e-mail
Home

Ultraviolet LED Lamp for scorpions hunting

Universal LED Cluster Driver with precision current control
for maximal light performance

Scorpion in UV light my lamp


Led Lamp Driver with MC34063 Circuit

Rychlý rozvoj technologie LED se projevil i v oblasti produkce jejich integrovaných budičů, často nazývaných LED Drivers. Na trhu je nepřeberná spousta různých integrovaných obvodů pro tento účel. Existují obvody pro buzení seriových nebo paralelních kaskád LED, Step-Up i Step-Down convertory, charge pumps. Když však potřebujete s nimi realizovat nějaké zapojení, tak obvykle narazíte na nečekané problémy. Mnoho budičů LED (LED Drivers) je určeno pro specifický okruh spotřební elektroniky a často postrádá námi požadované vlastnosti. Do nich můžeme třeba zahrnout požadavky na libovolné a přesné nastavení propustného proudu diod (Forward Current), možnost snadno měnit počet připojených LED, široký rozsah napájecích napětí, odolnost proti poruše při odpojení zátěže a zkratu. Nakonec by si asi vybral každý, ale vyvstává naproto základní problém. Tím je dostupnost obvodů, jejichž datasheety lze na webu nalézt snadno a v hojném počtu. Naprostá většina těchto IC LED drivers je v kusových množstvích prakticky nedostupná.


TATO DOKUMENTACE MŮŽE BÝT VOLNĚ VYUŽITA POUZE K NEKOMERČNÍM ÚČELŮM. AUTOR POSKYTUJE TUTO DOKUMENTACI "JAK JE", ZCELA BEZ ZÁRUK A NENESE ŽÁDNOU ZODPOVĚDNOST ZA JEJÍ KVALITU, FUNKČNOST ČI ZA JAKÉKOLIV ŠKODY VZNIKLÉ POUŽITÍM PREZENTOVANÝCH SKUTEČNOSTÍ. VYMÁHÁNÍ NÁHRAD ŠKOD NA AUTOROVI JE TEDY PLNĚ VYLOUČENO.


Záměr:

Při konstrukci UV LED svítilny pro lov škorpiónů (Flashlight for Scorpions Hunting) jsem měl základní požadavek, provozovat sériovou kaskádu UV LED (LED Cluster) při maximálním povoleném proudu diodami. Šlo mi o záruku provozu s maximálním povoleným trvalým výkonem LED, přitom kritérium účinnosti LED budiče nebylo prvořadé. Při konstrukci jsem použil osvědčený, dostupný a také laciný obvod MC34063. Schéma je standardní zapojení Step-Up converter, někdy nazývané Boost converter. Zapojení je vhodné pro UV - Ultraviolet LED i White LED, ale je ho možné pochopitelně použít prakticky pro jakékoliv LED. Například v případě obyčejných červených LED lze zapojit až 16 diod do série. Měnič - converter je schopen provozu na cca 2 - 4 bateriové články nebo na 3 - 4 akumulátory NiMH. Při napájecím napětí menším než 3V již není zaručena funkčnost řídícího obvodu a také účinnost měniče výrazně klesá. Šlo mi o udržení maximálního světelného výkonu v co nejširším rozmezí napájecího napětí i při výrazném poklesu napětí použitých zdrojů. Stabilitu proudu LED totiž nelze běžně zajistit omezovacími rezistory. Obvod měniče s MC34063 tedy zajiš»uje zvýšení napětí na optimální hodnotu a zároveň nepřetržitě řídí proud, procházející LED.

Popis funkce:

Zapojení MC34063 ve funkci spínaného Step-Up / Boost měniče s indukčností je dopodrobna popsáno v dokumentaci obvodu. Změna je především v tom, že obvod v uvedeném zapojení nepracuje jako zdroj napětí, ale jako zdroj proudu. Výstupní proud, který napájí kaskádu LED (LED Cluster), je určen hodnotou rezistoru R3. Proto je možné bez nějakého přenastavování připojovat různé počty LED až do celkového součtu úbytků napětí (Forward Voltage) LED o velikosti 27V. Protože tento typ měniče není obecně zkratuvzdorný, doplnil jsem pro případ poruchy obvodu nebo zkratu výstupu nadproudovou ochranu. Tvoří ji pojistka PolySwitch na pozici rezistoru R1. Pro vlastní funkci měniče však tato pojistka není nutná a nelineární prvek PolySwitch je možné nahradit rezistorem přiměřené hodnoty. Dokonce se tím nepatrně zvýší účinnost zařízení. Ani Zenerova dioda ZD není nezbytná, její úlohou je ochrana měniče před přepětím v případě odpojení zátěže - LED. Kondenzátory C1 a C2 zajiš»ují blokování napájecího napětí, kondenzátory C4 a C5 filtraci výstupního napětí.

Použité součástky:

Obvod MC34063 existuje v provedení DIP a nebo SO-8. Pokud nepotřebujete miniaturizovat, nejspíš sáhnete po MC34063AP1. R1 je PolySwitch RXE 050E 0,5A / 1,17 ohmu jako ochrana proti zkratu. Může být nahrazen rezistorem cca 0,2 ohmu. Pokud není tato hodnota odporu k dispozici, je možné použít bez problémů paralelní kombinaci dvou rezistorů 1 ohm v miniaturním provedení. Také rezistory R2 a R3 jsou málo zatěžovány, je však vhodné použít metalizovanou verzi. Indukčnost L je realizována pomocí radiální tlumivky FASTRON 09P-151 s parametry 150uH / 0,32ohm / 700mA. Usměrňovací dioda D musí být dostatečně rychlá a mít co nejmenší úbytek napětí. 1N5819 je snadno dostupná Schottky dioda a vyhoví. Kondenzátory C1, C3, C4 jsou běžné - keramické. C2, C5 jsou elektrolytické kondenzátory s nízkým vnitřním odporem (low ESR). Pokud si nejsme jisti, tak jako orientační vodítko je možné zkontrolovat teplotní rozsah uvedený na získaném kondenzátoru. Ty s nižšími ztrátami mají na tělese obvykle vyznačenu teplotu alespoň 105 stupňů Celsia. Zenerova dioda je na 27 V a ztrátový výkon minimálně 2W.

LED Driver for UV Cluster


UP

Sep. 2007
e-mail