Bơm một vài ampe cho 100 trận đấu

Tôi muốn bơm 4-5 A lên một đèn LED công suất cao cho 100 Lời. Hệ thống của tôi chỉ có pin 3,3 V và sự kiện năng lượng cao 100 này sẽ diễn ra cứ sau 10 giây.

Cách tốt nhất để làm điều này mà không làm hỏng pin là gì?

Câu trả lời dưới đây là rất tốt. Tuy nhiên, tôi đang tìm kiếm một sơ đồ tôi có thể sử dụng và thử nghiệm.

Yêu cầu chính xác hơn:

• Pin: Li-ion
• 5 A hiện tại
• Thời lượng xung: 100
• Thời gian tăng xung <100 ns
• Thời gian tối thiểu giữa các xung 10 ms
• Các xung được điều khiển với GPIO 3,3 VI / O từ bộ điều khiển
• Độ giảm điện áp trên đèn LED là 3,5 V. Lý tưởng nhất là tôi có thể đặt ba hoặc nhiều hơn trong chuỗi (giảm điện áp 10,5 V)
• Bảng dữ liệu cho đèn LED

Câu hỏi thưởng

Nếu bạn có đề xuất đèn LED tốt hơn với góc lớn nằm trong phạm vi vô hình, vui lòng cho tôi biết.

Tôi đã thực hiện dự án này, và nó hoạt động tốt, ngoại trừ dòng rò. Bất kể tôi đã cố gắng gì, tôi không thể thoát khỏi sự rò rỉ. Tôi đã thử một vài loại opamp thêm một điện trở kéo xuống đầu ra của opamp, v.v ... Cuối cùng tôi tắt opamp để cắt rò rỉ. Nó hoạt động, nhưng nó không phải là rất gọn gàng. Tôi sẽ rất vui khi nghe những gì các chuyên gia nghĩ về tình huống này.

Đây là cách hiệu quả nhất mà tôi có thể nghĩ để làm điều đó. Có một bơm sạc MAX1682 để cung cấp cho bạn 6,6v ở siêu tụ điện. Bộ nhân đôi điện áp khá hiệu quả, có thể hơn 90%, nhưng chúng không thể cung cấp dòng điện lớn. Nhưng hiện tại trung bình là gì?

5A * 100us / 10s = 0,05mA.

Điều đó cũng nằm trong thông số 45mA của MAX1682.

Từ cái nhìn ngắn gọn về bảng dữ liệu, tôi không thể thấy bất kỳ lý do nào nó không hoạt động với một tụ điện lớn như vậy cho C2.

Cảm ơn Russell McMahon đã tư vấn về hiệu quả bơm sạc. Có vẻ như một giải pháp dựa trên cuộn cảm sẽ hiệu quả hơn, nhưng sẽ cần nhiều thành phần hơn. Hãy nhìn vào một cái gì đó như MAX17067 . Điều này cũng có lợi ích là nó có thể tạo ra điện áp cao hơn theo yêu cầu của ba đèn LED nối tiếp. Tôi sẽ thêm nó vào sơ đồ tối nay.

Bây giờ là bit quan trọng. Bạn sẽ nhận thấy rằng không có điện trở giới hạn hiện tại. Giới hạn hiện tại sẽ được MCU thực hiện theo kiểu vòng lặp mở nguy hiểm. Bạn sẽ phải có được quyền này bằng cách tính toán hoặc dùng thử và lỗi (hoặc cả hai).

Bằng cách cung cấp PWM cho cổng của Q2, bạn sẽ có thể sử dụng cuộn cảm làm bộ giới hạn dòng hiệu quả. Nhưng bạn sẽ không nhận được một dòng điện rất đáng tin cậy theo cách này. Nó có thể không quan trọng lắm, miễn là 1) đủ năng lượng được cung cấp cho đèn led trong 100us và 2) giới hạn hiện tại của đèn LED không bị vi phạm.

Đây là một mô phỏng tôi đã làm trong Altium. Tôi đã sử dụng một cuộn cảm 5uH (không phải 10mH được hiển thị trong sơ đồ). Và tôi đã cung cấp cho PWM 12us đúng giờ và 3us cho cổng. Tôi đã không sử dụng tụ điện 100uF, thay vào đó chỉ là một nguồn điện áp cố định. Vì vậy, bạn có thể mong đợi một số giảm xuống hiện tại.

Màu đỏ là dòng điện trong ampe và màu xanh là tín hiệu PWM. Bạn có thể thấy rằng bạn đến gần 5A trong vòng 20us và ở gần nó sau đó.

Nếu bạn muốn điều chỉnh hiện tại tốt hơn, thì bạn có thể thêm một điện trở có ý nghĩa và sử dụng nó để cung cấp lại cho MOSFET.

Ở đây chúng ta có một điện trở cảm giác hiện tại 0,5ohm. Ở 5A, điều này sẽ cung cấp cho chúng tôi 2,5v cho đầu vào âm so sánh. Điều này được so sánh với giá trị từ nồi. Nếu dòng điện quá cao, bộ so sánh sẽ tắt và ngược lại. Tốc độ chuyển đổi sẽ thay đổi tùy thuộc vào độ trễ của bộ so sánh. Nếu tốc độ quá cao, thì bạn có thể tăng độ trễ (và giảm tốc độ chuyển mạch) bằng cách thêm một điện trở vài trăm k giữa đầu ra của bộ so sánh và đầu vào + của nó.

Lưu ý: Bạn phải sử dụng bộ so sánh tốc độ cao (<0,1us độ trễ lan truyền) với đầu ra cống mở. Bạn có thể nhìn vào LMV7235 đó là có sẵn từ Farnell khoảng một pound.

Thêm:

Các mạch trên chỉ giả sử một đèn LED. Nếu bạn vẫn muốn sử dụng 3 trong chuỗi, bạn có thể sử dụng hai MAX1682 để cung cấp cho bạn 13.2v.

Ngoài ra, rất cám ơn Telaclavo vì lời khuyên của ông về điều này.

Thêm:

OP đã tuyên bố:

• Anh ấy muốn một thời gian tăng rất nhanh trên hiện tại
• Không quan tâm đến hiệu quả
• Sẽ có một xung đơn hoặc hai xung cách nhau 80us, sau đó tạm dừng dài
• Muốn một mạch đơn giản, mạnh mẽ

Đây là một mạch là một bộ điều chỉnh dòng tuyến tính . Điều này chỉ khả thi vì chu kỳ nhiệm vụ rất thấp. Mạch này có thể sẽ làm nóng quá mức bóng bán dẫn nếu chu kỳ nhiệm vụ quá lớn.

Suy nghĩ:

• Một điện áp cao từ MCU hoặc 555 sẽ bật đèn LED. Một điện áp thấp sẽ tắt nó.
• Đặt dòng điện bằng bộ chia điện áp hoặc đặt vào nồi sao cho có thể điều chỉnh được. Hoặc sử dụng nồi kỹ thuật số hoặc DAC để MCU có thể thay đổi nó.
• Trong sơ đồ, dòng điện được đặt thành 3,3A. Bạn có thể đặt nó vào bất cứ điều gì bạn muốn.
• Tôi chỉ vẽ một đèn LED, nhưng nó có nghĩa là đại diện cho ba đèn LED.
• Nếu bạn chỉ sử dụng một đèn LED duy nhất, thì hãy đặt điện áp đầu ra của bộ điều chỉnh tăng tương ứng thấp hơn.
• Tôi đề nghị một bộ tạo xung dựa trên 555 vì lý do an toàn, vì vậy sẽ khá khó để rời khỏi dòng điện trên
• Bạn cũng có thể làm cho nó an toàn hơn bằng cách chọn một bộ điều chỉnh tăng có giới hạn hiện tại. Vì vậy, ngay cả khi đèn flash được bật, bộ điều chỉnh sẽ chỉ giới hạn dòng điện.
• Tôi không thể nói công tắc đúng giờ sẽ là gì. Điều này sẽ phụ thuộc vào độ tự cảm của hệ thống dây điện của bạn.
• Bạn nên đặt PCB cẩn thận để tránh EMI.

Đó là một sức mạnh trung bình của

$\times$$\times$$\mu$

Công suất trung bình là dễ dàng cho hầu hết các loại pin. Bạn chỉ cần một cửa hàng để chứa xung.

$\mu$

$\times$$\times$$\mu$$\mu$

Một siêu tụ điện sẽ làm tốt ở đây nếu đánh giá điện áp là OK.

E & OE

Một tên trộm Joule có thể là câu trả lời cho vấn đề của bạn: đó là một loại bộ chuyển đổi tăng tốc, trong đó bạn mở một mạch điện với một cuộn cảm nối tiếp để tạo ra điện áp cao. Vì nguồn điện được cung cấp bởi cuộn cảm, bạn không phải cung cấp dòng điện trực tiếp từ pin.

Bạn phải điều chỉnh mạch để cung cấp cho đèn LED với dòng điện thích hợp khi điện áp tăng.

Xem xét điện trở loạt hiệu quả (ESR) liên quan và mất trong chuyển giao quyền lực.

Ở trường hợp xấu nhất, mức đầu vào tối đa:

• Tăng dòng điện phía trước, tp = 100 ss
• IF = 5 A Vf = 3,5 V danh nghĩa !!
• IF = 1 A Vf = 2.0 V tối đa danh nghĩa tối đa 2,5 V
• Nếu = 0,2 A Vf = 1,5 V danh nghĩa

Cũng từ thông số kỹ thuật LED, tính toán ESR [mΩ]

Vf ... Nếu [A] .... . . đồng bằng V / đồng bằng I

• 3.5. . . 5
• 2.8. . . 3. . . 0,7 / 2 => 350 mΩ
• 2.0. . . 1. . . 0,8 / 2 => 400 mΩ
• 1.5. . . 0,2. . . 0,5 / 0,8 => 625 mΩ
• 1.1. . . 0,001. . . 0,4 / .2 => 2000 mΩ

(Ước tính thô của ESR)

• ESR giảm đáng kể khi tăng hiện tại.
• Bạn muốn có một nguồn năng lượng với một tụ điện và chuyển đổi ESR <~ 10% của 350 mΩ = 35 mΩ.

Bây giờ đi tìm một tụ điện ESR thấp phù hợp và tổng chuyển đổi.

Có thể tách rời ESR pin bằng một cuộn cảm để hạn chế dòng điện trong thông số kỹ thuật của nó. Và sử dụng cầu chì phù hợp để ngăn ngừa sự cố của pin.

• Đây là các công tắc ESR $ 0,40 thấp <15 mΩ với ổ 10 V 35 A [FDD8778CT]
• Đây là các tụ điện ESR $ 0,40 thấp ~ 7 mΩ , CAP ALUM 68 DaoF 16 V 20% Thru-lỗ
• Chọn một giá trị lớn hơnFFF khi cần thiết.

Giả sử bạn có thể quản lý việc sạc pin Li-ion, hãy chọn các tế bào 4x 3 V cho 12 V trên đèn LED và một loạt các bước trên mặt đất.

Bạn có thể lái xe với 5 V hoặc tốt hơn 12 V để bóng bán dẫn có thể khuếch đại 3 V ra để lấy ra 12 V để điều khiển MOSFET lấy 5 A từ ba LEDS 11,5 V, với mức giảm 0,5 V từ nguồn Li-ion 12 V . Bạn nên thiết kế giới hạn dòng tổng thể với ESR của chuỗi cộng với một điện trở được thêm vào để tối ưu hóa các giá trị, nghĩa là, 0,4 V drop @ 5 A <100 mΩ điện trở không dây.

Các tụ điện đi qua chuỗi pin Li-ion có lẽ là một cuộn cảm ứng microfuse và ferrite để thực hành tốt.

Bạn có thể chạy PIC từ pin Li-ion thấp nhất trong chuỗi @ 3 V không? Với đèn LED 3x từ 12 V với ổ đĩa cổng 12 V và xung được điều khiển 5 A với đèn LED.

Có hình ảnh?