Заказной анализ СИД-драйверов. Часть 3.

Полезны ли подобные обзоры компонентов для фонарей?

  • Нет, бесполезны.

    Голосов: 0 0,0%
  • Другое. Поясню в своём сообщении.

    Голосов: 0 0,0%

  • Всего проголосовало
    21
D

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:


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:


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.

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.

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.

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.

5V/div

8. Нагрузка 4R5, входное напряжение 7В5, эффективность 0.86, ток нагрузки 0А98.

10V/div

9. Нагрузка 4R5, входное напряжение 10В0, эффективность 0.86, ток нагрузки 0А98.

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.

10V/div

12. Нагрузка 10R0, входное напряжение 12В5, эффективность 0.91, ток нагрузки 0А88.

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:
Сверху