Трюк с токоизмерительным резистором

Схемотехника
Что делать, если нужен резистор малого номинала, а его нет? Желающих узнать один из методов решения этой проблемы я приглашаю под кат.

Все началось с того, что я, не устояв, купил RGBW светодиод. Так как там аж четыре кристалла, требующих стабильного тока, я решил не изобретать велосипед, а использовать специальный драйвер — ZXLD1360. Включается он так:



Как видно, в цепи ОС используется сопротивление очень малого номинала. Это, конечно, хорошо — КПД и все такое. Да только нет у меня таких резисторов. И в ближайшем магазине нет. А параллелить кучу одноомных (самый маленький номинал, который я могу без проблем достать) не хочется. Да и не нужен мне ток в целый ампер. В даташите на ZXLD1360 есть формула расчета этого резистора:

IOUTnom = 0.1/RS [for RS > 0.1Ω]

И если требуется ток, например, 350мА, то сопротивление резистора должно составлять 0.286 Ома. Ясно, что такого сопротивления нет в стандартном ряду, и по-простому набрать его из стандартных тоже вряд ли получится. Если же округлять — будет страдать точность задания тока.

Итак, я предлагаю метод, который спасет человечество от перечисленных неудобств. Суть его состоит в использовании резистора удобного номинала, напряжение с которого делится потенциометром:



Пороговое напряжение, на которое реагирует вход Isense, фиксировано. Но с большего резистора при том же токе будет приходить большее напряжение. Так давайте его поделим! Такой подход позволяет ставить удобный резистор из имеющихся, и подгонять максимальный ток гораздо точнее.

Читавшие даташит могут спросить, почему бы не использовать вход ADJ, изначально предназначенный для управления яркостью. В принципе, действовать можно и так. Но у меня, например, на этот вход другие планы, и потому максимальный ток я предпочел задать именно этим способом. Кроме того, этот же подход можно использовать и с другими микросхемами, не имеющими входа установки выходного тока.

Небольшое замечание относительно собственно схемы. Если планируется управлять яркостью с помощью ШИМ на входе ADJ, конденсатор C2 устанавливать не надо.

Схема была собрана и протестирована:



Хм, где тут выдают дипломы почетных джедаев ЛУТа?





Измеренный КПД составил 94%. Опыт считаю удавшимся. Так что теперь буду повторять то же самое еще четыре раза для RGBW диода.

P.S.

Если кого-то интересует плата/схема в DipTrace, выложу по запросу.
  • +6
  • 26 декабря 2011, 19:51
  • _YS_

Комментарии (78)

RSS свернуть / развернуть
Ну дык.

А на джедая не тянет, крупновата схема. Так что пока падаван :) Хотя вытравлено очень акуратно.
0
Ну ладно, так и быть… Почетный падаван ЛУТа. :D
0
а с вот такой платой?)) дорожки 0.2мм зазор межу ними 0.3мм (ну по сетке 0.5мм)
0
Во, это по нашему!
0
Померяемся, у кого дорожки уже? :D
0
отпал тонер только на 3-х дорожках сверху, но 3 то можно и поправить))
да и откатать нормально получилось только с 6-го раза)) все косятики были))
0
Падаван :) А вообще тонер не подходит :) С первого раза должно быть все ок.
0
А я то думал тут про гвоздь и надфиль =)))
0
  • avatar
  • N1X
  • 26 декабря 2011, 20:10
  • ↓
Ненене. Я эстет. :)
0
Да, забыл сказать. Все конденсаторы, ясное дело, танталовые.
0
  • avatar
  • _YS_
  • 26 декабря 2011, 20:11
  • ↓
А почему именно танталовые?
(Для новичков:) )
0
Ну, во-первых, габариты — танталовые сильно меньше при той же емкости. А во-вторых, у них ESR ниже, в импульсных схемах это важно.
0
Норм, голь на выдумки хитра)))) Еще бы фотки с замерами напруг на шунте и движке потенциометра как неоспоримое доказательство своих слов))
0
Ну, если очень интересно, можно устроить. Но по фоткам и так видно, что работает. :)
0
Оснований не доверять тебе, конечно, нету, но с фотами было бы лучше.
0
Могу просто так замерять. У меня нету штатива для фотика, а держать одновременно два щупа и фотоаппарат зело сложно. :)

Я замерял выходной ток. Стабильно держит 350мА, все ОК. Сначала, естесственно, пробовал на нихроме, менял сопротивление и входное напряжение.

Сейчас уже светодиодный модуль припаян, отпаивать неохота. А так — 0.17В на 0.5 Ом, как раз в районе 350мА (точность мультиметра ограничена).
0
Ок)
0
Точнее, от 10.5В до 15В — железно 350мА. Если поднять до 20В, вырастает до 360мА. Но это уже, как я понимаю, проблема самого драйвера.
0
+1 держи))
0
Пасиба! :)
0
я бы n штук по 1 ому запаял...)
0
  • avatar
  • woddy
  • 26 декабря 2011, 20:17
  • ↓
Я тоже сначала так хотел. А потом озарило. Без шуток, когда утром в кровати лежал. :)
0
+1 зачастую когда в кровати лежу приходят разные озарения) бывает подрываюсь в 3 ночи пойти попробовать или проверить
0
Звезду на ёлку изобретаете? ;)
Как же нету? если вот, правда корпус знатный.
И я бы все же налепил десяток (или сколько надо) одноОмных чтобы по мощности проходило, а то у вас при 350мА на ~2 Ома это где-то 0.245Вт, а номинал 0805 — 0.125Вт => всё это впритык. Греться будет…
0
Звезду на ёлку изобретаете?

Пока не знаю. Просто когда я пришел в магазин, и увидел этот великолепный кристалл, я понял, что он создан для меня, и купил его. :) А потом уже начал думать. :)

Как же нету?

Да вот так, в том магазине что рядом с домом, нету.

а то у вас при 350мА на ~2 Ома

Они включены параллельно. Т.е., 0.5 Ома. <62мВт @ 350мА.
0
Они включены параллельно. Т.е., 0.5 Ома. <62мВт @ 350мА.
Да туплю. =)
0
Что же я, себе враг их последовательно включать, когда можно параллельно? :)
0
А из медной проволоки известного диаметра накрутить нельзя было нужную длину?
0
Габариты вышли бы больше. Да и тут уже встает проблема с точностью измерений длины/малого сопротивления. Я всегда стараюсь сделать трудновоспроизводимые параметры некритичными.

Да и потом, главный плюс моего решения — легкость подстройки.
0
Вспомнилась история, в которой один научный сотрудник решил намотать себе паяльник. Все рассчитал, намотал, включил — бах! — сгорело. Пересчитал — все правильно. Перемотал — опять сгорело. Обратился к старшим товарищам, а те под стол улетели — паяльник мотался медным проводом =D
0
Он что ли удельное сопротивление брал от нихрома, а мотал медью?
0
Не знаю, история из третьих рук. Но забавно))
0
Мобыть я чего-то путаю, но если правильно посчитать, то и медью мотать можно. Только моток такой неслабый будет…
0
Не парь голову, просто все должно быть на своих местах, чтоб вот так не было))
0
медью точно не вариант — там придётся мотать в несколько слоёв, а при нагреве сгорит изоляция и всё коротнёт…
0
Наверно это и было причиной баха.
0
Любопытная схема включения у драйвера. Как я понимаю, входное напряжение должно быть больше падения на диодах?
Алсо, где ты эту микру купил?
И почему ток всего 350мА? Вроде ж если диод MC-E, на который ты дал ссылку — то он минимум 0.7А держит (хотя там вроде кристаллы от XR-E, а они вообще амперные).
0
  • avatar
  • Vga
  • 26 декабря 2011, 21:42
  • ↓
Как я понимаю, входное напряжение должно быть больше падения на диодах?

Да.

Алсо, где ты эту микру купил?

Ну так я уже Вам говорил, где я все покупаю. :)

И почему ток всего 350мА? Вроде ж если диод MC-E, на который ты дал ссылку — то он минимум 0.7А

Нет, это пробный камень. Тут мастеркитовская сборочка на 350мА подключена.
0
Вот как подвезут мне заказанные дроссели, сделаю то же самое еще в четырех экземплярах, уже для целевого диода. Вот там и будет 700мА. Но для начала надо водрузить его на хороший радиатор…
0
Отличная идея, можна сказать универсальный источник в любой момент без перепайки можна сменить ток.
Только я бы добавил слева от переменного резистора еще и постоянный 1-5ом, чтоб можна было крутить переменный на всю катушку :), а то вдруг рука дрогнет и в левое положение до упора завернуть и общее суммарное сопротивление будет меньше 0.1Ом.
Драйвер хорош, только боится переполюсовки.

Я сам как раз в процессе драйвер делал на LM2676+ LM358
Мне нужны токи до 3А, задолбался в процессе эксперементов менять резисторы низкоомные, возьму и себе в копилку идею
0
Таки да, можно последовательно еще один поставить. Просто мне как всегда лень паять лишние детали. :)
0
Я делал драйвер на ZXSC400 — там помимо токоизм. резистора на светодиод, стоит резистор для измерения пикового тока через транзистор ~18 мОм. Пришлось в два этажа паять 1206 :)

В одном журнале прочитал о микросхеме LTC3880. А интересна она тем, что в датшите на неё описана возможность применения в качестве токоизмерительного резистора индуктивности. Вот картинка из датшита:

Там же описан принцип и формулы. Но сам пока не пробывал :))
0
Хм. А ЭДС мешать не будет? O_O
0
А датшит почитать не судьба? :)

Если постоянная времени цепи C1R1R2 равна постоянной времени L1DCR, то напряжения на конденсаторе эквивалентно падению напряжения на активном сопротивлении L1, умноженому на R2/(R1+R2)
0
Русские документацию не читают, они ее пишут. :)
0
Вы прям как товарищ Норрис — суровый техасский рейнджер ))
0
Ага. :)
0
Я тоже делал на ZXSC400, но сейчас это, возможно, не самый оптимальный вариант. LT1937 мне показалась поудобнее, компонентов меньше. С другой стороны, вариант с ZXSC400 тянет с меньшего входного напряжения. В даташите заявлено 1.8, но на практике 4 светодиода живут несколько часов от одной батарейки на 1.5В. Правда, от двух — часов 16 где-то, если не больше.
0
в Космодроме цена просто эпическая на LT1937… да и ток в 320 мА максимум.
А я делал как раз для MC-E на 700 мА.

для своей ниши весьма пригодна, да, но цена…
0
Можно взять LT1932, на том же космодроме она в несколько раз дешевле. Она дешевле даже ZXSC400, довольствуется меньшей индуктивностью и не требует внешнего транзистора.
0
микросхемка-то волшебная прям! измерительный резистор встроен, ток устанавливается внешним резистором относительно большого номинала, ток до 550 мА. Спасибо, обязательно куплю на «помучать» )

откуда узнали про эти микрухи ежели не секрет?
0
Гугл наше всё :)
0
Господа, может кто-нибудь напишет статью на конкурс по доступным источникам постоянного тока для питания светодиодов?
Много статей по источникам тока для мощных диодов (хотя обзор доступных вариантов так же не помешал), а для слаботочных мало (например на 20 мА в гирлянду). Каждый раз когда использую светодиоды с резистивным ограничением тока, терзают угрызения совести, что не оптимально использую энергию аккумуляторов или батарей =)
В магазине посмотришь — вариантов много, любителю сложно выбрать подходящий вариант.
0
Варианты для мощных диодов обычно масштабируются и до маломощных.
0
Да, но цена источника тока для мощного светодиода сравнима со стоимостью самого диода. Для дешевых, маломощных и компактных устройств такое решение не оптимально.
0
Импульсные контроллеры вообще не такое дешевое удовольствие, как резистор. Можно еще юзать обычные DC-DC контроллеры, вроде NCP1400 (или как его там). Нужно только чтобы контроллер был регулируемым и желательно с минимальным напряжением ОС. Перевести их в режим источника тока очень просто.
0
Для токов в 20мА делать импульсный источник нецелесообразно — приходится ставить большую индуктивность или сильно задирать частоту. Так что линейные регулиторы тут самое то. Реально начинать заботиться о КПД стоит начиная где-то со ста-двухсот миллиампер.

Но если сильно хочется импульсно и дешево, то можно взять MC34063 (примерно 7р.) и LM358 (примерно 5р.), горсть рассыпухи и сделать импульсный драйвер.
0
Кстати, интересная схемка для маломощных диодов.
0
Тока сомнения вызывает стабильность тока при изменении температуры и напряжения питания.
0
Ну, мне там идея понравилась.
0
Зависит от задачи. Например, если питание от батареи, то тут, как раз, линейный ставить нецелесообразно. Уже упомянутая выше ZXSC400 в состоянии высосать батарею до последней капли, хотя напряжение батареи может быть ниже, чем прямое падение на светодиоде. С линейным такой трюк не пройдет, да и тратить энергию батареи на обогрев окружающей среды вместо того, что бы светить мне, любимому, меня жаба давит :)
0
Всё-то хорошо, но на 1-Омных резисторах таки рассеивается лишняя мощность. В данной ситуации некритично, а, когда делал DC/DC для GSM модулей с токоизмерительным резистором 0,033 Ом (пиковый ток 3 А), пришлось ставить 3 по 0,1 в параллель (достать их, именно 1206, оказалось непросто и недёшево).
0
  • avatar
  • Katz
  • 27 декабря 2011, 12:49
  • ↓
Ребят, всё это отлично, но где взять эти самые резисторы от 0.1 до 0.3 Ома?

Есть идея сделать их на дорожках в виде меандра прямо на плате. Кто пробовал?
0
Купить/заказать. Не всегда и не все номиналы есть, конечно, но в целом штука вполне доступная. Я вот когда подбирал себе нужный набор резисторов/конденсаторов 0402, вот тогда проблем наимелся…
0
Ну, по-моему, так, почти никогда их нет. Даже на ебее смотрел.
На фарнеле или нет, или лентами за 80уе.

Где ещё можно достать?
0
Пришлось по частям в разных местах заказывать. Иногда по многу, иначе отказывались везти. Но основную часть (в частности конденсаторы) взял на маузере вместе с другими компонентами (потому как +$50 за доставку это совсем не дешево получается для такой мелочевки :( )
0

Ну, например, здесь, на smd.ru. Судя по сайту, даже есть в наличии.
0
Доставку в другие страны они не делают. Судя по сайту, во всяком случае.
0
спасибо, полезная ссылка. попробую оттуда.
0
Я чего-то не вкурил. Объясните для тех кто в танке.
Сопротивление Vin — J1.3 = 1/(1+1+1/20000) =~ 0.5 Ом. А штука в том, что вы на Isence подаете разный ток? Как он считается — по какой зависимости?
Я пытаюсь понять на сколько это универсально (судя по названию статьи — прямо таки для всего). Я построил график функции r(x) = 1/(1+1+1/r) r=(0;20000] Там обещанные 0.286 Ома находятся в интервале 0.6 до 0.8 Ома для x, а такой точности от 20К подстроечника добиться нереально.
0
А штука в том, что вы на Isence подаете разный ток?


НЕТ. На Isense приходит и анализируется напряжение. Напряжение с токоизмерительного резистора, которое, ессно, прямо пропорционально току.

ОК, давайте на конкретном примере. Пусть нам нужно 700 mA, для этого сопротивление резстора должно быть 0.1 Ohm (по даташиту). Падение на 0.1 Ohm при 700 mA будет 70 mV. Но у нас нет резистора 0.1 Ohm. У нас есть 0.5 Ohm, и на нем падение будет 350 mV. Т.е., для получения того же эффекта мы должны поделить это напряжение в пять раз. Вот мы его и делим подстроечником. Сопротивление подстроечника огромно, и потому не влияет на сам номинал шунта. А входное сопротивление Isense еще огромнее, и потому подстроечник для него — источник напряжения, и все ОК. При 700mA на Isense 70mV, микросхема думает, что резитор 0.1 Ohm, и выдает 700мА.
0
И 245мВт тепла на шунте…
0
Ну, это небольшая цена за повышение точности настройки таким простым способом.
0
Ну при таком токе может быть да.
0
Вот оно чё, Михалыч. Спасибо. В нетленку.
0
Рад, что все осозналось. :)
0
А как подключён этот диод — только один канал из четырех или все 4 параллельно?
700 мА на канал или на всё вместе? Даташит не смотрел.
0
Видимо, не только даташит не смотрели (кстати, почему?), но и комментарии не читали. :)

Во-первых, сам целевой диод я еще не подключал. На фото другая сборка. Во-вторых, 700мА на один кристалл, в целевом диоде их четыре.
0
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.