyp" och göra den "enklare" potentiometervarianten. Sen kanske det visar sig att det räcker med två-tre lägen, men då kan jag ju byta metod... :)

Men: jag är inte helt säker att jag är med på potentiometervarianten. Menar du parallellkoppla (R2) med (P1-R2), och sedan FB mellan P1 och R2? Det känns som att jag är med på hur det funkar, men bäst att dubbelkolla...
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26623
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Re: LiFePo4 för att driva PowerLED?

Inlägg av Icecap »

Bingo!

Viktigt är att 330 ohm motståndet är mellan GND och potentiometern!
marcusg
Inlägg: 189
Blev medlem: 7 juli 2007, 21:27:51
Ort: Mariehamn (FI)

Re: LiFePo4 för att driva PowerLED?

Inlägg av marcusg »

(skrev ju P1-R2 fast jag menade P1-Rx i förra inläget!)

Glömde ju skriva fråga om detta: "Rx ska dock tåla minst 0,4W". Men det är väl bara R2 som behöver tåla lite effekt, då strömmen genom (P1-Rx) inte blir så stor...
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26623
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Re: LiFePo4 för att driva PowerLED?

Inlägg av Icecap »

Öhhh... *host*... skulle bara se om du var med...? :vissla:





:oops:
marcusg
Inlägg: 189
Blev medlem: 7 juli 2007, 21:27:51
Ort: Mariehamn (FI)

Re: LiFePo4 för att driva PowerLED?

Inlägg av marcusg »

Visst! :D

Får tacka så mycket för hjälpen! Ska kika lite mera på det, se om man får tag på kretsen osv. Kommer säkert fler frågor under resans gång...
Skriv svar