مشکل با ولتاژ و جریان ال ای دی های IR

[daryooosh]

باعرض سلام خدمت همه ی اساتید
برای یک پروژه ای 6 تا ال ای دی IR خریدم و به صورت سری به هم متصل کردم و ان ها را به وسیله ی ای سی و ترانزیستور فرکانس 38KHz و سیکل وظیفه ی 25% روشن و خاموش میکنم.تغذیه مورد استفاده 12 ولت 120 میلی آمپر میباشد.طبق دیتاشیت ال ای دی ها در صورتی که ازشون حدود 100 میلی آمپر جریان رد بشه چیزی حدود 1 ولت افت ولتاژ دارند(1 ولت روشون می افتد)تا اینجا همه چیز خوبه.حالا من میخام جریان بیشتری مثلا 300 میلی آمپر ازشون عبور بودم.چرا 300 میلی امپر ؟چون طبق همون دیتاشیت هنگامی که جریان 300 میلی امپری ازشون عبور کند حدود 2 ولت افت ولتاژ دارند که با منبع (6*2=12) مناسبه ولی مشکل جریان دارم.برای حل این مشکل یک خازن 3.3uf 400v رو با ال ای دی ها موازی کردم ولی مشکل حل نشد.یعنی هنگامی که افت ولتاژ روی ال ای دی ها رو اندازه میگیریم برای هرکدوم حدود 1 ولته و حدود 6 ولت روی کلکتور امیتر ترانزیستور افت ولتاژ دارم.با این که منبع من میتونه جریان لحظه ای 500 میلی امپر هم تامین کنه بدون خازن هم همین مشکل رو دارم.از همه کسایی که وقت میزارند برای رفع این مشکل من پیش از پیش تشکر میکنم.عکس زیر شماتیک مدار من رو نشون میده :

[ubub]

پاسخ : مشکل با ولتاژ و جریان ال ای دی های IR

طبق دیتاشیت ال ای دی ها در صورتی که ازشون حدود 100 میلی آمپر جریان رد بشه چیزی حدود 1 ولت افت ولتاژ دارند(1 ولت روشون می افتد)

سلام،
اول مطمئن شو که دیتاشیتت مربوط به همون LED ها باشه.
دوم من یادمه قدیما از این کارا میکردیم، با این LED ها دقیقا مثل LED های معمولی رفتار میکردیم، و ولتاژ فوروارد رو همون 2 - 3 ولت در نظر میگرفتیم!
سوم به احتمال قوی ولتاژی رو که توی دیتاشیت گفته مربوط به تغذیه DC میشه نه موج مربعی 36K و دیوتی 25 درصد!
داستان اینجا فرق میکنه!
به نظر من مشکل از سری کردن 6 تا LED هست!
شما بیا دو تا سری 3 تایی رو با هم موازی کن و دقیقا همون جا وصل کن!
حتی سه تا سری 2 تایی رو هم میتونی تست کنی!
خیلی جاها دیدم که LED رو به ولتاژهای بالا مثلا 12 ولت مستقیم (بدون مقاومت) وصل کردند ولی فقط با استفاده از ترانزیستور دیوتی سایکل اون رو کاهش دادند! (اینطوری توان متوسط دریافتی توسط LED رو کنترل میکنند!).
(نگران طول عمر LED هم نباش من خودم اون سیستم رو بعد از 15 سال کار کردن مداوم دیدم، خیلی هم سرپا بود!)
شما هم LED ها تو، پیکربندی کن به سه تا سری 2 تایی موازی شده!
همین دیوتی 25 درصد هم خوبه! تازه فکر کنم بتونی بیشترش هم کنی!
بعد با کم و زیاد کردن دیوتی سایکل و مصالحه با جریان و توان تزریقی به مجموعه، به شدت روشنایی IR بهینه برس!
البته برای اندازه گیری دقیق توان نمیتونی روی این مولتیمترهای 50-60 تومنی حساب کنی!
یا مولتیمتر خوب (به عبارتی True RMS) یا اسیلوسکوپ!

[daryooosh]

پاسخ : مشکل با ولتاژ و جریان ال ای دی های IR

ممنون بخاطر جوابت دوست عزیز
اره مطمعنم دیتاشیت مال خودشون هست.نموداری هم که من ازش مقادیر رو به دست اوردم در شکل زیر اوردم :

اگه امکانش هست بیشتر راهنماییم کن ببینم ایا این منحنی مقادیر مورد نظر من رو نشون میده یا خیر؟
دقیقا من هم دارم مثل ال ای دی های معمولی با اینا رفتار میکنم ولی بجای اینکه ولتاژ ورودی روی ال ای دی ها تقسیم بشه ,مقداری زیادیش روی کلکتور امیتر ترانزیستور افت میکنه.یعنی روی هر ال ای دی یک و یک دهم ولت افت داریم و روی کلکتور امیتر حدود چهار و نیم ولت افت داریم.در صورتی که من انتظار دارم با توجه به اینکه ترانزیستور در ناحیه ی اشباع کار میکند حدود 0.2 ولت روی کلکتور امیتر افت کنه و مابقی (12-0.2=11.8)ولتاژ روی ال ای دی ها ( 11.8/6=1.9) افت پیدا کنه,خیلی دوست دارم دلیل این اتفاق رو بدونم چیه!؟!؟!؟!؟در ضمن از اسیلکوپ استفاده میکنم.
اگه بخام ال ای دی ها رو به صورت موازی به کار ببرم اونوقت به جریان بیشتری (kcl) نیاز دارم که منبع من پاسخ گو نیست

[MPYC]

پاسخ : مشکل با ولتاژ و جریان ال ای دی های IR

ترانسیستور خوب به اشباع نمیره. اگه بره می تونه led هارو هم بسوزونه.

[daryooosh]

پاسخ : مشکل با ولتاژ و جریان ال ای دی های IR

ترانسیستور خوب به اشباع نمیره. اگه بره می تونه led هارو هم بسوزونه.

ممنون بخاطر پاسخی که دادی دوست عزیزم
از پاسخی که دادی مطمعنی؟به چه دلیلی میتونه led ها رو بسوزونه؟

[MPYC]

پاسخ : مشکل با ولتاژ و جریان ال ای دی های IR

گفتم می تونه ولی شما دیوتی سایکل رو رعایت کنی اوکیه.
ولتاژی که به مقاومت یک کیلو میدی چند ولته؟

[daryooosh]

پاسخ : مشکل با ولتاژ و جریان ال ای دی های IR

گفتم می تونه ولی شما دیوتی سایکل رو رعایت کنی اوکیه.
ولتاژی که به مقاومت یک کیلو میدی چند ولته؟

ممنون بخاطر وقتی که گزاشتی تا پاسخ بدی
عزیزم منظورم این بود باعث میشه جریان زیادی ازشون بگزره که میسوزه یا باعث میشه ولتاژی که روی ال ای دی ها میوفته زیاد بشه و بسوزند؟
ولتاژ اعمال شده به بس 3.3 ولت است.ولی باید خدمتت عرض کنم که من حتی مقاومت روی بیس هم اتصال کوتاه کردم(چون به زهن خودم اومد که نکنه به اشباع نمیره).میدونم کار اشتباهی بود چون باعث میشه ولتاژ 3.3 ای سی با ولتاژ0.7 بیس امیتر ترانزیستور موازی بشه و باعث آسیب دیدن بشه ولی کردم و باز هم مشکل حل نشد.

[kamy007]

پاسخ : مشکل با ولتاژ و جریان ال ای دی های IR

روش تست مدار رو باید یاد بگیری.
مدار خوبیه برای امورش عیب یابی
1-ای سی را جدا کن
2- کلکتور امیتر را انصال کوتاه کن. ایا دیودها روشن میشوند؟ بلی - پس اگر ترانزیستور روشن شود ال دی ها روشن میشود. خیر - پس مدار ال ای دی ها چک شود
3 - به مقاومت بیس ولتاژ اعمال کن . 3 تا 5 ولت. ایا ال ای دی ها روشن میشود؟ بلی- پس مدار ترانزیسور درست عمل میکند . خیر - مدار سویچ ترانزیستور و بایاس ان چک شود

[daryooosh]

پاسخ : مشکل با ولتاژ و جریان ال ای دی های IR

روش تست مدار رو باید یاد بگیری.
مدار خوبیه برای امورش عیب یابی
1-ای سی را جدا کن
2- کلکتور امیتر را انصال کوتاه کن. ایا دیودها روشن میشوند؟ بلی - پس اگر ترانزیستور روشن شود ال دی ها روشن میشود. خیر - پس مدار ال ای دی ها چک شود
3 - به مقاومت بیس ولتاژ اعمال کن . 3 تا 5 ولت. ایا ال ای دی ها روشن میشود؟ بلی- پس مدار ترانزیسور درست عمل میکند . خیر - مدار سویچ ترانزیستور و بایاس ان چک شود

ممنون بخاطر پاسخی که دادی دوست عزیز
1.به نظرم شما پست اول رو نخوندی.مدار من کار میکنه ولی اون انتظاری که من دارم رو برآورده نمیکند,ازت تشکر میکنم اگه وقت بزاری پست اول رو کامل بخونی و دوباره راهنماییم کنی.
2.ممنون میشم اگه منبع یا سورسی (یا یک سرنخی ) بهم در مورد عیب یابی کردن مدار ها معرفی کنی.

[ubub]

پاسخ : مشکل با ولتاژ و جریان ال ای دی های IR

خیلی دوست دارم دلیل این اتفاق رو بدونم چیه!؟!؟!؟!؟

سلام،
مهندس اگه از سوختن 6 تا IR LED بترسی، که هیچی دیگه !!
دارم بهت تجربه کار عملی با اینها رو میگم، نگران کمبود جریان و KCL و ... اینها نباش !
اون خازنی که گذاشتی رو به 25 ولت 1000 میکرو فاراد افزایش بده، و مدارت رو طبق اون چیزی که توی پست 2 گفتم تغییر بده و تست کن!
نمیگم معجزه میکنه، ولی احتمال زیاد میدم که راحت کار میکنه!
دلیل اون تناقضهایی هم که مشاهده میکنی خیلی چیزا میتونه باشه:
اولیش دیتا شیت !!!! (من هنوز شک دارم مربوط به خودش باشه، آخه 200 مدل LED با کیفیتها و سازنده های مختلف چینی توی بازار هست، حالا ممکنه شما یه Data Sheet از مثلا یه نمونه TI (حتی با شماره مشابه!!) داری میخونی!)
دوم: کیفیت و پاسخ فرکانسی ترانزیستورت!
ترازیستور قدرت نبسته باشی! یه دونه معمولی C547 یا C945 باید جواب بده!
میتونی یه دارلینگتون ببندی و تست کنی!
سوم: افت ولتاژ، با یه منبع مطمئن تست کن.
علاوه: خطای اندازه گیری و سیگنال ورودی به ترانزیستور و ...

نمیخوام داستان رو پیچیدش کنم، ولی این دیودها جزو بارهای غیر خطی محسوب میشن و توی مدارات فرکانسی گاها رفتارهای غیر منتظره ای هم دارند!
و اون چیزی که ترانزیستور رو به اشباع میبره لزوما جریان مناسب بیس نیست بلکه جریان مناسب کلکتور میباشد که اینجا به علت کامل روشن نشدن LED ها تأمین نمیشه! ( به علت پائین بودن ولتاژ فورواردی که روی هر کدوم از LED ها می افته!).

[kamy007]

پاسخ : مشکل با ولتاژ و جریان ال ای دی های IR

ممنون بخاطر پاسخی که دادی دوست عزیز
1.به نظرم شما پست اول رو نخوندی.مدار من کار میکنه ولی اون انتظاری که من دارم رو برآورده نمیکند,ازت تشکر میکنم اگه وقت بزاری پست اول رو کامل بخونی و دوباره راهنماییم کنی.
2.ممنون میشم اگه منبع یا سورسی (یا یک سرنخی ) بهم در مورد عیب یابی کردن مدار ها معرفی کنی.

عاره درسته . اگر من بودم این 6 تا رو سه تا سه تا سری میگردم و برای هر سه تا که سری کردم جریان مورد نیاز را محاسبه میکردم و یک مقاومت برای هر سری میزاشتم . حالا شما میگی 2 ولت روی ال ای دی میخوای پس میشه 3 تا2 ولت 6 ولت و میخوای 300 میلی امپر هم ازشون رد کنی پس مقاومت این سه تا دیود سری میشه 20 اهم. ولی 300 میلی امپر زیاد نیست؟ شما حداگثر جریان رو بزار رو 150 میلی امپر طبق همون نموداری که فرستادی این جوری مقاومت میشه 40 اهم که نداریم .47 اهم خوبه . پس دو تا 47 اهم میشه و دیودها هم سه تا سه تا سری.

[daryooosh]

پاسخ : مشکل با ولتاژ و جریان ال ای دی های IR

سلام،
مهندس اگه از سوختن 6 تا IR LED بترسی، که هیچی دیگه !!

ممنون دوست عزیز بخاطر پیگیر بودنت.
من نمیترسم ,فقط میخام دلیلش رو بدونم همونطور که گفتم.
مثلا خیلی ازتون متشکر میشدم اگه دلیل اینکه گفتی خازن رو 25 ولت و 1000 میکروش کن رو میگفتی.
در مورد ال ای دی ها بگم که این ها از اونور آب توسط شخصی کاملا مطمعن برام خریداری و فرستاده میشه.همونطور که گفتم هیچ شکی توی دیتاشیتش نیست.
نه عزیز ترانزیستور قدرت نیست و ترانزیستور مرغوبی است.
اگه منظورت از منبع,منبع تغذیه است,که کاملا مطعن و تست شده است.ولتاژ خروجی 12.2 با حداکثر جریان داعمی 120 میلی و جریان لحظه ای 500 میلی.
وسایل اندازه گیری هم اسکوپ دارم هم مولتی متر HIOKI .
ولتاژ ورودی به ترانزیستور رو هم چند بار اندازه گرفتم همون 3.3 ولته.

نکاتی خیلی مفیدی رو در قسمت پیچیده ی داستان گفتی.مثلا فهمیدم باید برم دیتاشیت ترانزیستور دنبال حداقل جریان کلتور برای اشباع شدن بگردم .
ممنون

[daryooosh]

پاسخ : مشکل با ولتاژ و جریان ال ای دی های IR

عاره درسته . اگر من بودم این 6 تا رو سه تا سه تا سری میگردم و برای هر سه تا که سری کردم جریان مورد نیاز را محاسبه میکردم و یک مقاومت برای هر سری میزاشتم . حالا شما میگی 2 ولت روی ال ای دی میخوای پس میشه 3 تا2 ولت 6 ولت و میخوای 300 میلی امپر هم ازشون رد کنی پس مقاومت این سه تا دیود سری میشه 20 اهم. ولی 300 میلی امپر زیاد نیست؟ شما حداگثر جریان رو بزار رو 150 میلی امپر طبق همون نموداری که فرستادی این جوری مقاومت میشه 40 اهم که نداریم .47 اهم خوبه . پس دو تا 47 اهم میشه و دیودها هم سه تا سه تا سری.

ممون دوست عزیز بخاطر وقتی که گزاشتی و پاسخ دادی.
دوست عزیز میشه دلیلت رو برای سه تا سه تا سری کردن بگی؟
توجه کن من مجبورم از منبع 12 ,ولتی استفاده کنم که حداکثر 120 میلی امپر میتونه بده
1.چرا میخام 300 میلی امپر:
چون به یک حداقل شدت نوری نیاز دارم که طبق دیتا شیت در مینمم جریان 300 میلی امپر به دست میاد.
2.طبق گفته ی شما بخوام دو تا شاخه داشته باشم که بر فرض از هر کدوم 150 میلی آمپر بگزره باید منبع 300 میلی جربان بده.که نمیتونه.
3.معذرت میخام ولی فکر کنم داره صورت مسعله پاک میشه.من یک مداری معرفی کردم و گفتم جواب مورد نظر رو نمیده.اگه میشه لطف کنید راهنمایی کنید
1.چرا این 12 ولت من کاملا روی ال ای دی ها تقسیم نمیشه و قسمت زیادی از اون روی کلکتور امیتر میوفته؟
2.اگه پاسخ سوال اول بخاطر کمبود جریانه خوب چرا با گزاشتن خازن رفع نشد؟

[ubub]

پاسخ : مشکل با ولتاژ و جریان ال ای دی های IR

سلام مهندس،

دلیل اینکه گفتی خازن رو 25 ولت و 1000 میکروش کن

هرچند حساب کردنش هم کاری نداره، ولی حساب نکردم، به تجربه گفتم،
آخه 3.3 دیگه خیلی کمه و زود به اشباع میره و حق مطلب (اضافه کردن خازن اونجا) ادا نمیشه!
(از اونجایی که در زمانهای خاموشی ترانزیستور، خازن فرصت میکنه شارژ بشه، انتخاب یه خازن با ظرفیت بالا میتونه کمک کننده باشه!)

ولتاژ خروجی 12.2 با حداکثر جریان داعمی 120 میلی و جریان لحظه ای 500 میلی.

نمیگم جوابگوی 6 تا LED نیست!! ولی در کل همچون منبع خوبی هم نیست!

باید برم دیتاشیت ترانزیستور دنبال حداقل جریان کلتور برای اشباع شدن بگردم

مهندس جان همچین پارامتری که واسه ترانزیستور تعریف نشده!
من منظورم اشباع در "نقطه کار مطلوب" شما بود که هم به جریان بیس مناسب نیاز داره و مهم تر از اون، به جریان کلکتور مناسب!

حالا که میخواهی دقیق بشی، به چندتا چیز نیاز است:
میدونم این کار صورت گرفته ولی محض احتیاط میگم: گراند میکرو یا هر وسیله ای که داره ترانزیستور رو تحریک میکنه، به امیتر ترانزیستور اتصال کوتاه باشد.
ولتاژ CE=4.5 رو با چی میخونی؟ با اسکوپ یا با Hioki ؟
اگه با Hioki میخونی، چه روی DC تنظیم باشد و چه روی AC، این ولتاژ طبیعیه!
روی DC مقدار متوسط شکل موج رو بهت میده و روی AC مقدار RMS ، که در مورد سیگنال مربعی یکی در میاد!
اگه با اسکوپ نگاه میکنی، روی اسکوپ باید یه شکل موج مربعی ببینی که دقیقا پیکهاش (سوای مقدارشون) هم زمان هستند با زمان خاموشی ترانزیستور!
که اگر بارت مقاومتی بود و امپدانس داخلی اسکوپت بینهایت بود، میبایست دقیقا مقدار پیک برابر مقدار منبع ولتاژت باشه یعنی 12 ولت! ولی از اونجایی که اینها دیود هستند توی جریانهای خیلی کم هم، افت خودشون رو میندازند، خیلی کمتر از اون 12 در میآد!
و همین طور دقیقا قعرهای اون موج مربعی، همزمان با زمانهای روشن بودن ترانزیستور شما میباشد!
که اگه تنظیم اسکوپ رو بذاری روی DC و خط صفرت رو هم تنظیم کنی مقدارش رو در حد همون دو سه دهم ولت میبینی!
به شرط مناسب بودن جریان بیس (که ظاهرا مناسب است!)
ولی این لزوما به معنی تأمین بودن جریان مورد نیاز LED ها در اون حدی که شما مطلوبته، نیست!
و این بر میگرده به قدرت منبع ات و پیکربندی LED هات.

[daryooosh]

پاسخ : مشکل با ولتاژ و جریان ال ای دی های IR

سلام مهندس جان
ممنون بخاطر وقت و صبری که داری و با دقت جواب های من رو میدی.

هرچند حساب کردنش هم کاری نداره،

قبل این 3.3 یک 1000 گزاشته بودم,,به دلیل بالا بودن ظرفیت نگران شدم باعث فیلتر شدن بشه بعدا کمش کردم.آیا ولتاژش هم تاثیری در اشباع شدنش داره ؟
ممنون میشم اگه برام محاصبه کنی.میخام یاد بگیریم توی شرایط دیگه خودم مقدار مناسب رو حساب کنم.

ولتاژ CE=4.5 رو با چی میخونی؟

راستش با هر دوتا خوندم

روی اسکوپ باید یه شکل موج مربعی ببینی که دقیقا

پیکهاش

(سوای مقدارشون) هم زمان هستند با

زمان خاموشی

ترانزیستور!

خیلی جالب شد,چون فکر میکردم پیک هام همزمان با زمان روشنی هستند.متاسفانه چون کانال 2 اسکوپ خرابه امکان مقایسه ندارم.

اگر بارت مقاومتی بود و امپدانس داخلی اسکوپت بینهایت بود، میبایست دقیقا مقدار پیک برابر مقدار منبع ولتاژت باشه یعنی 12 ولت! ولی از اونجایی که اینها دیود هستند توی جریانهای خیلی کم هم، افت خودشون رو میندازند، خیلی کمتر از اون 12 در میآد!

جمع جریان نشتی ترانزیستور و جریان ورودی اسکوپ(با توجه به مقاومت ورودی)بیشتر 100 میکرو آمپر نمیشه,متاسفانه منحنی داخل دیتاشیت کامل نیست که بشه فهمید توی این جریان افت ولتاژ چقدره ولی به احتمال زیاد نباید بیشتر از 1 ولت باشه(فکر کنم همین 1 ولت هم خیلی زیاد گفته باشم)در این صورت باید ولتاژ روی کلکتور امیتر 6 (یا حتی بیشتر ) باشه.لطفا اگه مطلبی در این مورد هست راهنماییم کنید.

ولی این لزوما به معنی تأمین بودن جریان مورد نیاز LED ها در اون حدی که شما مطلوبته، نیست!

شما گفتی که حتما تقریبا دو ولت روی ال ای دی ها میوفته,طبق دیتاشیت و منحنی که دادم ,مگه لزوما تا زمانی که جریان مورد نیاز از ال ای دی رد نشده ,افت ولتاژ متناظر با اون جریان روی ال ای دی افت پیدا نمیکنه.یعنی زمانی 2 ولت افت داریم که اجبارا جریان متناظر با 2 ولت طبق منحنی از اون عبور کنه.درسته؟؟

و این بر میگرده به قدرت منبع ات و پیکربندی LED هات.

جریان مطلوب من 300 میکرو نیست,جریان مطلوب من جریان متناظر با 2 ولته.به عبارتی دیگر من میخام حداکثر توانی که میتونم با این منبع به ال ای دی هابدم رو بدم.

طبق گفته های شما :
باید هنگامی که ولتاژ روی یکی از ال ای دی ها رو با اسکوپ میبینیم,یک موج مربعی باشه که پیکهاش مقدار تقریبا 2 ولت رو داشته باشند و قعر هاش مقدار 1.25 (1.25=6/(4.5-12)) رو داشته باشه.چک میکنم ببینم این طور هست یا خیر.