Заказной анализ СИД-драйверов. Часть 3.

Тема в разделе "Свет", создана пользователем Dhaitya, 8 июн 2008.

?

Полезны ли подобные обзоры компонентов для фонарей?

  1. Да, я считаю, что они могут помочь в выборе и модификации.

    90,5%
  2. Нет, бесполезны.

    0 голосов
    0,0%
  3. Да ну, хрень какая-то написана...

    9,5%
  4. Другое. Поясню в своём сообщении.

    0 голосов
    0,0%
  1. Dhaitya

    Dhaitya Guest

    Продолжение.
    Часть 1.
    Часть 2.

    В последние 2 года белые светодиоды высокой мощности прочно заняли лидирующие позиции среди источников света в фонарях. Но ещё раньше их возможности и перспективы осознали те, кто используют разнообразные фонари в своих увлечениях и повседневной деятельности. Самодельные конструкции тогда царствовали безраздельно. До тех пор, пока массовое производство не охватило этот сектор сбыта. Тогда волна переделок и самодельных конструкций стала спадать.
    Однако, в последнее время мы видим обратный процесс: DealExtreme.com, KaiDomain.com, BatterySpace.com охватили продажами весь мир. Те, кого раньше останавливала необходимость сборки и настройки сложного преобразователя для СИД или контроллера литиевого аккумулятора, получили возможность купить готовое устройство и собрать из комплектующих фонарь, не уступающий изделиям известных производителей. И даже превосходящий их.
    И многие, для кого фонарь - не просто источник света, но часть системы жизнеобеспечения в сложных подземных условиях, желают точно знать, что они покупают и как это работает.
    Особенно важно это знать стало в последнее время, когда даже образцы былой надёжности, ставшие символом долгой и отличной работы, сдают позиции в угоду прибыли. (Да, это, к сожалению, о Petzl и использовании этим производителем дешёвых комплектующих китайской фирмы Zetex.)

    Итак, что спелестологи и спелеологи получают за свои деньги и можно ли доверить этой продукции свою жизнь?




    Заказчиком были предоставлены 2 конвертора:
    1. NJG-18
    2. NANJG 21

    Целью Заказчика было получение ответа на вопросы:
    1. каковы параметры драйвера NJG-18 в серии тестов на эффективность, аналогичной данной.
    2. позволяют ли характеристики драйвера NANJG 21 его эксплуатацию в подземных условиях?
    3. каковы возможные методы устранения недостатков драйвера NANJG 21?


    I. NJG-18
    Драйвер и методика тестирования описаны здесь: http://www.caves.ru/showthread.php?t=19106

    Результаты тестирования приведены в таблице:
    [​IMG]

    Как видно, тестируемый образец имеет меньшее напряжение запуска, что связано с технологическим разбросом компонентов. При этом его эффективность ниже на 2% в среднем.
    Номиналы R1 et R2 также отличаются от контрольных, они равны 30к и 10к соответственно. Это привело к уменьшению диапазона установки выходного напряжения и верхней его границе 4В8, при которых и тестировался образец.


    II. NANJG 21
    Прибор позиционируется в качестве источника питания мощных диодов числом до 5-и током 755мА от источника напряжением до 18В с эффективностью до 0.94.

    Схема устройства:
    [​IMG]

    Устройство представляет собой понижающий преобразователь на ИМС PT4105 с внутренним переключающим транзистором и со стабилизацией выходного тока нагрузки.

    Эффективность преобразователя измерялась в 12-и режимах, осциллограммы снимались на переходе переключающего транзистора при 500uS/div:
    1. Нагрузка 3R3, входное напряжение 4В1, эффективность 0.70, ток нагрузки 0А86.
    [​IMG]
    5V/div

    2. Нагрузка 3R3, входное напряжение 5В0, эффективность 0.73, ток нагрузки 0А95.

    3. Нагрузка 3R3, входное напряжение 6В0, эффективность 0.73, ток нагрузки 0А97.
    [​IMG]
    5V/div

    4. Нагрузка 3R3, входное напряжение 7В5, эффективность 0.76, ток нагрузки 0А97.

    5. Нагрузка 3R3, входное напряжение 10В0, эффективность 0.77, ток нагрузки 0А97.
    [​IMG]
    10V/div

    6. Нагрузка 3R3, входное напряжение 15В0, эффективность 0.79, ток нагрузки 0А98.

    7. Нагрузка 4R5, входное напряжение 5В0, эффективность 0.79, ток нагрузки 0А87.
    [​IMG]
    5V/div

    8. Нагрузка 4R5, входное напряжение 7В5, эффективность 0.86, ток нагрузки 0А98.
    [​IMG]
    10V/div

    9. Нагрузка 4R5, входное напряжение 10В0, эффективность 0.86, ток нагрузки 0А98.
    [​IMG]
    10V/div

    10. Нагрузка 4R5, входное напряжение 12В5, эффективность 0.87, ток нагрузки 0А98.

    11. Нагрузка 10R0, входное напряжение 10В0, эффективность 0.91, ток нагрузки 0А86.
    [​IMG]
    10V/div

    12. Нагрузка 10R0, входное напряжение 12В5, эффективность 0.91, ток нагрузки 0А88.
    [​IMG]
    10V/div

    При повышении напряжения питания до уровня >16В, наблюдался сбой работы ИМС с любой нагрузкой: частота преобразования падала в несколько раз, выходной ток снижался до нескольких миллиампер. Для выхода из данного режима требовалось перевключить конвертор. Следовательно, максимальное количество СИД, которые могут быть подключены к выходу конвертора последовательно - 3, а питание следует ограничить уровнем 15В.
    Как видно, на всех осциллограммах присутствует высокочастотный шум, порождаемый паразитными элементами платы и снижающий эффективность за счёт увеличения общего количества ВЧ-токов в дросселе, ключе и диоде обратного хода.
    Стабилизация тока нагрузки происходит не на 755мА, как заявляет поставщик, а на 970мА, что создаёт перегрузку ИМС по выходу в 1.86 раза. Вообще, PT4105 в данном варианте включения не должна работать с током нагрузки >370мА и превышение является очень грубым нарушением. Осциллограммы подтверждают это: чем шире импульс, тем меньше эффективность из-за увеличения времени протекания тока по перегруженному ключу, т.е. увеличения вклада потерь на транзисторе.
    Дроссель также на расчитан на предложенный режим: он намотан проволокой D=0.2мм и даже при свободной конвекции разогревается до температуры >55C, при этом температура крышки корпуса ИМС составляла 65-70С.
    Ещё одним немаловажным моментом является отсутствие на плате монитора понижения напряжения, на схеме он указан пунктиром и присутствует на фотографиях продавца.

    Выводы:
    Конвертор NANJG 21 для эксплуатации непригоден из-за грубейших нарушений проектирования, допущенных Производителем и приводящих к выводу устройства на режим недопустимых выходных токов, что приводит к перегреву устройства и многократно повышает вероятность быстрого отказа.
    Заказчику рекомендуется снять имеющиеся конверторы с эксплуатации и произвести их списание.

    Альтернативой является увеличение сопротивления R3 до значений:
    1. 0R47-0R53, если планируется эксплуатация с питанием 10-15В
    2. 0R36-0R43, если планируется эксплуатация с питанием 7.5-10В
    3. 0R33-0R36, если планируется эксплуатация с питанием 4-7.5В
    При данных значениях конвертор может использоваться с необходимым уровнем надёжности.
     
    Последнее редактирование модератором: 8 июн 2008

Поделиться этой страницей