[RESOLU]WS2801 avec LED 3W ou 5W et MOSFET

La solution a été trouvée au fil de ce post et ne demande plus qu'a être testée, les composants sont commandés, je serais fixé la semaine prochaine.
Les composants ont été réçus et j'ai testé la solution permettant de commander une LED 3W avec un WS2801. Cela fonctionne très bien et le MOSFET ne chauffe pas pour une LED de 3W, il faudra surement rajouter un radiateur dessus pour des LED 5W, n'en n'ayant pas, je pas pu essayer.

Voici donc le schéma qui permet de commander en courant une LED de puissance avec un WS2801 (circuit utilisé dans beaucoup de guirlandes LED où il est possible de commander la couleur de chaque LED et également dans les pixels de LED)

Note : La tension d'alimentation est ici de 5V, mais il est possible de mettre 12V sans aucun changement sur le montage mis a part qu'il faudra faire attention a bien alimenter le WS2801 en 5V, celui-ci ne supporterai pas les 12V

Il est également possible de mettre plusieurs LED en série, mais plus le nombre de LED est important, plus il faudra que la tension d'alimentationde celles-ci soit élévée. Par exemple mettre deux LED en série sur du 5V sera trop juste, il faudra préférer du 12V.

Voici donc le schéma :

Un grand merci a al1fch qui est a l'origine de cette solution.

Bonjour Blizzard27,

Les MOSFET sont des composants qui se commandent en tension donc en fonction du niveau de tension sur la gate ils vont être passant ou pas. Voila pour le principe.
Le circuit WS2801 est un driver de Led qui pilote les led's en courant, donc tu as en principe un problème au niveau de la commande de tes MOSFET's.
Je vais regarder tes schémas d'un peu plus près.
@+
Icare

Bonjour
je découvre le WS2801 et viens de parcourir sa notice. http://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&q=ws2801&source=web&cd=8&sqi=2&ved=0CIQBEBYwBw&url=http%3A%2F%2Fwww.adafruit.com%2Fdatasheets%2FWS2801.pdf&ei=xbMPUKC-N6XV0QWFyYD4Dw&usg=AFQjCNHsPnJ7i5sSWnp7QVcK-3wroGGtnA&cad=rja
A l'intérieur de ce composant il y a un MOSFET (drain sur BOUT, source sur BFB) fig3 page 4

Montage 1 : ne fonctionne pas, aucun courant ne pouvant sortir de BOUT pour aller vers R2, Q2 ne sera donc jamais conducteur.

Montage 2 : fonctionne de la manière suivante
-R6 et Q5 assurent une limitation (analogique) du courant à 388mA (0,7V / 1,8 Ohm)
-le WS2801 assure le reglage du courant moyen entre 0mA et 388mA (reglage par rapport cyclique)

Tu as donc un 'mix' entre une limitation analogique du courant et un reglage numérique de celui-ci, mais tu n'as plus la véritable régulation du courant que le WS2801 serait capable de faire s'il mesurait le courant au travers d'une résistance entre BFB et la masse.

Il n'est pas évident de 'booster' le courant de LED tout en conservant toutes les fonctionalités du WS2801 , y compris son mode 'courant constant'. En effet pour contrôler le courant il a besoin d'être traversé par celui-ci (figure 7 page 8) mais ne supporte apparement que 150mA. Il y a peut être un combine, encore faut-il la trouver !

Bonjour,

al1fch:
Il n'est pas évident de 'booster' le courant de LED tout en conservant toutes les fonctionalités du WS2801 , y compris son mode 'courant constant'. En effet pour contrôler le courant il a besoin d'être traversé par celui-ci mais ne supporte apparement que 150mA. Il y a peut être un combine, encore faut-il la trouver !

Dans le datasheet il y a des exemples pour dépasser les 150 mA
@+
Icare

Ok merci pour ce debut de piste, le WS2801 ne peut pas fournir les 350mA nécessaires c'est pour cela que je veux utiliser le MOSFET en régulateur de courant, je ne comprend pas trop le datasheet du WS2801, il y a deux modes (commande en courant et commande en tension), la commande en courant ne peut pas marcher car le courant traverse le MOSFET de sortie du WS2801 et il ne supportera pas les 350mA sur ma deuxième solution je voulais m'inspirer de la commande en tension de la datasheet mais a priori ce que je fais n'est pas bon.

Pourriez vous me dire comment relier ce WS2801 pour commander mon régulateur de courant. Pour ce qui est de la polarité, d'après ce que j'ai pu comprendre, la broche pol branchée a la masse ou a VCC permet d'inverser le signal PWM.

Ce sont des notions qui me dépasse mais si le WS2801 peu générer un courant constant, si celui-ci traverse une résistance, je me retrouve avec une tension constant, le MOSFET ce commande en tension donc si j'utilise la tension de la résistance qui est traversée par le courant constant il devrait être simple de commander mon MOSFET mais comment faire ?

Dans le datasheet il y a des exemples pour dépasser les 150 mA

Oui icare,figure 8 par exemple, mais comme dans le montage 2 on perd la mesure et donc la régulation du courant par le WS2801, on est en commande en tension.

je voulais m'inspirer de la commande en tension de la datasheet mais a priori ce que je fais n'est pas bon.

Ton montage 2 est une bonne transposition de la commande en tension, dans ce sens c'est bon.

D'accord donc je peu valider la solution n°2 ?

Montage 2 : fonctionne de la manière suivante
-R6 et Q5 assurent une limitation (analogique) du courant à 388mA (0,7V / 1,8 Ohm)
-le WS2801 assure le reglage du courant moyen entre 0mA et 388mA (reglage par rapport cyclique)

Tu as donc un 'mix' entre une limitation analogique du courant et un reglage numérique de celui-ci, mais tu n'as plus la véritable régulation du courant que le WS2801 serait capable de faire s'il mesurait le courant au travers d'une résistance entre BFB et la masse.

En gros ce que tu dis c'est que je n'utilise plus la régulation de courant intégrée au WS2801 (sa tombe bien elle n'est pas suffisante), donc ce montage est fonctionel c'est ce que tu insinue ? :slight_smile:

Oui , Blizzard27.
A première vue le montage 2 parait pouvoir régler le courant jusqu'à environ 390mA.
Quand Q7 est bloqué le courant continu dans la LED est régulé de manière analogique à un peu moins de 390mA
En jouant sur les % d'ouverture et de fermeture de Q7 (rapport cyclique) il est possible d'obtenir une fraction reglable de ce courant max. (le WS2801 maintiendra le rapport cyclique selon les commandes reçues)

Dans la réalité ce n'est pas un courant continu constant qui passe dans la led mais un courant pulsé dont l'amplitude (valeur max ) est régulée et fixée par R6. Amplitude régulée + modulation par rapport cyclique, ce qui est déjà pas mal et permet d'avoir un bon contrôle du courant de LED sans etre une véritable régulation du courant moyen.

Merci beaucoup pour vos réponse je vais remettre a jour le schéma afin d'en faire profiter d'autres personnes car au court de mes recherches beaucoup de gens se posent la même question que moi.

tu pourrais , je pense , enlever R8 et Q7 et relier BOUT à la grille de l'IRL 530 à travers un résistance d'un petit kOhm.
le mosfet interne est tout à fait capable de piloter la grille de l'IRL. Imagines, (ou mieux , dessines) un MOSFET interne entre BOUT et BFB. Il peut jouer le rôle que tu attribues à Q7.

euh ... C'est pas ma première soluce en remplaçant R2 par 1k ???

euh ... C'est pas ma première soluce en remplaçant R2 par 1k ???

C'est presque ton montage 1 , à condition d'alimenter la grille du MOS externe = ajout d'une résistance entre Vcc et Grille comme R7 du montage 2. (J'avais éliminé le montage 1 , tel quel le Mosfet serait toujours bloqué, BOUT ne pouvant délivrer de tension)

Ok, je vais donc préférer la simplicité et prendre le montage numéro 1 alors, par contre je vais t'embêter une dernière fois, tu dis une résistance d'un petit cas et j'aime pas faire un truc parceque les autres font comme cela en général j'aime bien comprendre les choses, comment calcul tu cette valeur de résistance ?

L’idée de la démarche est la suivante :

Quand le mos interne est bloqué R2 n’est traversé par aucun courant ,la grille du Mosfet externe est polarisée par R3 et R1 + Q1 => courant LED max. La tension de grille de l’IRL530 se stabilise à la bonne valeur pour obtenir le courant LED ‘programmé’ (par le biais de la valeur de R1).

Quand le mos interne est passant BOUT est presque mis à la masse.
R3 et R2 forment un pont diviseur et la tension au point de jonction entre R3 et R2 doit etre nettement inférieure au VGSth du MOSFET externe pour etre sûr de le bloquer.
Au pif je dirai qu’avec R3 = 10*R2 ça devrait passer, en mettant la grille du IRL530 à un peu moins de 0,5V => courant LED nul

choix R.jpg

Attention à des résistances trop fortes. La capa en parallèle sur l'entrée du MOSFET n'est pas négligeable et les temps de commutation risque de s'en ressentir (et la puissance dissipée aussi en contre coup)

Je le pense aussi, fdufnews, et en conséquence il faudrait dimensionner :

-d'abord R3 (schéma de l'avant dernier message du fil) avec la doc du Mosfet externe et la fréquence de commutation (doc du WS2801) . Fixation de la constante de temps de charge de Cgs
-ensuite R2 pour assurer un bon blocage du Mosfet externe.... et fixation de la constante de temps de décharge de Cgs.

Je propose comme base de départ pour les essais

  • 4,7k Ohm pour R3. ça donnerait une constante de temps de charge de Cgs environ 100 fois plus petite que la période du PWM qui est fixée à 2,5 kHz par l'horloge interne du WS2801.
    -Pour R2 je propose 10 fois moins : 470 Ohm (pont diviseur). Est-ce que ça te parait jouable comme ça fdufnews ?

Euh va falloir m'aider la parceque j'ai beaucoup de mal avec la datasheet et l'électronique. D'après ce que j'ai compris le WS2801 génère le PWM a 2,5Khz, la fréquence d'horloge maxi pour les transmission des data pour le grayscale est 25Mhz (sa sa sert a rien pour le calcul).

On considère un condensateur chargé a t = 5 x R x C (t en secondes)

Pour ce qui est de C, il n'en est pas fait allusion dans le datasheet a moins que je l'ai loupé. Par contre j'ai Output Current Rise et Fall time = 50ns, est ce que ce serait cela.

Par contre a la page 10, avec le schéma ils donnent une résistance entre 2 et 5 K sans explication en disant que le transistor de sortie fonctionne en saturation. Leurs montage est alimenté en 24V donc a peu de choses en prenant ces deux valeurs extrêmes on a
Imin = 24 / 5000 = 4,8mA
Imax = 24 / 2000 = 12mA

Le Vgsth du MOSFET qui commande la LED est compris entre 1V et 2V. Pour assurer le coup je vais prendre 0,2V pour être sur qu'il est bloqué.

Si je veux avoir 0,2V sur le MOSFET il me faut:
R2 = 0,04 x R3 sa c'est OK
Si mettons R2 = 220Ohms, R3 = 8,8KOhms
5/9020 = 554uA

Je cale un peu parceque si je monte R2, R3 monte aussi et le courant diminue mais je suis déjà pas bien haut haut niveau de la valeur de R2 ?

Nos messages se sont croisés. Nous ne sommes pas très loin dans les valeurs.
Avec 8,8k j'ai l'impression que tu vas mettre en conduction l'IRL un peu mollement.
Tu ne risques rien à faire l'essai et voire ce que ça donne. La réponse est au bout des soudures ...
J'ai choisi arbitrairement de charger la grille deux fois plus vite de façon à ce que ça ne prenne en gros que 1% de la période.(ordre de grandeur , sans plus))
Avec 220 ohm tu es sûr de mettre la grille suffisament bas. Le courant de décharge va provoquer pendant un certain temps une petite chute de tension entre bout et la masse. Pas grave , la décharge de Cgs sera beaucoup plus rapide que la charge.

Avec une fréquence de 2,5kHz seulement on est assez loin du domaine des conceptions de circuits critiques !!

Je vais essayer avec tes valeurs, tu arrive a 0,5V pour bloquer ton MOSFET j'ai peu être eut envie de trop descendre , je suis content je n'étais pas tant que cela dans le faux :).

Par contre peux tu m'expliquer ton calcul :

Je propose comme base de départ pour les essais

  • 4,7k Ohm pour R3. ça donnerait une constante de temps de charge de Cgs environ 100 fois plus petite que la période du PWM qui est fixée à 2,5 kHz par l'horloge interne du WS2801.