CL6807 Softstart Controllerの実験

CL6807を使った10W LEDのドライブ回路に調光機能を持たせるべく，2つの回路を作ってみました。PWM回路なら以前にも作ったことがあるのですが，今回は欲張ってソフトスタート付きとしてみました。････が，結果的にはアナログではうまくゆきませんでした。PIC等でコントロールする必要があるみたいです。とりあえず，うまくゆかなかったものの，当初の回路図を掲げます。edyさん提供のものです。

上がPWMを使ってデューティー比を1～100％に制御するもの。下段は0.5V～2.5Vの電圧による制御。
両回路ともC1(100uF)がソフトスタート用ですが，ちっともソフトスタートにならず，むしろ電流が大きくなってから徐々に上がる状態で，スター時がすぐにパッと点いてしまいます。それは人間の感覚が対数的なのに反してこっちは対数的にはあがらないということも起因しているようです。実用性からいうと調光を優先する方がいいと感じました。
なお，CL6807のADJ端子を使って単独でソフトスタートさせるには，
EBOLA MEN JAPANさんのサイトに回路の提供があります。

ここのダイオードの有無が全く動作を変えますので，参考になりました。私の実験では1N4007を入れてみましたが，最大電流が1Aなので，ちょっと注意が必要です。




PWMでコントロール


電圧によるコントロール






とまあ，こんな結果でした。
結果が分かりましたので，ソフトスタートなしの制御回路(C1をなくす)で基板を作りたいと思います。

後で，できたらリモコンによる制御も考えようかなとも思ってます。

CL6807LED_driver

CL6807を使ったパワーLED ドライバー回路です。


今回はSMD用の万能基板にでやってみました。


パワーインダクタが迫力あります。

絵のとおりの配線なんですが，ピンクのコードは調光回路へ伸ばすものです。


配線して試験。


１２Vで900mA程度が流れています。1000mAまでは上がりません。ひょっとすると電流検出抵抗の誤差がそうさせているのかもしれません。Din－ISNS間は100mVまで上がらず96mV程度でした。
また，いろいろ原因等を突き止めなければ･･･
調光回路はアナログとPWM，2種類用意します。

放熱基板のうまい加工法は？

秋月で扱っているクリーのXPGHWHT-L1-000-00G51などSMDハイパワーのLEDにはどうしても専用の基板が必要ですが，その扱いはない。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-06717/
エッチングして作ればいいのですが，なかなかそんなわけにもいかないので，代用品を探すわけです。
通常，安価で手に入る(一緒に注文できる)放熱基板を仕入れるのですが，結構きれいに加工できない。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-03779/

これまでも報告しているように，はじめはカッターで筋を入れていたのですが，なかなかうまくいかず，次にミニリューターに小さな円盤状のグラインダーを付けて削ってみました。でも，この円盤ヤスリは厚さが1mm以上あり斜めにして角をあててやってみたのですが，きれいな直線を切るのはかなり難しい。


次に考えたのが，平ヤスリを使う手。

これは，まあまあうまくいきました。

これはこれでいいんでしょうが，もうすこし手っ取り早くきれいにやる方法はないか。できれば幅は0.5程度になるような･･･
クリーの端子間隔が0.5mm。

寝ながら考えまして(笑)･･･ふっとひらめいたのが，これ！

アクリルカッター。

結構効率的に，きれいに，切れてます。

ということで，クリーのLED(1.5A/Vf3.2V)をくっつけてみました。
サイズが小さいので，結構大変な作業です。(実は熱いうちに上のレンズの手が触れて1つ壊しまいました。ブキッチョですorz)。


さて，今，師匠たちにお世話になって，CL6807を使った0%～100%調光可能で，しかもソフトスタート(徐々に明るくなって点灯する)つきのドライバーを考え中。
このクリーを付けるのも候補です。

ということで，埋め草のような記事ですみません。

仕上げました １０W LED

仕上げました。10W級パワーLED 。


ヒートシンクへの接着は，熱伝導テープ。お気楽です。


配線は放熱ファンと基板電源の2系統。ちょっとファンが電流を食うので(12V/1.2W)電源は余裕がある方がいいみたいですね。


ミニ三脚に取り付けて


スイッチオン。(背景は気にしないでください。汚くて恥ずかしい。)
これは明るいです，直視できません。目を痛めます。ちょっと光が目に入っただけで，メーター類が見えなくなりました。コワ！！


電源は3A級を使いましたが，１２Vで最大電流を流したとき(たぶん900mA)，ちょうど1Aを指してます。


明るさ調整もできるといいなと思ったので，放熱穴を大きくして，ドライバーで回せるように改造。


明るさは軸上80cmのところで485Lx。

最小電流時(たぶん250mA)，274Lx。

これは同条件での普段使っている蛍光灯スタンド40Wと同等の明るさ。ただし，蛍光灯は新品ではありません。

ヒートシンクの効果ですが，10分経過後　250mA時，

ダイの部分で温度計を行ったり来たりさせて最大値を見ました。35.3℃。

それから電流を増やして900mA時，

50℃ちょっとというところでしょうか。
なお，このときバックの温度は最大の場所で42℃(30分以上経過後)。このあたりで落ち着くようです。
この後ずっと通電して1時間後のダイの温度を測りますが，30分経過で65℃。ちょっと予想より高めです。
ケースからは暖かい風が吹き出てます。

もうしばらく通電して終了します。電源装置のパワトランジスタが，かなり発熱しています。こっちも心配。

10WパワーLED

台風18号は群馬直撃かと思ったら，少しずれて熊谷近辺を通ったようですね。それにしても近畿や福井の被害は大変だったようです。今後東北地歩の被害が心配されますが，，，，我が家は11:45あたりから徐々に気圧が上がり始めましたので，このあたりが最接近だったようです。
気圧計データロガーを取り出して記録を取っていました。

海上気圧換算した値です。

こちらは現地気圧。あとで整理します。
午前中はこんなことで，居間に居続け，何とか通り過ぎたのが分かってから作業室で手慰みをしてました。

取り出したるは，10WのパワーLED。


秋月などではだいたい1000円ちょっとするものの，
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-04477/

これはなんと295円。どうしてこんな値段がつかられるのかは分かりませんが，これで，ちょっとした投光器を作ってみたいと思います。
http://www.sp01.jp/46_1581.html

パワーLEDは消費電力が少なく，明るくていいのですが，放熱が一番の問題。10Wクラスだと，W85*H20*D50以上放熱器が必要とのこと。アルミダイキャストの大きな投光器に入れるならできなくはないでしょうが，今回はファン付きの放熱器をつかってみました。大きさ等はアバウトです。



ケースは手持ちの110*60*25のヘッドホンアンプ用に買っておいたケースを使います。とりあえず放熱ってことを考えて，そこいら中に穴を開けてみました。


フロント。yaku35mmのあなにLEDを露出させます。具合によってはデフーザーを取り付け。


ケースの裏。側面にもぼつぼつと5mmの穴。

今回はなるべくフロントパネルに回路を集中しようと思います。
電源，SW,もフロントに。



底には，三脚取り付け用に,nikonS4をバラしたときに取り出した雌ねじを取り付けます。


こんなふうにエポキシで固めておきます。



12時間硬化型なので，今日はこれでお仕舞い。

なお，LEDのドライバーなんですが，とりあえず
CL6807使用の秋月キット1000mAを用意してみました。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-06300/
電源は12Vでやってみます(1Aを超えるアダプターがない！！)。

こんなイメージ。VRは取ってあるけれど，そんなにいじらないと思うので，基板に付けます。

PowerLED_Driver 7135

このところLEDづいてます。今回は350mA出力のPowerLED_Driver AMC7135PKFAを使って手慰みです。


SP-01さんで10個400円と格安。パラで使うと700mAとか1400mAとかにできるという。追加のパーツがほとんどいらないのも，小さくまとめるにはいいです。
http://www.sp01.jp/46_1786.html

とりあえず，たくさんあるLEDで試してみました。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-05703/

まずはﾊﾟﾜｰLEDの基板への取り付け。今回は，平ヤスリを使ってパタンカットしてみました。右側。

使ったヤスリはこれ。だいぶ古いですが･･これで，ギーコギーコ，0.3mm～0.4mmくらい溝を掘ればOK。ただし，この溝はヒートシンクの下地が出てますので，注意。


使ったのは，むかし買い込んでおいた3灯のLEDライト。パターンが単純なので，加工しやすい。



GNDは広い方だけを使い下をカット。


7135をちょうどブリーダ抵抗のあった場所に取り付けました。GNDのパターンが広いので，一応，放熱も考えてます。



パタンカットして右をVdd，左をOUTとしました。ここで配線を伸ばす。


放熱は1mm厚のプレートとアルミボデーに薄いアルミの板を曲げてくっつけます。



接着は放熱用テープ


あとは，押し込んで，，，


反射板(というか，スペーサー)を入れて，，，，


レンズを押し込んで，完成。



ということで，完成！！

350mAはかなり明るいですね。今のところとりあえず単4アルカリ3本で駆動していますが，3.6Vくらいがもっとも効率がいいようです。ニッケル水素3本かリチウムイオンの3.7Vがいいと思うのですが，リチウムはちょっと寸法が合いませんでした。
また，この手のライトでいつも課題となるのが，集光。半値角が広いLEDではなおさら何とかしたくなります。小さな集光レンズがあるようですので，今度の買い物の時に忘れずに購入して，付けてみたいと思います。
7135の報告は以上でお仕舞い。

明るさ比べ･･････

セリアのスイッチ付き２灯フレキシブルアームライトの改造，リクエストに応じてあと２つ。これだけやると，もうちょっとうんざりですが，，

きちんと並べて撮ってないので，正確ではありませんが，明るさは全然違います。この写真ではLEDの直進性が強いという性質からか，オリジナルの砲弾型2灯40mAも健闘しているように見えるのですが，照射面は全く違います。パワーLEDの方がずっと明るい。しかも，降格です。集光レンズを付けたらもっと照射面は明るくなる。

ちなみにこっちLEDは，日亜のＮＦＳＷ０３６ＣＴ。約300mA流してます。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-05703/
この場合，放熱基板への固定がやや難しく，きれいにできない問題があります。この辺はどんな工具がいいか要検討です。ミニリューターでグラインダーのように円盤で削ったのですが，雑になっちしまいました。

今回はみな抵抗で電流制限しましたが，LEDドライバーICのCL6807等を使って正確に350mA流すとか，ブリーダー抵抗以外で作ってみるのもいいですね。
このプロジェクトはこれでお仕舞い。

へへ･･もう一個

フレキシブルアームライト，簡単なのでもう1つ作っておきました。職場のIさんとTさんにプレゼント。
ヘッドのシェルが付いていますので，工作はとても簡単。不要パーツを取り外して，パワーLEDを付けるだけで，ものの10分で工作は完了します。



LEDの固定は，このように接着剤。エポキシの方が強度は出るのでしょうが，セメダインスーパーXクリアは耐熱温度が-60℃～＋120℃。お手軽に接着です。

なお，集光レンズを付けるなら，基板固定用のねじが少々邪魔になります。放熱接着剤を使えばOKです。

Flexible_Arm_Light_3完成

そんなに難しい工作ではないので，すぐに完成。今まで，発熱の様子を見ていました。


オルタネートのプッシュスイッチに10Ωをパラにしてつなげます。試作では，抵抗からの発熱も結構見られたので，リード線はすべてよって多少放熱が効くようにしました。LEDへつなげるのに足りないところは耐熱線を延長。


接続完了。


動作OK ！


シェルに納めて，ヒートシンクは放熱をチェックしてから，接着してしまいます。


あとは，点灯し続けて，LED周りの温度変化を見ます。電源はパソコンのUSB端子。


だいたい2時間点灯し続けて，30分くらいで50℃近くになりますが，その後は安定してどの場所に温度計をあてても最高で51℃強(ダイの部分かな？)以上にはなりません。室温は25℃。


放熱板の裏側(シェルに隠れる方)も調べましたが48℃程度でした。

ということで，セリアの新製品はアームの固定といった面倒くさい工作が省けましたので，かなり簡単にパワーLEDを使うことができます。さらに，放熱用の接着剤を利用すれば，タップを切ってねじを使うことも要らなくなり，もっと難易度が下がりますね。小学生だってできそう。こりゃあ，もう数個作っておこうかな？？

Flexible_Arm_Light_3

100均Flexible Arm Light，まだまだだしぶとく！！
職場でリクエストがあったので，フレキシブルアームを仕入れようとセリアへ。そしたら，これまでの1灯のフレキシブルライトはすでに在庫がなく，代わりにこんなものがありました。

2灯式にバージョンアップ？

早速解体

ねじ止めされた透明なアクリル板の中に砲弾型LEDが2灯押し込まれいます。LEDは並列。


しめたと思ったのはプッシュスイッチが埋め込まれていること。これは使えそう。


抵抗は41Ωの表示。Vf3.3Vとすると41mA程度を流すようです。ふるってるのは，連続安全仕様目安として約24時間とケース表示があること。でも，もっと使えそうな気もするが･･･良心的といえば良心的。


プッシュスイッチの固定は右の反射板をちょん切ればOK。


ヒートシンクは，akiの24*24*17がそのまま押し込んで使えそう。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-05151/

あとは白いホルダーの耐熱温度だけれど，これはやってみないと分からない。でも，LEDは60℃以下と思うから何とかいくのではないだろうか･･･

試作のように5Ωをかまして1W級LEDを取り付けます。


その報告はまた････

Flexible_Arm_Light_mini-2

先にヒートシンクまで進めておいたFlexible LED Lightですが，一応完成させておきました。
このLEDは日亜製でポリカの皮膜がないので劣化は少ないそうです。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-05703/
さて，どれだけ電流を流すかですが，データーシートでは150mAを基準と書かれています。
でも，IFは350mAとなっています。一応300mA程度の流すことにしました。
データシートから
IF＝350mA
VF=3.5V＠150mA　　実測3.2V
　 3.8V＠300mA　　実測3.3V
　 4.0V＠350mA　　実測3.3V　　となっています。
電流制限抵抗は，計算では
　 300mA････3.5Vとして5Ω　　3.3Vとすると5.6Ω
　 350mA････3.8Vとして3.4Ω　3.3Vとして4.9Ω
350mA以上は流したくはありませんので，だいたい5Ωが適当ということになります。
また，抵抗は1.5V＊0.3A＝0.45Wで1/2W級の抵抗が必要となります。都合のいいことに10Ωをパラで使えば，5Ω・1/2Wとなります。

その前にLEDの発熱について，調べてみます。

もちろん裸では数mAしか流せませんので，とりあえず22mm程度の放熱器場を付けたまま350mA。

すぐにダイ部分で60℃になりますが，これ以上はなかなか上がってこないようです。ただ，LEDの保護ということもあって長時間実験はしていません。ヒートシンクは用意してありますので，


放熱基板をヒートシンクに取り付けます。熱収縮チューブのところに5Ωのパラ。



とりあえず完成。隣はずっと前に作ったフレキシブルLED。350mA仕様(1W)。


点灯。電源はスマホ充電用のリチウムイオン電池。
LEDの角度の問題もあってか左が若干暗めですが，目視では差が分かりません。



放熱は，40℃を下回ってますから効果は十分認められます。ただし，前の実験のように350mAではなく，300mA流している計算ですが，，，


ということで，今回の試作は終わり。
なお，苦労してフレキシブルアームを半分の長さに切ったのですが，ヘッドがこれくらいの大きさではもとの長さで十分いけます。かえって，動きがちょっと制約される傾向が出てしまいました。アームを買ってきてもう一つ作ってみようかな。今度は350mA。