Светодиоды в авто (выбор схемы подключения)

[Maximill]

1. Сопротивления сделал сборные (в шахматном порядке, по принципу схемы lay) 0,2+0,2+0,2+0,0025=0,625. Взял в корпусе 1206. В магазине нужно уточнять наличие 0,0025.
По диодам знаю, что они не очень то любят превышение по току.
2. Дроссель взял на 68 мкГн (Дроссель). Обязательно нагрев проконтролирую.
3. Взял диод Шоттки 1N5817 (20V 1A 0.6V) (Диод)
4. Электролитический конденсатор на 100мкФ (Конденсатор). У него напряжение 16В.

Сейчас схему переношу в lay, завтра куплю россыпь, без нее не узнать точные размеры.

В твоей схеме lay, не могу разобраться где расположен сглаживающий конденсатор (Cin).

Что это такое (в красных кружках)?

1ayy4h07ee2.jpg

(64.92 KiB) Скачиваний: 1567

[mickbell]

Кстати, питание здесь подаётся неправильно. Дорожка от питания +12V должна идти на вывод блокировочного конденсатора, и только уже от него - на ногу Vin микросхемы. Здесь дорожка ответвляется не доходя до конденсатора, что есть сугубый моветон.

[Crazy cat]

mickbell, все верно. Рисовал давно. Надо подправить плату. Хотя и эта схема вполне себе работоспособна на практике.
Maximill, обведенные красным это блокировочные SMD конденсаторы. Я брал их на старых материнках, 0,1 мкФ. Cin это над микросхемой. Как правильно сказал mickbell, левую дорожку от конденсатора к выводу Vin микросхемы лучше спрямить. Платы я рисовал еще в Sprint Layout 4, если надо, могу выложить несколько вариантов. Хотя под ваши детали все равно надо плату переправить.

[mickbell]

Crazy cat писал(а):

mickbell, все верно. Рисовал давно. Надо подправить плату. Хотя и эта схема вполне себе работоспособна на практике.

Ага, такое часто бывает - разведена не по фэншую, а работает. Ну и пусть работает, а моё замечание кто-то, я надеюсь, намотает на ус и будет знать, как делать свою разводку.

[Maximill]

Вот такая получилась схема. Размеры 30х30 мм. Буду еще дорабатывать.
Не могу землю нормально развести: перемычку на обратной стороне платы ставить не хочу. Пустил землю между пятаков катушки.

Снимок экрана (3).png

(57.96 KiB) Скачиваний: 1222

[mickbell]

Блокировочный конденсатор следует ставить рядом с микросхемой. Кроме того, здесь имеется та же самая ошибка подключения, о которой я уже говорил: не должно такого быть, чтобы последовательно с ним был "аппендикс" (проводник, идущий к нему и никуда больше).
И заодно: не загибайте дорожки под углом 90 градусов, делайте два угла по 45.

[Maximill]

...не должно такого быть, чтобы последовательно с ним был "аппендикс" (проводник, идущий к нему и никуда больше).

Не могу сообразить что за аппендикс? Это там где Шоттки?

Добавлено after 22 minutes 13 seconds:

mickbell писал(а):

Блокировочный конденсатор следует ставить рядом с микросхемой.

Так?

Снимок экрана %283%29.png

(76.2 KiB) Скачиваний: 1275

Добавлено after 5 hours 57 seconds:
Подправил схему: диод шоттки должен быть до или после конденсатора?

Ш2.png

(69.01 KiB) Скачиваний: 1005

Svet_1.lay6

(29.02 KiB) Скачиваний: 567

[mickbell]

Насчёт аппендикса - это я, оказывается, спутал его с шунтом, а блокировочной керамики там совсем не было. Подрисованный красным на первой картинке Cin - правильный.

Подправил схему: диод шоттки должен быть до или после конденсатора?

Думаю, большой разницы нет. Скорее всего, нарисовано правильно. Точного ответа у меня нет, потому как именно с этой микросхемой я не работал.

[Maximill]

Crazy cat, mickbell осталось пару вопросов:
1. Не могу разобраться с диодом Шоттки. Диод работает когда ток течет от анода к катоду, но в схеме из даташита все наоборот: катод диода расположен у входящего плюсового контакта (Vin).
2. Блокировочный конденсатор (Cin) как я понял нужно ставить как можно ближе к микросхеме. В печатной плате контакт диода Шоттки должен быть между конденсатором (Cin) и микросхемой (PT4115), или до конденсатора (Cin)?

Окончательный вариант печатной платы. Вроде все правильно развел (кроме диода Шоттки).

Svet_DIM.png

(40.45 KiB) Скачиваний: 1200

[mickbell]

Maximill писал(а):

Crazy cat, mickbell осталось пару вопросов:
1. Не могу разобраться с диодом Шоттки. Диод работает когда ток течет от анода к катоду, но в схеме из даташита все наоборот: катод диода расположен у входящего плюсового контакта (Vin).

Что значит "работает"? У него есть определённая функция, вот когда он её выполняет, тогда он работает. О функции потом, а пока давайте посмотрим, что будет, если включить его анодом на плюс питания - а катодом, соответственно, к ноге SW. Если глянуть в даташит, то видно, что внутри стоит ключ-мосфет на общий провод. Значит, как только он будет открыт, так сразу ток из источника через диод и этот мосфет ломанётся на общий, будет КЗ, сгорит всё. Это, что ли, называется "работает"?
А теперь о функции. Представьте ситуацию: нет того диода. Когда ключ открыт, ток от источника начинает идти, постепенно возрастая, через светодиод, дроссель и открытый ключ. Постепенно - потому как дроссель ему не даёт сразу возрасти, он же запасает внутри себя энергию в магнитном поле. А потом ключ разомкнётся. И что, куда пойдёт ток? А никуда. Но и прекратиться он не может, ведь магнитное поле уже запасло определённую порцайку энергии, которая просто так взять и исчезнуть не может. Значит, ток будет продолжаться. Куда? В закрытый мосфет, пробивая его. Оно нам надо такое? А если есть диод, то току есть куда идти - в светодиод по кругу.

Maximill писал(а):

2. Блокировочный конденсатор (Cin) как я понял нужно ставить как можно ближе к микросхеме. В печатной плате контакт диода Шоттки должен быть между конденсатором (Cin) и микросхемой (PT4115), или до конденсатора (Cin)?

Особого различия между обоими вариантами, скорее всего, нет, я бы подключил катод диода прямо к выводу блокировочного конденсатора.

Maximill писал(а):

Окончательный вариант печатной платы. Вроде все правильно развел (кроме диода Шоттки).

Svet_DIM.png

Первое. Электролит - это хорошо, но надо обязательно к нему ещё и керамику. Электролит можно ставить где попало, а вот керамику - по правилам.
Второе. Главное правило: проводники от источника (это касается и общего провода) сначала подаются на блокировочный конденсатор, и только от него на микросхему. Здесь это правило не выполняется в общем проводе: он заходит на микросхему, а потом на конденсатор (если электролит считать блокировочным конденсатором). Чтобы это поправить, можно общий протянуть по верху на конденсатор, место есть.
Кстати, разводка платы очень рыхлая, можно легко площадь уменьшить раза в два. Ну если оно надо, разумеется. Бонусом уменьшатся длины проводников и площади контуров с токами, что улучшит ситуацию с ЭМС. Рекомендации: электролит вверх, под него - блокировочную керамику, шоттку вверх, рядом с микросхемой, дроссель влево, выводы регулировочного резистора влево и вверх - по вкусу, общий провод между выводами дросселя убрать, там останется один провод. В-общем, есть над чем поработать.

[Maximill]

mickbell спасибо что подсказываете мне, а я то думал что плата готова, а тут еще керамику расставлять нужно

mickbell писал(а):

Кстати, разводка платы очень рыхлая, можно легко площадь уменьшить раза в два. Ну если оно надо, разумеется. Бонусом уменьшатся длины проводников и площади контуров с токами, что улучшит ситуацию с ЭМС.

Плату уменьшать не нужно, при меньших размерах не справлюсь при пайке компонентов.
Не могу разобраться что такое ЭМС?

Теперь по поводу блокировочных конденсаторов. Почитал, поразбирался, что это такое и для чего нужно, вот что нашел:

Блокировочные конденсаторы должны устанавливаться между выводами питания перед каждой микросхемой/проводником. Их емкость должна быть в пределах 0,01...1мк.

Как определять необходимую емкость для проводника/микросхемы так и не нашел.

Переработал плату (пока грубо), по правилам расставил все керамические конденсаторы, и обозначил белым цветом, и присвоил порядковый номер.
1-установлен перед сглаживающим конденсатором (Cin) (электролитом). С емкостью не могу определиться;
2-на вход стабилизатора напряжения по даташиту (0,33мкФ);
3-на выход стабилизатора напряжения по даташиту (0,1мкФ);
4-на вход микросхемы PT4115. С емкостью не могу определиться;
5-на вход светодиодных матриц по даташиту (1мкФ).

Crazy cat рекомендует ставить керамику 0,1-0,15uF.

Какого номинала должна быть керамика 1 и 4?

Если все правильно, доработаю плату под керамические SMD.

KCL.png

(60.63 KiB) Скачиваний: 1131

KC.png

(55.26 KiB) Скачиваний: 1113

[mickbell]

Maximill писал(а):

Не могу разобраться что такое ЭМС?

Электромагнитная совместимость. Включает в себя как устойчивость к электромагнитным помехам со стороны других устройств, так и, наоборот, излучение помех, не превышающих установленные нормы.

Maximill писал(а):

Теперь по поводу блокировочных конденсаторов. Почитал, поразбирался, что это такое и для чего нужно, вот что нашел:

Блокировочные конденсаторы должны устанавливаться между выводами питания перед каждой микросхемой/проводником. Их емкость должна быть в пределах 0,01...1мк.

Как определять необходимую емкость для проводника/микросхемы так и не нашел.

Здесь случай неответственный, так что определять ничего не нужно, можно просто поставить одну микрофараду и не париться. Если хочется подробностей, то объясню, что такое блокировочный конденсатор, тогда станет понятно, как его выбрать.
Всякое устройство, питаемое электричеством, потребляет некоторый ток, в том числе и вот эта микросхема. Потребляет оно его обычно неравномерно: то много, то меньше. Например, логические микросхемы могут потреблять мало при неизменных сигналах на входе, но много при переключениях - там образовываются сквозные токи через транзисторы на выходах. Идущий к микросхеме проводник питания - это и сопротивление, и индуктивность, включенные последовательно с источником; при рывках тока на них получается падение напряжения и из-за этого - изменение напряжения на ноге питания микросхемы. Включённый туда конденсатор на пиках потребления отдаёт немного накопленного заряда, сглаживая изменение напряжения, а при малом потреблении восполняет его. Отсюда понятно, что для оценки потребной ёмкости надо знать динамческие характеристики тока потребления, то есть капитально полазить по даташиту, а то и поэкспериментировать.

Maximill писал(а):

Переработал плату (пока грубо), по правилам расставил все керамические конденсаторы, и обозначил белым цветом, и присвоил порядковый номер.
1-установлен перед сглаживающим конденсатором (Cin) (электролитом). С емкостью не могу определиться;
2-на вход стабилизатора напряжения по даташиту (0,33мкФ);
3-на выход стабилизатора напряжения по даташиту (0,1мкФ);
4-на вход микросхемы PT4115. С емкостью не могу определиться;
5-на вход светодиодных матриц по даташиту (1мкФ).
Crazy cat рекомендует ставить керамику 0,1-0,15uF.
Какого номинала должна быть керамика 1 и 4?

Первый не нужен. Четвёртый можно ставить 1 мкФ, 2 и 3 - тоже, чтобы не разводить зоопарк - с одной микрофарадой будет работать не хуже, чем с меньшими емкостями.

Maximill писал(а):

Если все правильно, доработаю плату под керамические SMD.

Вот за это хвалю. SMD для целей блокировки лучше выводных - у них меньше последовательная индуктивность, значит, выше частота собственного резонанса и, соответственно, выше диапазон частот, в котором они нормально выполняют свою блокировочную задачу. Здесь это несущественно, но когда-то пригодится.

[Crazy cat]

Микросхема PT4115 не имеет встроенного тактового генератора, а работа ключа контролируется напряжением с токоизмерительного резистора Rs с небольшим гистерезисом. Поэтому микросхема работает весьма устойчиво. mickbell наверно будет ругаться на меня , но я бы поставил один блокировочный SMD конденсатор 0,1uF между выводами Vin и Gnd сверху микросхемы PT4115, он же будет входным для 78L05. Ток потребляемый 78L05 невелик, при длине дорожки как на плате проблем быть не должно. Параллельно светодиодам еще один SMD 0,1uF и на выходе 78L05 еще один такой же. Кстати, вокруг 78L05 легко ставить SMD конденсаторы прямо возле выводов. Электролиты можно ставить "по вкусу", можно и не ставить, лишние они не будут. На своей плате я вообще не ставил электролиты, схема устойчиво работала на разных режимах. Однако входной электролит снизят помехи от работы схемы.
По резистору Rs: Мы обсуждали как собрать резистор 0,625 Ом. На вашей плате разводка как на моей, под две сборки. Но у меня ток был больше и резисторы соответственно меньшим сопротивлением. для 0,16А вам или еще две сборки последовательно надо ставить или лучше (и красивее) переделать печатку под два-три параллельных SMD резистора. Резисторы 1 Ом и 2 Ома встречаются довольно часто в старых энергосберегающих газоразрядных лампах. Можно вообще собрать из одноомных: Два последовательно и к ним параллельно еще один. Решать вам.

[mickbell]

Да не буду я ругаться. Я-то исхожу из общих принципов, а конкретно с PT4115 дел не имел, так что нет у меня здесь никакого права на ругань. Общий блокировочный конденсатор, особенно в изделиях для себя, я тоже практикую. И стараюсь обходиться совсем без электролитов.

[Maximill]

mickbell и Crazy cat определитесь, какого номинала блокировочные конденсаторы ставить 0,1 или 1 мкФ. Прям как в той поговорке, когда кулик свое болото хвалит
Решил поставить 1 мкФ (SMD 0603 X7R 1.0uF ±10% 16V). Пусть схема потребляет побольше эл. энергии.
По поводу площадки для резисторов Rs, я все уяснил. Есть еще пару вариантов, как определюсь поправлю.
С моими руками размеры платы наверное придется увеличить х1,5 раза.
Наваял окончательный вариант схемы. В таком виде она будет работоспособна?

SV-5-2.png

(55.41 KiB) Скачиваний: 1105

Размер как есть (100%)

SV-5.png

(5.62 KiB) Скачиваний: 1095

Добавлено after 18 minutes 20 seconds:
Возник теоретический вопрос по надежности:
Имеем 8 цепочек по 3-и светодиода в каждой. При Rs = 0,625 Ом получаем ток равный 0,16А. Допустим, в одной цепочке перегорело сразу 3-и светодиода (что крайне маловероятно), в результате чего потребляемый ток уменьшился на 0,02А и стал равным 0,14А. Но микросхема все равно будет выдавать 0,16А по Rs. Куда пойдут эти 0,02А. Получается на оставшихся 7-и цепочках будет повышенный ток в 0,003А? Что произойдет с диодами?

[mickbell]

У меня нет замечаний.

По надёжности. Что такое цепочки? Это цепочки, в каждой из которых три светодиода соединены последовательно, а сами цепочки включаются параллельно? Тогда выход из строя любого светодиода (на обрыв) отключает всю цепочку, соответственно, ток в оставшихся цепочках увеличится на 3 мА. Это ещё не опасно, но...

[Crazy cat]

У меня тоже претензий к плате нет, должна работать. Блокировочные конденсаторы я ставил 0,1uF, те что были под рукой (из хлама) 1,0uF будут лучше, но возможно дороже. И помех при 1,0 будет меньше. Вообще я ставил цель собрать себе копеешный драйвер из хлама и мне это удалось. Поэтому в Rs у меня и стоят нулевые сборки. Кстати, вы на плате их оставили, переделывать не стали. Я выше писал, что набрать 0,625 Ом ими может не получиться.

[mickbell]

Ага, про ёмкости я и забыл. Я тоже советую 1 мкФ. Цена? Если не серийное производство, то те копейки, на которые 1 мкФ дороже 0.1 мкФ, никого не взволнуют. Я применяю с диэлектриком X7R, но это не обязательно, можно с любым другим, а выйдет дешевле.

[Halex]

Maximill писал(а):

4. Электролитический конденсатор на 100мкФ (Конденсатор). У него напряжение 16В.

Как то потерял тему, сейчас опять увидел.
Маловато будет!!! ИМХО по напруге. Ставьте хотя бы на 25V, или больше.
Года три назад мастрячил себе в Акцент умный "плафонный салон" на ATtiny13. Не было под рукой "высоковольного" электролита, тоже воткнул тантал на 16V. Через месяц кондёр 100uFx16V благополучно "хлопнул наЛопоПам", а с ним и диод Шотки, который защищал девайс от неправильной полярности. Заколхозил вместо него этажеркой два по 47uFx25V и в корпусе D (большего размера). Стоят по сей день.
Эт я к чему - в авто по питанию "летают" импульсы и отнюдь не 12ти-16-ти вольтовые. Их принимает на себя входной кондёр, так что лучше , если он будет достаточно "высоковольтным" и по габаритам не совсем мелким, чтоб не перегреться. Ну и параллельно ему обычная керамика 0.1uF и тоже не на 16-20V должна иметь место.

[mickbell]

16 В - конечно, мало, но и 25 тоже может оказаться недостаточно. Там, в бортсети, иголки могут быть до сотен вольт, так что очень желателен фильтр на входе питания (LC) и супрессор. Я всех, кто берёт питание от бортсети, призываю ознакомиться с ГОСТом 28751.