Lampka PLED z dynama w piaście - szukam układu przetwornicy

[yogi009]

Witam wszystkich Kolegów po przerwie.

Mamy takie założenia: rower z prądnicą w przednim kole (Shimano DH-3N20, 6VAC, 500mA, 3W), tył o niewielkim poborze prądu (obecnie 20-50mA). Szukam optymalnego układu przetwornicy do zasilenia przedniej lampki Power LED. Wszystko, łącznie z lampką chcę zbudować od podstaw, nie zależy mi na dwóch milionach lumenów, a jedynie na w miarę solidnym i trwałym (długowiecznym) oświetleniu drogi. Z obliczeń wynika, że ta prądnica nie wykarmi nawet jednej diody Power LED o mocy 3W (maksymalny prąd prądnicy to 500mA). Zastanawiam się co będzie wydajniejsze: jeden Power LED 3W zasilany takim mniejszym od nominalnego prądem, czy 1-2 Power LED 1W zasilany prądem 330mA przy jednej diodzie lub 240-250mA przy dwóch. Dodatkowo prądnica w zalezności od warunków potrafi wytworzyć napięcie od kilku do kilkudziesięciu woltów, stąd założyłem bezpieczne napięcie wejściowe na poziomie 30-40V. Nie mogę znaleźć informacji, czy ten model prądnicy Shimano posiada wbudowany ogranicznik poziomu generowanego napięcia, może ktoś z Kolegów dotarł do tej informacji.

Chciałbym Szanownych Kolegów zapytać o optymalny Waszym zdaniem układ scalony. Oglądałem noty Texas LM3402, Microchip HV9918 i kilka innych. Mam poskładane przetwornice na Macroblock MBI6651 (testowałem układ z 2 x LED 1W, zaprogramowany prąd 330mA), ale te startują od 8V i niezbędne byłoby podwojenie napięcia, co spowoduje spadek prądu do 250mA (teoretycznie), czyli znowu nie ma nawet tych 330mA aby wykarmić diody 1W.

Uwaga, w chwili obecnej nie chodzi mi o latarki zasilane akumulatorkami. Proszę o wsparcie rzeczową dyskusją.


Edit
===
Zmierzyłem organoleptycznie poziom napięcia zmiennego (obciążeniem ukłądu były jedynie dwie przeciwsobnie połączone diody LED 2.4V 70mA), przy maksymalnej prędkości odczytałem 32VAC. Teoretycznie więc za mostkiem i kondensatorem elektrolitycznym powinno się pojawić napięcie do 44,8V czyli za duże (sporo układów pracuje do 36 lub 40V). Niby pod obciążeniem to napięcie spadnie, ale wolałbym projektować w bezpieczny dla układu sposób.

Swoją drogą to ciekawe, że czerwone diody LED 2.4V 70mA spokojnie funkcjonują zasilane napięciem zmiennym sięgającym ponad 30V

[GanzConrad]

Czytałeś to?

poszukaj w sieci, jest sporo materiałów, łącznie z wykresami napięć dla różnych prędkości.

[yogi009]

Oczywiście czytałem, zresztą nie tylko ten kultowy artykuł. Wyszedłem z założenia, że jednak trochę czasu upłynęło, a technologia się niby rozwija. No i poszedłem rozumowaniem, że najlepsza będzie przetwornica (sterownik Power LED) pracująca w szerokim zakresie napięć wejściowych. Widzę kilka takich układów, ale niektóre mają mało lubianą przez hobbystów obudowę DFN-7, a większość pracuje w zakresie od 6-8V do 36-40V. Mam nadzieję, że to wystarczy, i po obciążeniu prądnicy układem ciągnącym 300-500mA prądu napięcie spadnie z tych 45V (maksymalne napięcie za mostkiem i kondensatorem elektrolitycznym) do bezpiecznej wartości. Przymierzyłbym te pomiary do jakiejś rezystancji obciążenia, ale nie wiem jaka to wielkość w przypadku układów przetwornic.

[Pyra]

Witam

Swoją drogą to ciekawe, że czerwone diody LED 2.4V 70mA spokojnie funkcjonują zasilane napięciem zmiennym sięgającym ponad 30V

Mocno podejrzane... coś mi tu nie gra. W jaki dokładnie sposób połączyłeś LEDy?

Przetwornica stanowi obciążenie dynamiczne, i mocno się zmienia w zależności od warunków pracy. Jeśli chciałbyś przeprowadzić analizę układu, bardziej odpowiadał by tu model stałej mocy.
Prądnice prądu przemiennego, mają pewną cechę, powodującą, że same ograniczają prąd, więc jeśli takie dynamo nie dostanie obciążenia odpowiednim prądem to generuje sporo wyższe napięcie niż znamionowe. Krótko mówiąc, dynamo potrafi mieć na wyjściu zarówno 3, 6 jak i 12V, pod warunkiem, że obciążenie będzie wtedy pobierać te 500mA.

Pozdrawiam
Sławek

[yogi009]

Oto obecnie pracujący schemat tylnej lampki. Niby nie powinien działać długo, ale działa



Rezystor 220R.

[Pyra]

Witam
Najbardziej zagrożony tu jest rezystor. Co prawda diody przy ponad 100mA mogą długo nie pociągnąć, i warto by dołożyć szeregowo jakiś 1 - 2kΩ.
Pozdrawiam

[yogi009]

Ten detal układowy to ja sobie rozwiążę, może masz jakiś ciekawy układ przetwornicy na "widelcu"?

[Pyra]

Witam
Z przetwornicami jest pewien problem, bo wymagają zabezpieczeń na zasilaniu, przed nadmiernym wzrostem napięcia, np. przy braku obciążenia.
Kiedyś na forum zaproponowany był układ przetwornicy podnoszącej napięcie (na początku nie chwyciłem idei...), ale wtedy wypada użyć kilku diod połączonych szeregowo.
Wydaje mi się, że "Pilomy" są najrozsądniejszym wyjściem, mimo upływu lat...

Pozdrawiam

[yogi009]

Czyli jednak jest kłopot z tym napięciem na nieobciążonej prądnicy. Muszę sprawdzić w praktyce poziomy napięć przy obciążeniu jakąś diodą mocy 1W lub 3W. Trzeba to zaprojektować w taki sposób, żeby nie było możliwości dołączenia przetwornicy bez obciążenia Power LED'ami.

[gruby]

Gotowa lampka przód + tył na pilomie z pomiarami i charakterystykami