LED Driver ad alta corrente (da 6A)

[AleEl]

Ciao a tutti.
Avrei la necessità di buttar giù uno schema che mi consenta di pilotare un LED ad alta corrente (viaggia sui 6A), avendo a disposizione una tensione di alimentazione non superiore ai 24 V.
Necessitando quindi di un controllo in corrente da 6A, con una Vmax di 50Volt, ho trovato in rete con non poche difficoltà l'integrato ZXLD1370 che consente tensioni fino ai 60V e che funge anche da boost converter, oltre ad avere la più che necessaria funzionalità di dimmerazione tramite PWM.
Il mio dubbio, visto e considerato il livello di corrente e tensione richiesto, era se tramite mosfet esterno come previsto con questo integrato si potesse raggiungere senza problemi la soglia dei 6A. Qualcuno mi sa dare questa informazione?
Grazie mille e buone feste!


Datasheet: https://datasheet.lcsc.com/lcsc/1912111437_Diodes-Incorporated-ZXLD1370EST16TC_C444409.pdf

[lelerelele]

l'integrato proposto è un SMD, se devi farci un PCB casalingo è ostica da usare, ci sono molte versioni che hanno case trough-hole.

i mosfet di potenza in commercio portano tranquillamente 6A continui, ed anche qualche decina di ampère picco, ne trovi di tutti i tipi, la tensione del mosfet deve essere però la somma di alimentazione e led, un particolare da tenere presente, se alimenti l'IC a tensioni superiori ad i 18V, è opportuno o trovare un mosfet che accetti tensioni elevate in gate (se esiste), oppure è necessario limitare l'uscita dell IC a valore massimo accettato dal gate.

occhio che nel datasheet proposto, sono da cambiare alcuni componenti lavorando con carico a tensione e correnti diverse .

saluti.

[AleEl]

l'integrato proposto è un SMD, se devi farci un PCB casalingo è ostica da usare, ci sono molte versioni che hanno case trough-hole.

Farei un PCB ordinato in Cina, nessun problema per l'SMD scelto anche per limitare lo spazio tra l'altro
Tuttavia se hai integrati alternativi, prenderei volentieri le sigle (anche per THT): datasheet in più su cui dare un occhio non mi dispiacciono

i mosfet di potenza in commercio portano tranquillamente 6A continui, ed anche qualche decina di ampère picco, ne trovi di tutti i tipi, la tensione del mosfet deve essere però la somma di alimentazione e led, un particolare da tenere presente, se alimenti l'IC a tensioni superiori ad i 18V, è opportuno o trovare un mosfet che accetti tensioni elevate in gate (se esiste), oppure è necessario limitare l'uscita dell IC a valore massimo accettato dal gate.

occhio che nel datasheet proposto, sono da cambiare alcuni componenti lavorando con carico a tensione e correnti diverse .

saluti.

Ho visto infatti leggendo il datasheet che per il MOS c'è da fare il conto Iin + Iout: non ci sarei arrivato senza leggerlo
Sui componenti di cui dici la necessità di cambiare, a quali ti riferisci?
Io ho fatto i conti per tutto quanto ad ora, ed ho preso come esempio lo schema di pagina 35 assieme allo schema 3 del calcolatore offerto dalla Diodes, mi sai dire che componenti dici di cambiare?
Un confronto non sarebbe male rispetto a quanto ho trovato io, giusto per capire se sono sulla strada giusta

Per il MOS ad esempio ho selezionato un HYG060N08N
Per il diodo un MBR20100DT


Grazie!

[Etemenanki]

Intanto, non ho capito bene perche' ti servirebbero 50V se hai a disposizione un'alimentazione da 24 V (o non e' che volevi dire che e' il led ad avere bisogno di 50V ? ... anche se non ricordo di averne visti con quelle specifiche, anche quelli da 100W dovrebbero richiedere sui 36V, quindi se ci dici quale tipo di led devi pilotarci, forse possiamo aiutarti un po di piu )

se tramite mosfet esterno come previsto con questo integrato si potesse raggiungere senza problemi la soglia dei 6A

Avendo il mosfet esterno, puoi anche raggiungere i 100A e piu, se progetti e costruisci bene l'hardware

Ovviamente vanno tenute in considerazione tutte le necessarie cautele, non perche' stai giocando con tensioni "pericolose", ma perche' con quelle correnti, si fa presto a fare danni se non lo si fa.

Ad esempio, scegli il mosfet con la piu bassa RdsON possibile fra quelli logic-level (le serie CoolMOS e TrenchFet sono ottime, ma ce ne sono anche altre, ed ormai non costano piu di tanto), non spaventarti se sul datasheet leggi 200 o 300 o piu A di portata, i mosfet con basse RdsON sono quelli con le correnti maggiori, ed ormai in media costano quasi come quelli da 20 o 30 A.

Se deve essere dimmerato in PWM, considera anche il gate-charge e la capacita' di gate, piu sono alte e piu serve corrente per farli commutare, quindi sono da preferire, se disponibili, quelli con valori piu bassi, e se il PWM ha frequenza superiore ad 1KHz, meglio prevedere anche un'integratino "gate driver" fra il convertitore ed il MOS.

Quello non e', fra l'altro, un semplice driver in corrente, ma un vero e proprio convertitore DC-DC con funzione di driver, se il tuo progetto non richiede tensioni piu alte di quele di alimentazione, potrebbe andarti meglio un semplice driver a corrente costante (ma li dipende da quanti led devi collegarci, la tensione diretta dei suddetti, eccetera ... se NON ti serve per forza un "boost", c'e' parecchia scelta)

Nel disegnare lo stampato, abbonda di larghezza delle piste, e dove possibile prevedi il raddoppio (stessa pista su entrambi i layer, sempre se possibile), oppure alla disperata il tStop per poterla stagnare (tStop, sarebbe la zona in cui il CAE dice al service di non mettere il solder, cosi la pista rimane esposta e stagnabile) ... evita anche piste troppo lunghe e/o troppo sottili, gli angoli retti, se usi mosfet SMD prevedi di usare anche il layer opposto sotto il mosfet e tanti vias) per dissipare al meglio il calore, e cose del genere.

Ca va sans dire (o almeno dovrebbe ) che dovrai anche collegare il tutto con cavi di sezione adeguata, ma quello sara' alla fine (questa cosa la menziono solo perche' mi e' capitato piu volte di vedere progetti cablati con il 24AWG pure dove passavano alcuni Ampere, solo perche' "nessuno glie l'aveva detto" )

[AleEl]

https://it.aliexpress.com/item/1005005678692489.html?src=google&src=google&albch=shopping&acnt=272-267-0231&slnk=&plac=&mtctp=&albbt=Google_7_shopping&gclsrc=aw.ds&albagn=888888&ds_e_adid=&ds_e_matchtype=&ds_e_device=c&ds_e_network=x&ds_e_product_group_id=&ds_e_product_id=it1005005678692489&ds_e_product_merchant_id=107766596&ds_e_product_country=IT&ds_e_product_language=it&ds_e_product_channel=online&ds_e_product_store_id=&ds_url_v=2&albcp=20705056984&albag=&isSmbAutoCall=false&needSmbHouyi=false&gad_source=1&gclid=Cj0KCQiAv8SsBhC7ARIsALIkVT0GAoyHoMRqkdPs6r9QJQNbAqOZNOoIgGVVrMJzXGYI6JvfvspPrScaAq-iEALw_wcB&aff_fcid=336a87988b35455d905c6ecd10c9a42f-1704037785121-04161-UneMJZVf&aff_fsk=UneMJZVf&aff_platform=aaf&sk=UneMJZVf&aff_trace_key=336a87988b35455d905c6ecd10c9a42f-1704037785121-04161-UneMJZVf&terminal_id=7d3bde772cba4ac4b7c55509bd97862d&afSmartRedirect=y

Versione da 300W

[AleEl]

Avendo il mosfet esterno, puoi anche raggiungere i 100A e piu, se progetti e costruisci bene l'hardware

Perfetto, grazie!
Io ho selezionato un HYG060N08N, che dal datasheet se non ho letto male mi dà un 6mOhm di resistenza, circa 5W da dissipare (prevedo di inserire dissipatori per mosfet, diodi e integrato, e poi il PCB andrà in un alloggio ventilato)
Secondo te può andar bene o hai alternative migliori da suggerirmi? Con una ricerca veloce a correnti elevate come detto da te, ho trovato MOS da 100/300A con 6mOhm di resistenza

Se deve essere dimmerato in PWM, considera anche il gate-charge e la capacita' di gate, piu sono alte e piu serve corrente per farli commutare, quindi sono da preferire, se disponibili, quelli con valori piu bassi, e se il PWM ha frequenza superiore ad 1KHz, meglio prevedere anche un'integratino "gate driver" fra il convertitore ed il MOS.

Sì la dimmerazione in PWM ci sarà, ma tramite pin dedicato dell'IC che lavorerà a 300kHz
Quindi conviene andare su MOS in Logic Level?

Quello non e', fra l'altro, un semplice driver in corrente, ma un vero e proprio convertitore DC-DC con funzione di driver, se il tuo progetto non richiede tensioni piu alte di quele di alimentazione, potrebbe andarti meglio un semplice driver a corrente costante (ma li dipende da quanti led devi collegarci, la tensione diretta dei suddetti, eccetera ... se NON ti serve per forza un "boost", c'e' parecchia scelta)

Mi serve un boost, per questo avevo trovato a fortuna quell'IC

Nel disegnare lo stampato, abbonda di larghezza delle piste, e dove possibile prevedi il raddoppio (stessa pista su entrambi i layer, sempre se possibile), oppure alla disperata il tStop per poterla stagnare (tStop, sarebbe la zona in cui il CAE dice al service di non mettere il solder, cosi la pista rimane esposta e stagnabile) ... evita anche piste troppo lunghe e/o troppo sottili, gli angoli retti, se usi mosfet SMD prevedi di usare anche il layer opposto sotto il mosfet e tanti vias) per dissipare al meglio il calore, e cose del genere.

Ca va sans dire (o almeno dovrebbe ) che dovrai anche collegare il tutto con cavi di sezione adeguata, ma quello sara' alla fine (questa cosa la menziono solo perche' mi e' capitato piu volte di vedere progetti cablati con il 24AWG pure dove passavano alcuni Ampere, solo perche' "nessuno glie l'aveva detto" )

Appena ho il PCB disegnato magari chiedo consigli anche su quello, così si vede anche il layout



Dal datasheet, sul pin GATE che pilota il MOS:
VGATE Gate Driver Output Voltage: -0.3 to +20 V
IGATE Gate Driver Continuous Output Current: 18 mA

[Etemenanki]

Suppongo sia il 300W (un consiglio, quando copi link da Aliexpress, taglia via tutto quello che c'e' dopo "html", sono rimandi commerciali e non servono a nulla ... ad esempio, il tuo link sarebbe solo https://it.aliexpress.com/item/1005005678692489.html, tutto il resto e' porcheria pubblicitaria )

Sai, vero, che per avere i 50V e 6A in uscita, dai 24 V dovrai probabilmente assorbire sui 15A ? (forse anche piu, se il convertitore non fosse ad alta efficenza) ... ti conviene davvero, o potresti alimentarlo dalla rete con un driver gia fatto ?

[AleEl]

Suppongo sia il 300W (un consiglio, quando copi link da Aliexpress, taglia via tutto quello che c'e' dopo "html", sono rimandi commerciali e non servono a nulla ... ad esempio, il tuo link sarebbe solo https://it.aliexpress.com/item/1005005678692489.html, tutto il resto e' porcheria pubblicitaria )

Grazie, non lo sapevo

Sai, vero, che per avere i 50V e 6A in uscita, dai 24 V dovrai probabilmente assorbire sui 15A ? (forse anche piu, se il convertitore non fosse ad alta efficenza) ... ti conviene davvero, o potresti alimentarlo dalla rete con un driver gia fatto ?

Si, dai conti del datasheet sono all'incirca 18A stimati

[luxinterior]

Secondo me l'integrato va nella direzione opposta permette di alzare la tensione fino a 60V per consentire di mettere più led possibile in serie e quindi alimentarli con una corrente minore.
So che non è DIY ma se non hai esigenze particolari una possibilità ready to use potrebbe essere un alimentatore meanwell con regolazione di corrente. ti basta un banale potenziometro o un PWM e hai finito.
Io ho usato un alimentatore 48V/2A per un led certo 6A sono tanti ma cercando meanwell di sicuro ha qualcosa.

[AleEl]

In che senso l'integrato va nella direzione opposta?
Comunque l'alternativa dell'alimentatore MeanWell non mi sembra idonea, almeno per la mia situazione (ti ringrazio per il consiglio tuttavia)
Ti spiego anche i motivi:
1) I costi degli alimentatori MeanWell (l'IC costa 1,70 euro, ed un alimentatore 24 V cinese 20 - 30);
2) La necessitá di alimentare anche circuiti secondari (tra cui il uC che genera la dimmerazione), il che significherebbe inserire un secondo alimentatore in quanto il primo (il MeanWell) sarebbe impegnato nella regolazione in corrente;