Dynamo a lampka na Cree

[gruby]

W związku z powyższym, nie można napisać, że prądnica wartością napięcia wymusza przepływ prądu, o określonej wartości, bo to zupełnie inne sprawy.

Może faktycznie "generuje" to formalnie złe określenie. Prądnica generuje prąd do 0.5A (zależnie od prędkości obrotowej i rezystancji obciążenia) a wyindukowane napięcie zależy właśnie od obciążenia i generowanego prądu.

Jest możliwe też wygenerowanie większego prądu w pewnym niewielkim zakresie prędkości poprzez utworzenie obwodu rlc.

Możesz przybliżyć pojęcie przekładni 1 oraz jej optymalności?

Współczynnik przetwarzania napięcia. Obiło mi się o uszy, że również to się nazywa przekładnią.
Przetwornica ma największą sprawność przy współczynniku bliskim 1 (niezależnie od rodzaju przetwornicy). Mam podawać wzory na straty statyczne i dynamiczne?

[Pyra]

Witam

Możesz przybliżyć pojęcie przekładni 1 oraz jej optymalności?

Współczynnik przetwarzania napięcia. Obiło mi się o uszy, że również to się nazywa przekładnią.
Przetwornica ma największą sprawność przy współczynniku bliskim 1 (niezależnie od rodzaju przetwornicy). Mam podawać wzory na straty statyczne i dynamiczne?

Wzory tu akurat nie będą konieczne, ale jeśli już wspominasz o przekładni 1, to po co w takim wypadku jakiekolwiek przetwarzanie napięć??
Zerknąłem jeszcze dla przypomnienia do datasheet kilku popularnych przetwornic i nie widzę tam aby max sprawność osiągały przy napięciu wyjściowym równym wejściowemu (a nawet zbliżonym), więc jak to jest z ta przekładnią?
Pozdrawiam

[JanekTheFizyk]

Wyraźnie muszę się douczyć w temacie. Moje dotychczasowe kształcenie w zakresie elektroniki ograniczyło się do prostych układów z elementów dyskretnych zasilanych stałym napięciem. Rzeczywiście mało orientuję się, jak działa prądnica. Rzeczywiście napięcie policzyłem z mocy znamionowej 3W (wydawało się to takie proste).

Napięcie prądnicy będzie ograniczone przez obciążenie? Jeśli podłączona będzie przetwornica step-up 5V, to ona nie dopuści do generacji wyższego napięcia na wejściu? Oglądając wykresy na stronie piloma dochodzę do wniosku, że dioda musi ograniczać napięcie w układzie, ponieważ od pewnej prędkości moc w układzie jest stała. Dobrze to rozumiem?

Ewentualnie, żebym nie zamęczał pytaniami mało rozgarniętego w temacie człowieka, może polecicie mi jakąś książkę, która wytłumaczy mi choć pobieżnie jak ugryźć ten temat?

[gruby]

Wzory tu akurat nie będą konieczne, ale jeśli już wspominasz o przekładni 1, to po co w takim wypadku jakiekolwiek przetwarzanie napięć??

By zasilać układy na inne napięcie niż mamy zasilanie. Tu nie o to chodzi.
W większości zastosowaniach gdy mamy stałe napięcie zasilania nie mamy żadnego wyboru. Wybieramy odpowiednią przetwornicę i musimy liczyć się z jej sprawnością przy zadanym współczynniku przetwarzania.
Z prądnica rowerową jest inaczej gdyż nie mamy stałej wartości na wejściu. Wtedy możemy dobrać przetwornicę tak by była jak najbardziej efektywna. I można wtedy wymusić pracę z przekładnią bliską 1. Do tego potrzebna jest właśnie podwyższająca a nie obniżająca.

Zerknąłem jeszcze dla przypomnienia do datasheet kilku popularnych przetwornic i nie widzę tam aby max sprawność osiągały przy napięciu wyjściowym równym wejściowemu (a nawet zbliżonym), więc jak to jest z ta przekładnią?

Jesteś pewien, że były to wykresy sprawności od napięcia wejściowego a nie prądu wyjściowego lub współczynnika wypełnienia PWM?

------------------------

Rzeczywiście napięcie policzyłem z mocy znamionowej 3W (wydawało się to takie proste).

Wiele osób popełnia ten podstawowy błąd zakładając, że prądnica może wygenerować max 3W. A może i 10W, 15W czy 20W.

Napięcie prądnicy będzie ograniczone przez obciążenie?

Można tak powiedzieć. Jeśli rezystancja obciążenia jest stała to maksymalne napięcie jakie może wygenerować prądnica będzie równe 0,5A * rezystancja.

Jeśli podłączona będzie przetwornica step-up 5V, to ona nie dopuści do generacji wyższego napięcia na wejściu?

Tak. Rezystancja wejściowa przetwornicy ustali się na takim poziomie by prądnica generowała 5V.

Oglądając wykresy na stronie piloma dochodzę do wniosku, że dioda musi ograniczać napięcie w układzie, ponieważ od pewnej prędkości moc w układzie jest stała. Dobrze to rozumiem?

Nie. Prądnica może generować max 0,5A. Napięcie dostosowuje się właśnie do tego prądu.

Ewentualnie, żebym nie zamęczał pytaniami mało rozgarniętego w temacie człowieka, może polecicie mi jakąś książkę, która wytłumaczy mi choć pobieżnie jak ugryźć ten temat?

Nie znam książki opisującej dokładnie te zagadnienia. Trzeba szukać o prądnicach ze stałym magnesem i pozostałe podstawy elektrotechniki i elektroniki.

Zajrzyj też na tę stronę: Prądnica rowerowa

[Pyra]

Witam

Z prądnica rowerową jest inaczej gdyż nie mamy stałej wartości na wejściu. Wtedy możemy dobrać przetwornicę tak by była jak najbardziej efektywna. I można wtedy wymusić pracę z przekładnią bliską 1. Do tego potrzebna jest właśnie podwyższająca a nie obniżająca.

Właśnie jakoś sobie nie mogę wyobrazić przekładni = 1 dla przetwornicy, zatracamy sens przetwarzania. Układy wykorzystujące maksymalne możliwości dynama, to przetwornice pracujące na granicy prądu 0,5A, wtedy wyciągają moc sporo większą od znamionowych 3W. Jedynym mankamentem jest konieczność ograniczenia max napięcia generowanego, oraz praca przetwornicy w dość szerokim zakresie napięć wejściowych.

Zerknąłem jeszcze dla przypomnienia do datasheet kilku popularnych przetwornic i nie widzę tam aby max sprawność osiągały przy napięciu wyjściowym równym wejściowemu (a nawet zbliżonym), więc jak to jest z ta przekładnią?

Jesteś pewien, że były to wykresy sprawności od napięcia wejściowego a nie prądu wyjściowego lub współczynnika wypełnienia PWM?

Tak jestem pewien, i nie widzę za bardzo sensu użytego przez Ciebie zdania. Sprawność określa cała rodzina charakterystyk, zależnie od napięcia wejściowego (to jest na osi) oraz napięcia wyjściowego (rodziny dla najpopularniejszych wartości) oraz prądu wyjściowego.
Do określenia sprawności potrzebne są moce, tak samo dla wykresu sprawności, jest konieczna znajomość przynajmniej jednej mocy, aby określić przydatność układu.
Pozdrawiam

[gruby]

Właśnie jakoś sobie nie mogę wyobrazić przekładni = 1 dla przetwornicy

Przetwornica obniżająca - tranzystor zawsze załączony D=1
Przetwornica podwyższająca - tranzystor zawsze wyłączony D=0
Przetwornica podwyższająco-obniżająca - tranzystor sterowany wypełnieniem D=0.5
Wtedy w kazdym z tych przypadków napięcie wyjściowe będzie równe wejściowemu (pomijając spadek napięcia na przetwornicy).

zatracamy sens przetwarzania.

Nie. Prądnica rowerowa ma to do siebie, że napięcie kiedyś osiągnie napięcie docelowe obciążenia. A wtedy nie musimy niczego przetwarzać.

Przykładowo chcemy zasilić 4 ledy o V=12V. Możemy podpiąć ledy bezpośrednio a wtedy zaświecą się one przy prędkości 12km/h. Należy więc zastosować układ podwyższania napięcia by ledy zaświeciły się przy niższej prędkości. Czyli przetwornica podwyższająca napięcie. A jak prądnica osiągnie zdolność generowania napięcia docelowego to przetwornica podwyższająca zacznie pracować z przekładnią bliską 1.

Układy wykorzystujące maksymalne możliwości dynama, to przetwornice pracujące na granicy prądu 0,5A. , wtedy wyciągają moc sporo większą od znamionowych 3W.

Nie za bardzo rozumiem. Moc jaką ma generować prądnica zależy od obciążenia. Jeśli obciążenie ma 5W to prądnica nie wygeneruje 10W.

Jedynym mankamentem jest konieczność ograniczenia max napięcia generowanego, oraz praca przetwornicy w dość szerokim zakresie napięć wejściowych.

Nie ma takiej potrzeby pod warunkiem nie stosowania przetwornicy obniżającej napięcie. Wtedy maksymalne napięcie na wejściu nie będzie większe od napięcia na odbiorniku pobierającym 0,5A.

Zerknąłem jeszcze dla przypomnienia do datasheet kilku popularnych przetwornic i nie widzę tam aby max sprawność osiągały przy napięciu wyjściowym równym wejściowemu (a nawet zbliżonym), więc jak to jest z ta przekładnią?

Mogę poprosić o przykład bo ja nie znalazłem wykresu sprawności od napięcia wejściowego przy stałym prądzie obciążenia.

[Pyra]

Witam

Właśnie jakoś sobie nie mogę wyobrazić przekładni = 1 dla przetwornicy

Przetwornica obniżająca - tranzystor zawsze załączony D=1
Przetwornica podwyższająca - tranzystor zawsze wyłączony D=0
Przetwornica podwyższająco-obniżająca - tranzystor sterowany wypełnieniem D=0.5
Wtedy w każdym z tych przypadków napięcie wyjściowe będzie równe wejściowemu (pomijając spadek napięcia na przetwornicy).

Tak tak, znaczenie przekładni 1 znam, tylko nie widziałem sensu...
Muszę jednak przyznać, że przysiadłem do kontemplacji i wreszcie zrozumiałem sens Twojej propozycji. Zaproponowane rozwiązanie ma sens i szansę powodzenia. Małym problemem może się tu okazać wielkość a raczej "małość" napięcia wyjściowego (ładowarka Li-ion) ale chyba nawet zastosowanie układu podwyższająco obniżającego, przyniosło by ogólny zysk energetyczny. Przy zasilaniu kilku LEDów połączonych szeregowo, powinno to się dobrze sprawować. Trzeba by taki układ przebadać, ciekawe, czy okazał by się lepszy od podwajacza napięcia.
Ogólna wydajność prądowa takiej przetwornicy, osiągnie maksymalną wartość prądu wejściowego, tak więc odpadnie konieczność ograniczenia prądu...

[gruby]

Kolega EDiM wykorzystał właśnie przetwornicę podwyższającą w swoim układzie, który sprzedaje. Działa zadowalająco ale gorzej od podwajacza bo podwajacz nie ma elementów, które powodują straty (tranzystor, dioda). Opisałem to kilkanaście postów wcześniej. Dlatego nie zdecydowałem się na przetwornicę a właśnie na układ Piloma.

[JanekTheFizyk]

To ja mam tylko jeszcze jedno pytanie. Czy jeśli schowam kondensator C1 za przełącznikiem, jak na obrazku:

, to czy wtedy będę mógł przełączać tryby światła/ładowarka podczas jazdy? Czy podczas przełączania też wygeneruje się wysokie napięcie (bez jego odkładania się na kondensatorze) i usmażę elektronikę? Jeśli tak, to cóż, pozostaje mi tylko składanie prostych układów i umieszczenie przełącznika tak, żebym nie mógł go ruszyć podczas jazdy.

gruby: jak dużo białych ledów wstawiłeś w układ? Ile wg Ciebie wystarczy, żeby dobrze oświetlić drogę w ciemnościach? Ja myślałem o 2 sztukach, dlatego nie myślałem o układzie z podwajaczem napięcia.

[gruby]

Czy jeśli schowam kondensator C1 za przełącznikiem, jak na obrazku:, to czy wtedy będę mógł przełączać tryby światła/ładowarka podczas jazdy?

Tak. Wtedy każdy z kondensatorów będzie ładował się do "swojego" napięcia.

Czy podczas przełączania też wygeneruje się wysokie napięcie (bez jego odkładania się na kondensatorze) i usmażę elektronikę?

Nie. Ważne tylko by te kondensatory były możliwie o dużej pojemności (1000-10000uF) wtedy jakiekolwiek przepięcia przy przełączaniu powinny zostać skutecznie odfiltrowane.

Układ z rysunku jest chyba najbardziej optymalny. Tylko nadal trzeba pamiętać o tym by nie załączać przetwornicy bez obciążenia. Chyba, że zastosujesz taką, która ma wbudowane zabezpieczenie.

gruby: jak dużo białych ledów wstawiłeś w układ?

MK-R to led czterochipowy.
Tu masz pełny opis lampki

Ile wg Ciebie wystarczy, żeby dobrze oświetlić drogę w ciemnościach?

Ciężko mi powiedzieć. Obecne 4 dla mnie w zupełności wystarczają do oświetlania drogi z szerokim kątem. Jeżdżę i tak na podwajaczu więc moc odpowiada 2 ledom. Sądzę, że 2 ledy wystarczą ale jak wiadomo jeśli można więcej to czemu nie.

Ja myślałem o 2 sztukach, dlatego nie myślałem o układzie z podwajaczem napięcia.

Powinno się sprawdzić. Przy 2 ledach powinny zacząć świecić poniżej 5km/h. Problemem może być dość znaczne mruganie bo niestety nie odfiltrujesz tego kondensatorem (sensowne gabaryty na odpowiednie napięcie ma taki o pojemności 10000uF ale to nadal zbyt mało ). Jeśli ci to nie przeszkadza to rób. Jeśli jednak chcesz uniknąć znacznego mrugania to pozostaje podwajacz czyli ostatni układ Piloma.

Jest jeszcze jedna kwestia. Wykorzystujesz układ Piloma nr 6. Kondensator C2/3 mają na celu efektywniejsze wykorzystanie dynama. Polega to na tym, że te kondensatory wraz z indukcyjnością prądnicy tworzą układ rezonansowy. Odpowiedni dobór tych wartości zależy od obciążenia i niestety będzie różny dla ledów i przetwornicy. W ogóle dla przetwornicy będzie to działać kiepsko bo tam rezystancja obciążenia będzie się zmieniać w szerokim zakresie (telefon naładowany, nienaładowany, aplikacje włączone, wyłączone). Może się zatem okazać, że raz układ będzie przeregulowany a raz stłumiony (zobacz wykres przed układem nr 6).

Ja proponuję jednak byś również oddzielił prostownik. Cztery diody to mały koszt i niewielki rozmiar. Wtedy dla ledów dajesz układ nr. 6 a dla przetwornicy układ 2 (bez C2/3).

[JanekTheFizyk]

Czyli tak?

Czy drugą żyłę od dynamo też muszę przełączać? Eh, a idea była taka piękna, pełnej integracji

[wicy]

Uwaliłem w sezonie układ Piloma. Zrobie sobie nowy - problemu nie ma, ale dla oszczędności chciałbym wykorzystać stare elementy. Nie wiem jak posprawdzać co jest uszkodzone, ale co można obstawić z największym prawdopodobieństwem? LM2907? Mosfety? Tyrystor?
Nie pamiętam co było przyczyną awarii. Może zbyt wysokie Uwe, a może odłączenie CREE podczas pracy.

[gruby]

Czyli tak?

Tak. Wystarczy rozdzielić jedną żyłę. Przez drugą i tak nic nie popłynie.

Przemyśl tylko jeszcze jedną kwestię.
Chcesz zasilać dwa białe ledy na min 0,5A (pamiętaj by zachować tutaj spory zapas, minimum 0,7A). Do jednego z nich chcesz podłączyć dwa czerwone ledy prawdopodobnie na znacznie niższy prąd. Napięcie przewodzenia białych ledów przy 0,5A to 2,8/3,0/3,2V (XML/XBD/XPE). Czerwone to 1,8-2,2V. Kolega Pyra napisał o 1,2. Ja o takich nie słyszałem, może pomylił się z podczerwonymi? Jeśli mam rację to przy 1,8 nigdy te dwie czerwone nie zaświecą. Musi być jedna.
Ale zastanów się czy to ma sens. Nie lepiej dodać w szereg jedną czerwoną na 0,5A? Napięcie wszystkich wyniesie ok. 8,2V. Powinno być znośnie jeśli chodzi o niskie prędkości bez podwajacza.
Na białe proponuję XBD bo mają niskie napięcie przewodzenia, XML są zbyt drogie, XPE mają wyższe napięcie. Na czerwoną proponuję XPE.

Uwaliłem w sezonie układ Piloma. Zrobie sobie nowy - problemu nie ma, ale dla oszczędności chciałbym wykorzystać stare elementy. Nie wiem jak posprawdzać co jest uszkodzone, ale co można obstawić z największym prawdopodobieństwem? LM2907? Mosfety? Tyrystor?
Nie pamiętam co było przyczyną awarii. Może zbyt wysokie Uwe, a może odłączenie CREE podczas pracy.

Trochę mało informacji ale spróbuję. Rozumiem, że kompletnie nic nie świeci? Ani ledy ani czerwona dioda? Na płytce nie ma popalonych ścieżek? Popalonych elementów (przyczernione)? Zobacz też czy nie masz zimnych lutów.

1. Czy ledy są sprawne? Zasil z innego źródła.
2. Odłącz układ od prądnicy.
3. Czy prądnica generuje napięcie (zmienne)?
4. Odłącz ledy od układu. Czy jest zwarcie na wyjściu układu?
5. Jeśli pkt 5 prawdziwy to zwarcie na tyrystorze (do wymiany) lub na LM (do wymiany).
6. Wyjmij LM - ja mam w podstawce. Podłącz układ do prądnicy oraz podłącz ledy.
7. Sprawdź napięcie za prostownikiem (stałe).
8. Jeśli brak to sprawdź przewodzenie diod prostowniczych oraz kondensatory C1-C4 (zewrzyj węzły C1/3 z C2/4 i sprawdź napięcie ponownie).
9. Zrób zwarcie na pinach 5 i 8 LM (cały czas wyjęty). Czy świeci się czerwona dioda?
10. Jak nie to do sprawdzenia ta dioda oraz rezystory R5,R6,R7.
11.Sprawdź napięcie kolektor - emiter na Q3 i Q4. Powinno być bliskie zeru. Jak wysokie to do wymiany.
12.Sprawdź napięcie dren - źródło na Q1 i Q2. Powinno być bliskie zeru. Jak wysokie to do wymiany.
12.Włóż LM. Sprawdź napięcie na pinie 1. Powinno być zmienne jak bezpośrednio na wyjściu pradnicy. Brak oznacza sprawdzenie C10 i R16.
13.Sprawdź napięcie na pinie 11. Powinno być równe połowie napięcia za prostownikiem. Brak oznacza sprawdzenie R12, R13, C7.
14.Sprawdź napięcie na pinach 10 i 4. Powinno się zmieniać w granicach połowy napięcia zasilania. Jeśli coś innego to do sprawdzenia R14, R15, C8, C9 (dla pinu 4) oraz R12, R13, R11 i Q5 (dla pinu 10).
15. Jeśli napięcia wejściowe dla LM dobre a nadal przy niskich prędkościach nie świeci się czerwona dioda lub nie przełącza trybów to do wymiany.

Jeśli masz gdzieś problemy to pisz.

[wicy]

Trochę mało informacji ale spróbuję. Rozumiem, że kompletnie nic nie świeci? Ani ledy ani czerwona dioda? Na płytce nie ma popalonych ścieżek? Popalonych elementów (przyczernione)? Zobacz też czy nie masz zimnych lutów.

Jako, że spaliłem go wiosną i poszedł na długo do szuflady, nie pamiętam powodów uwalenia. Kompletnie nie świeci, nawed mała LED. Nie ma popalonych płytek ani elementów. Raczej nie ma zimnych lutów, gdyż działał a luty mechanicznie nie były nawet muskane. CREE sprawna, dynamo też. Układ zasilam z zasilacza (0-24 VDC).
4. Na wyjściu układu, bez zasilania, mam chwilowe zwarcie, tzn. multimetr najpierw pika zwarcie, ale zaraz przestaje po ułamku sek.
6. LM wlutowany niestety, więc tu sprawdzanie odpada
8. Po zwarciu wszystkich C1-C4 nie daje napięcia na C5
11. Napięcie CE na Q3 zero, na Q4 ~1,6V (przy zasilanniu 5V)

Czyli co? Któraś dioda? A jeśli dioda, to cała reszta mogła przeżyć?
Czy diody do testów mogę zewrzeć? Zasilam stałym napięciem spolaryzowanym zgodnie z układem (+ na +C5)

[gruby]

Raczej nie ma zimnych lutów, gdyż działał

Zimne luty powstaja również w czasie więc to że działał nie jest żadną regułą.

4.To w porządku. Zwarcie by było gdyby pikał non stop.
6.Jeśli LM nie ma zwarcia to badasz z włożonym robiąc na nim odpowiednie zwarcie. Nie uszkodzisz go. To jest też przecież sposób na wymuszenie pracy na podwajaczu.
8.Mam nadzieję, że nie zwierasz wszystkich kondensatorów? Masz tylko zewrzeć dwa punkty, pierwszy gdzie łączą się C1 i C3 a drugi gdzie C2 i C4. Chodzi o to by pominąć kondensatory pomiędzy prądnicą a prostownikiem. Czyli mieć czysty układ nr 2.
Jeśli zwierasz dobrze i nie masz napięcia na C5 to sprawdź diody prostownicze.

I pamiętaj, że jak nie zrobisz tego zwarcia powyżej to układ musi być zasilany napięciem zmiennym. Stałe nie przejdzie przez kondensatory.

11. Nie rozumiem skąd masz napięcie na Q4 skoro piszesz, że na C5 jest zero.

Czy diody do testów mogę zewrzeć? Zasilam stałym napięciem spolaryzowanym zgodnie z układem (+ na +C5)

Nie ma potrzeby. Zasilaj po prostu za prostownikiem.