LEDien kytkeminen virranvakaimen kautta. Pienjännitemuuntajat LEDeille Mitä stabilointiainetta käytetään autossa

Melkein kaikki autoilijat tuntevat sellaisen ongelman kuin LED-lamppujen nopea vika. Ne sijoitetaan usein sivuvaloihin, päiväajovaloihin (DRL) tai muihin valoihin.
Yleensä näillä LED-lampuilla on alhainen teho- ja virrankulutus. Mikä on heidän valintansa syy.
Ledi itsessään palvelee optimaalisissa olosuhteissa helposti yli 50 000 tuntia, mutta autossa, varsinkin kotimaisessa, se ei joskus riitä kuukaudeksi. Ensin LED alkaa vilkkua ja sitten palaa kokonaan.

Mikä selittää tämän?

Lampun valmistaja kirjoittaa merkinnän "12V". Tämä on optimaalinen jännite, jolla lampun LEDit toimivat melkein maksimissaan. Ja jos käytät 12 V tähän lamppuun, se kestää suurimmalla kirkkaudella erittäin pitkään.
Joten miksi se palaa autossa? Aluksi auton sisäverkon jännite on 12,6 V. Yliarviointi on jo näkyvissä 12. Ja käynnissä olevan auton verkon jännite voi nousta jopa 14,5 V. Lisää tähän kaikki erilaiset hypyt voimakkaan korkean kytkemisestä -valot tai lähivalot, voimakkaat jännitepulssit ja magneettiset häiriöt käynnistettäessä moottoria käynnistimestä. Ja emme saa parasta verkkoa LEDien virransyöttöön, jotka, toisin kuin hehkulamput, ovat erittäin herkkiä kaikille pisaroille.
Koska usein yksinkertaisissa kiinalaisissa lampuissa ei ole vastusta lukuun ottamatta rajoittavia elementtejä, lamppu epäonnistuu ylijännitteen vuoksi.
Harjoitteluni aikana olen vaihtanut kymmeniä tällaisia ​​lamppuja. Suurin osa heistä ei palvellut edes vuotta. Lopulta väsyin ja päätin etsiä yksinkertaisempaa ulospääsyä.

Yksinkertainen jännitteensäädin LEDeille

LEDien mukavan toiminnan varmistamiseksi päätin tehdä yksinkertaisen stabilisaattorin. Ehdottomasti ei vaikeaa, jokainen autoilija voi toistaa sen.
Kaikki mitä tarvitsemme:

• - pala tekstioliittia laudalle,

Näyttää siltä, ​​että se on siinä. Kaikki laitteet maksavat pennin Ali Expressissä - linkit luettelossa.

Stabilisaattori piiri

Piiri on otettu L7805-sirun teknisistä tiedoista.

Se on yksinkertaista - vasemmalla on sisäänkäynti, oikealla on uloskäynti. Tällainen stabilointilaite kestää jopa 1,5 A:n kuormituksen, jos se on asennettu jäähdyttimeen. Pienille lampuille ei luonnollisesti tarvita jäähdytintä.

Stabilisaattorin kokoaminen LEDeille

Tarvitsee vain leikata haluttu pala tekstioliitista. Jälkiä ei tarvitse etsata - leikkasin yksinkertaisia ​​viivoja tavallisella ruuvimeisselillä.
Juota kaikki elementit ja olet valmis. Ei vaadi asetusta.

Kehon roolissa on lämpöpuhallin.
Toinen järjestelmän etu on, että on muodikasta käyttää auton koria jäähdyttimenä, koska mikropiirikotelon keskusliitin on kytketty miinukseen.

Siinä kaikki, LEDit eivät enää pala. Olen ajanut yli vuoden ja unohdin tämän ongelman, ja neuvon sinuakin.

Huolimatta kauppojen runsaasta valikoimasta erimuotoisia LED-taskulamppuja, radioamatöörit kehittävät omia piirejä valkoisten superkirkkaiden LEDien virransyöttöön. Pohjimmiltaan tehtävänä on, kuinka LED saa virtaa vain yhdellä paristolla tai akulla, käytännön tutkimusten tekemiseksi.

Kun positiivinen tulos on saatu, piiri puretaan, osat laitetaan laatikkoon, kokemus valmistuu ja moraalinen tyytyväisyys alkaa. Usein tutkimus pysähtyy tähän, mutta joskus kokemus tietyn solmun kokoamisesta leipälaudalle muuttuu todelliseksi suunnitteluksi, joka on tehty kaikkien taiteen sääntöjen mukaan. Seuraavassa on muutamia yksinkertaisia ​​radioamatöörien kehittämiä piirejä.

Joissakin tapauksissa on erittäin vaikeaa määrittää, kuka on järjestelmän kirjoittaja, koska sama järjestelmä esiintyy eri sivustoilla ja eri artikkeleissa. Usein artikkelien kirjoittajat kirjoittavat rehellisesti, että tämä artikkeli löytyi Internetistä, mutta kuka julkaisi tämän järjestelmän ensimmäistä kertaa, ei ole tiedossa. Monet piirit on yksinkertaisesti kopioitu samojen kiinalaisten lyhtyjen levyiltä.

Miksi muuntajia tarvitaan

Asia on, että suora jännitehäviö poikki ei ole yleensä alle 2,4 ... 3,4 V, joten on yksinkertaisesti mahdotonta sytyttää LED-valoa yhdestä akusta, jonka jännite on 1,5 V, ja vielä enemmän akusta. akku, jonka jännite on 1,2 V. On kaksi uloskäyntiä. Käytä joko kolmen tai useamman galvaanisen kennon akkua tai rakenna ainakin yksinkertaisin.

Se on muuntaja, jonka avulla voit käyttää taskulamppua yhdellä paristolla. Tämä ratkaisu vähentää virtalähteiden kustannuksia ja mahdollistaa myös tehokkaamman käytön: monet muuntimet toimivat syväpurkauksella jopa 0,7 V:iin asti! Muuntimen avulla voit myös pienentää taskulampun kokoa.

Piiri on estävä generaattori. Tämä on yksi klassisista elektroniikkapiireistä, joten asianmukaisella kokoonpanolla ja huollettavilla osilla se alkaa toimia heti. Tärkeintä tässä piirissä on käämittää muuntaja Tr1 oikein, ei sekoittaa käämien vaiheistusta.

Muuntajan ytimenä voit käyttää ferriittirengasta huonosta levystä. Riittää, kun kelataan muutama kierros eristettyä johtoa ja kytketään käämit alla olevan kuvan mukaisesti.

Muuntaja voidaan kääriä PEV- tai PEL-tyyppisellä käämilangalla, jonka halkaisija on enintään 0,3 mm, mikä mahdollistaa hieman suuremman määrän kierroksia renkaaseen, vähintään 10 ... 15, mikä parantaa jonkin verran piirin toimintaa.

Käämit tulee kääriä kahteen johtimeen ja kytkeä sitten käämien päät kuvan osoittamalla tavalla. Kaavion käämien alku on merkitty pisteellä. Kuten voit käyttää mitä tahansa pienitehoista transistorin n-p-n johtavuutta: KT315, KT503 ja vastaavat. Tällä hetkellä on helpompi löytää tuotu transistori, kuten BC547.

Jos n-p-n-rakennetransistoria ei ole käsillä, voit käyttää esimerkiksi KT361:tä tai KT502:ta. Tässä tapauksessa sinun on kuitenkin muutettava akun napaisuutta.

Vastus R1 valitaan LEDin parhaan hehkun mukaan, vaikka piiri toimii vaikka se korvataan yksinkertaisesti hyppyjohdolla. Yllä oleva järjestelmä on tarkoitettu yksinkertaisesti "sielulle", kokeisiin. Joten kahdeksan tunnin jatkuvan käytön jälkeen yhdellä LEDillä akku 1,5 V:sta "istuu" 1,42 V:iin. Voimme sanoa, että se ei ole lähes tyhjä.

Piirin kuormituskyvyn tutkimiseksi voit yrittää kytkeä useita muita LEDejä rinnakkain. Esimerkiksi neljällä LEDillä piiri jatkaa toimintaansa melko vakaasti, kuudella LEDillä transistori alkaa lämmetä, kahdeksalla LEDillä kirkkaus laskee huomattavasti, transistori lämpenee erittäin voimakkaasti. Ja järjestelmä kuitenkin toimii edelleen. Mutta tämä on vain tieteellisen tutkimuksen järjestyksessä, koska transistori tässä tilassa ei toimi pitkään aikaan.

Jos aiot luoda yksinkertaisen taskulampun tämän piirin perusteella, sinun on lisättävä muutama yksityiskohta, jotka varmistavat LEDin kirkkaamman hehkun.

On helppo nähdä, että tässä piirissä LED ei saa virtaa sykkivästä, vaan tasavirrasta. Luonnollisesti tässä tapauksessa hehkun kirkkaus on jonkin verran korkeampi ja säteilevän valon pulsaatiotaso on paljon pienempi. Mikä tahansa suurtaajuusdiodi sopii diodiksi, esimerkiksi KD521 ().

Rikastinmuuntimet

Toinen yksinkertainen piiri on esitetty alla olevassa kuvassa. Se on hieman monimutkaisempi kuin kuvan 1 piiri, sisältää 2 transistoria, mutta kahdella käämityksellä varustetun muuntajan sijaan siinä on vain L1 induktori. Tällainen kuristin voidaan kääriä renkaaseen samasta energiansäästölampusta, jota varten on tarpeen kelata vain 15 kierrosta käämilankaa, jonka halkaisija on 0,3 ... 0,5 mm.

Määritetyllä kuristusasetuksella LED voi saada jopa 3,8 V (jännitehäviö 5730 LED:n yli on 3,4 V), mikä riittää 1 W LEDin tehon syöttämiseen. Piirin säätö koostuu kondensaattorin C1 kapasitanssin valinnasta alueella ± 50 % LEDin maksimikirkkauden mukaan. Piiri on toiminnassa, kun syöttöjännite putoaa 0,7 V:iin, mikä varmistaa akun kapasiteetin maksimaalisen käytön.

Jos tarkasteltavaa piiriä täydennetään tasasuuntaajalla diodissa D1, suodattimella kondensaattorissa C1 ja zener-diodilla D2, saat pienitehoisen virtalähteen, jota voidaan käyttää operaatiovahvistimen tai muiden elektronisten komponenttien piireihin. Tässä tapauksessa induktorin induktanssi valitaan 200 ... 350 μH sisällä, diodi D1 Schottky-esteellä, zener-diodi D2 valitaan syöttöpiirin jännitteen mukaan.

Onnistuneella olosuhteiden yhdistelmällä, käyttämällä tällaista muuntajaa, voit saada 7 ... 12 V jännitteen lähtöön. Jos aiot käyttää muuntajaa vain LEDien virransyöttöön, zener-diodi D2 voidaan jättää piirin ulkopuolelle.

Kaikki tarkasteltavat piirit ovat yksinkertaisimpia jännitelähteitä: virran rajoitus LEDin kautta suoritetaan samalla tavalla kuin se tehdään erilaisissa avaimenperäissä tai LED-sytyttimissä.

Virtapainikkeen läpi kulkeva LED ilman rajoittavaa vastusta saa virtaa 3 ... 4 pienestä levyparistosta, joiden sisäinen vastus rajoittaa LEDin läpi kulkevaa virtaa turvalliselle tasolle.

Nykyiset palautepiirit

Ja LED on loppujen lopuksi nykyinen laite. Tasavirtaa ei ilman syytä mainita LEDien dokumentaatiossa. Siksi todelliset LED-virransyöttöpiirit sisältävät virran takaisinkytkennän: heti kun LEDin läpi kulkeva virta saavuttaa tietyn arvon, lähtöaste irrotetaan virtalähteestä.

Jännitteen stabilisaattorit toimivat myös täsmälleen samalla tavalla, vain jännitteen takaisinkytkentä on olemassa. Piiri LEDien virransyöttöä varten virran takaisinkytkennän avulla on esitetty alla.

Tarkemmin tarkasteltuna voit nähdä, että piirin perustana on sama estooskillaattori, joka on koottu transistorille VT2. Transistori VT1 on takaisinkytkentäpiirin ohjaus. Palaute tässä järjestelmässä toimii seuraavasti.

LEDit saavat virtaa jännitteestä, joka on tallennettu elektrolyyttikondensaattoriin. Kondensaattori ladataan diodin kautta pulssijännitteellä transistorin VT2 kollektorista. Tasasuunnattua jännitettä käytetään LEDien virtalähteenä.

LEDien läpi kulkeva virta kulkee seuraavan reitin kautta: positiivinen kondensaattorilevy, LEDit rajoittavilla vastuksilla, virran takaisinkytkentävastus (anturi) Roc, elektrolyyttikondensaattorin negatiivinen levy.

Tällöin takaisinkytkentävastukseen Uoc=I*Roc syntyy jännitehäviö, missä I on LEDien läpi kulkeva virta. Kun jännite kasvaa (generaattori toimii edelleen ja lataa kondensaattoria), LED-valojen läpi kulkeva virta kasvaa, ja sen seurauksena myös takaisinkytkentävastuksen Roc jännite kasvaa.

Kun Uoc saavuttaa 0,6 V, transistori VT1 avautuu ja sulkee transistorin VT2 kanta-emitteriliitoksen. Transistori VT2 sulkeutuu, estogeneraattori pysähtyy ja lopettaa elektrolyyttikondensaattorin lataamisen. Kuorman vaikutuksesta kondensaattori purkautuu, kondensaattorin yli oleva jännite laskee.

Kondensaattorin jännitteen alentaminen johtaa LEDien läpi kulkevan virran laskuun ja sen seurauksena takaisinkytkentäjännitteen Uoc laskuun. Siksi transistori VT1 sulkeutuu eikä häiritse estogeneraattorin toimintaa. Generaattori käynnistyy ja koko sykli toistuu yhä uudelleen ja uudelleen.

Takaisinkytkentävastuksen resistanssia muuttamalla on mahdollista muuttaa LEDien kautta kulkevaa virtaa laajalla alueella. Tällaisia ​​piirejä kutsutaan kytkentävirran stabilaattoreiksi.

Integroidut virran stabilisaattorit

Tällä hetkellä LEDien nykyiset stabilisaattorit valmistetaan integroituna versiona. Esimerkkejä ovat erikoistuneet mikropiirit ZXLD381, ZXSC300. Alla näkyvät piirit on otettu näiden mikropiirien datalehdistä (DataSheet).

Kuvassa näkyy ZXLD381-sirun laite. Se sisältää PWM-generaattorin (Pulse Control), virtaanturin (Rsense) ja lähtötransistorin. On vain kaksi roikkuvaa osaa. Tämä on LED ja kuristin L1. Tyypillinen kytkentäpiiri on esitetty seuraavassa kuvassa. Mikropiiri on valmistettu SOT23-paketissa. 350 kHz:n sukupolvitaajuus on asetettu sisäisillä kondensaattoreilla, sitä ei voi muuttaa. Laitteen hyötysuhde on 85 %, käynnistys kuormituksella on mahdollista jo 0,8V syöttöjännitteellä.

LEDin myötäjännite ei saa olla yli 3,5 V, kuten kuvan alapuolella olevasta rivistä ilmenee. LEDin läpi kulkevaa virtaa ohjataan muuttamalla induktorin induktanssia kuvan oikealla puolella olevan taulukon mukaisesti. Keskimmäinen sarake näyttää huippuvirran, viimeinen sarake näyttää keskimääräisen virran LEDin läpi. Pulsaatiotason vähentämiseksi ja hehkun kirkkauden lisäämiseksi on mahdollista käyttää suodattimella varustettua tasasuuntaajaa.

Tässä käytetään LEDiä, jonka myötäjännite on 3,5 V, korkeataajuista diodia D1 Schottky-sululla, kondensaattoria C1, mieluiten pienellä vastaavan sarjaresistanssin arvolla (matala ESR). Nämä vaatimukset ovat välttämättömiä laitteen kokonaishyötysuhteen lisäämiseksi, diodin ja kondensaattorin lämmittämiseksi mahdollisimman vähän. Lähtövirta valitaan valitsemalla induktorin induktanssi LEDin tehon mukaan.

Se eroaa ZXLD381:stä siinä, että siinä ei ole sisäistä lähtötransistoria ja virrantunnistusvastusta. Tämän ratkaisun avulla voit lisätä merkittävästi laitteen lähtövirtaa ja käyttää siksi tehokkaampaa LED-valoa.

Virta-anturina käytetään ulkoista vastusta R1, jonka arvoa muuttamalla voidaan asettaa tarvittava virta LEDin tyypistä riippuen. Tämän vastuksen laskenta suoritetaan ZXSC300-sirun teknisissä tiedoissa annettujen kaavojen mukaan. Emme anna näitä kaavoja täällä, jos tarpeen, on helppo löytää tietolomake ja kurkistaa kaavat sieltä. Lähtövirtaa rajoittavat vain lähtötransistorin parametrit.

Kun kytket kaikki kuvatut piirit päälle ensimmäistä kertaa, on suositeltavaa kytkeä akku 10 ohmin vastuksen kautta. Tämä auttaa välttämään transistorin kuoleman, jos esimerkiksi muuntajan käämiä ei ole kytketty oikein. Jos LED syttyy tämän vastuksen kanssa, vastus voidaan poistaa ja tehdä lisäasetuksia.

Boris Aladyshkin

Tuon huomionne yksinkertaisen toistettavan, mutta hyvien ominaisuuksien omaavan LED-taskulamppupiirin, joka ei myöskään vaadi mikropiirejä ja muita vaikeasti tavoitettavia komponentteja.

Piiri on tavanomainen askelvakain - tehostin. Ominaisuus on pääoskillaattori, en löytänyt analogia, itse asiassa se on multivibraattorin ja multivibraattorin hybridi aktiivisella kuormalla.

Tuloksena on generaattori, joka pystyy toimimaan monenlaisilla syöttöjännitteillä, alkaen 1 V:sta, jolla on alhainen lähtöimpedanssi ja jonka seurauksena se pystyy toimittamaan merkittävän virran kuormaan (ulosvirtausvirtaa rajoittaa maksimivirta VT4-keräimestä). Lisäksi se on taloudellinen - virrankulutus on noin 2,5 mA. Ja siinä on tasainen suorakaiteen muotoinen lähtösignaali lyhyillä rintamilla. Kuvassa nro 1 on kaavio alkuperäisestä versiosta; siinä ei ole virran stabilointia LEDien kautta. Tuotantotaajuus on noin 45 kHz, hyötysuhde noin 80 %, kuormitusvirtaa säädellään R2:n valinnalla.

Rakenne ja yksityiskohdat: piiri on suunniteltu aloitteleville radioamatööreille, se osoittautui täysin vaatimattomaksi yksityiskohtiin, koska VT1, VT2 ja VT4 sopivat kaikki sopivan johtavuuden keski- tai korkeataajuiset transistorit, joiden vahvistus on vähintään 100. Induktori voi jos niissä on jokin malli, induktanssi ei ole kriittinen ja sillä voi olla merkittävä leviäminen. Tekijän versiossa käytettiin kahta mallia. Ensimmäinen on SB 14 -ytimessä, joka on valmistettu 2000 NM ferriitistä, jonka rako on 0,2 mm, langalla, jonka halkaisija on 0,25 mm. ennen kehyksen täyttämistä. Toinen on 2000 NM ferriittisauvalla, jonka halkaisija on 2 mm ja pituus 30 mm, kierretty kolmeen kerrokseen samalla langalla, käämin pituus on noin 2 cm, jokainen kerros kiinnitettiin "superliimalla" . Valmiin induktorin valmistuksessa tai valinnassa on kiinnitettävä huomiota käämitysvastukseen, mitä pienempi, sitä parempi. VT3:na on toivottavaa valita avaintransistorit, joilla on alhainen kyllästysjännite, vaikka muunnin toimii minkä tahansa transistorin kanssa, mutta tehokkuus kärsii. Diodi laittoi ensimmäisen vastaan ​​tulleen impulssin - KD522, pienen Schottkyn läsnä ollessa se on vielä parempi. Kondensaattori C3 on keraaminen, jos se on mahdollista nostaa 1 uF:iin, on suositeltavaa laittaa se - se ei satu. Muutama sana R6:sta, se varmasti pilaa tehokkuutta hieman, mutta sen avulla voit vähentää virtapiikkejä LEDien kautta, jos et välitä niistä, voit sulkea sen pois.

Räätälöinti: asennuksen jälkeen laite, jos asennus on suoritettu virheettömästi, alkaa toimia välittömästi, mutta kuormitusvirta on tarkistettava ja säädettävä. Säätö koostuu vastuksen R2 resistanssin muuttamisesta. Säätö tehdään suurimmalla mahdollisella syöttöjännitteellä, kun Upit pienenee. virtaa, ja vastaavasti LEDien kirkkaus vähenee.

Kuvassa 2 on piiri, jossa on lähtövirran stabilointi, tätä varten piiriin viedään lisätransistori ja R6:n arvoa kasvatetaan. Piirin rakenne ja toiminta on samanlainen kuin edellä kuvattu. Asetuksessa on ominaisuuksia, jotka liittyvät stabilointipiirin läsnäoloon. Ensinnäkin sammuttamalla virran stabilointi, esimerkiksi juottamatta VT5:tä, asetimme minimiin Upit, kuten edellä on kuvattu, LED-valojen nimellisvirran. Sitten asetetaan se uudelleen stabiloinnin avulla maksimi-Upitiin, mutta valitsemalla R6.

Tällaista stabilointia ei tietenkään voida kutsua tarkkuuteen, mutta tälle laitteelle se riittää. Todellisuudessa piiri toimi välillä 2,0 - 2,6 V; 2,5 - 3,6 V. tässä tapauksessa kuormitusvirta vaihteli välillä 3-4 mA.

Lopuksi totean, että tällä piirillä on merkittävä marginaali lähtövirran suhteen muuttamatta pääosien arvoja, joten kuormaa viritettäessä virta saavutti joskus 80 mA. Siksi on toivottavaa suorittaa viritys ilman LEDejä korvaamalla ne vastaavalla kuormalla.

Luettelo radioelementeistä

Nimitys	Tyyppi	Nimitys	Määrä	Huomautus	Myymälä	Oma muistilehtiö
	Kaava nro 1
VT1, VT2	bipolaarinen transistori	KT315A	2			Muistilehtiöön
VT3	bipolaarinen transistori	KT630A	1			Muistilehtiöön
VT4	bipolaarinen transistori	KT361A	1			Muistilehtiöön
VD1	Diodi	KD522A	1			Muistilehtiöön
C1, C2	Kondensaattori	2,2 nF	2			Muistilehtiöön
C3	Kondensaattori	200 nF	1			Muistilehtiöön
R1	Vastus	5,1 kOhm	1			Muistilehtiöön
R2	Vastus	13 kOhm	1	Valinta		Muistilehtiöön
R3	Vastus	15 kOhm	1			Muistilehtiöön
R4	Vastus	10 kOhm	1			Muistilehtiöön
R5	Vastus	240 ohmia	1			Muistilehtiöön
R6	Vastus	10 ohmia	1	Valinta		Muistilehtiöön
L1	Induktori	200 uH	1			Muistilehtiöön
HL1-HL3	Valodiodi		3			Muistilehtiöön
	Kaava nro 2
VT1, VT2, VT5	bipolaarinen transistori	KT315A	3			Muistilehtiöön
VT3	bipolaarinen transistori	KT630A	1			Muistilehtiöön
VT4	bipolaarinen transistori	KT361A	1			Muistilehtiöön
VD1	Diodi	KD522A	1			Muistilehtiöön
C1, C2	Kondensaattori	2,2 nF	2			Muistilehtiöön
C3	Kondensaattori	200 nF	1			Muistilehtiöön
R1	Vastus	5,1 kOhm	1			Muistilehtiöön
R2	Vastus	15 kOhm	1	Valinta

Light-Emitting Diodien (LED) tärkein sähköinen parametri on niiden käyttövirta. Kun kohtaamme käyttöjännitteen LED-ominaisuuksien taulukossa, meidän on ymmärrettävä, että puhumme LEDin jännitehäviöstä, kun käyttövirta kulkee. Eli käyttövirta määrää LEDin käyttöjännitteen. Siksi vain LEDien virranvakain voi varmistaa niiden luotettavan toiminnan.

Tarkoitus ja toimintaperiaate

Stabilisaattoreiden tulisi tarjota LEDien jatkuva käyttövirta, kun virtalähteessä on ongelmia jännitteen poikkeaman kanssa normista (olet kiinnostunut tietämään). Vakaa käyttövirta tarvitaan ensisijaisesti suojaamaan LEDiä ylikuumenemiselta. Loppujen lopuksi, jos suurin sallittu virta ylittyy, LEDit epäonnistuvat. Myös käyttövirran stabiilius varmistaa laitteen valovirran pysyvyyden esimerkiksi akkujen tyhjentyessä tai syöttöverkon jännitevaihteluissa.

Nykyiset LED-vakaimet ovat erilaisia, ja suunnitteluvaihtoehtojen runsaus miellyttää silmää. Kuvassa on kolme suosituinta puolijohteen stabilointipiiriä.

1. Kaavio a) - Parametrinen stabilisaattori. Tässä piirissä zener-diodi asettaa vakiojännitteen transistorin kannalle, joka on kytketty emitterin seuraajapiirin mukaisesti. Transistorin kannan jännitteen stabiilisuudesta johtuen myös vastuksen R yli oleva jännite on vakio. Ohmin lain mukaan myös vastuksen läpi kulkeva virta ei muutu. Koska vastuksen virta on yhtä suuri kuin emitterivirta, transistorin emitteri- ja kollektorivirrat ovat stabiileja. Sisällyttämällä kuorman kollektoripiiriin saamme stabiloidun virran.
2. Kaavio b). Piirissä vastuksen R yli oleva jännite stabiloidaan seuraavasti. Kun jännitehäviö R:n yli kasvaa, ensimmäinen transistori avautuu enemmän. Tämä johtaa toisen transistorin kantavirran pienenemiseen. Toinen transistori sulkeutuu hieman ja jännite R:n yli tasaantuu.
3. Kaavio c). Kolmannessa kaaviossa stabilointivirran määrää kenttätransistorin alkuvirta. Se on riippumaton nielun ja lähteen välisestä jännitteestä.

Piireissä a) ja b) stabilointivirta määräytyy vastuksen R arvon mukaan. Vakiovastuksen sijasta alaindeksiä käyttämällä voidaan säätää stabilaattoreiden lähtövirtaa.

Elektroniikkakomponenttien valmistajat valmistavat erilaisia ​​LED-säätimen IC:itä. Siksi tällä hetkellä integroituja stabilaattoreita käytetään useammin teollisuustuotteissa ja radioamatöörimalleissa. Voit lukea kaikista mahdollisista LEDien liittämistavoista.

Yleiskatsaus kuuluisiin malleihin

Suurin osa LED-virransyöttöön tarkoitetuista mikropiireistä on valmistettu pulssijännitemuuntimien muodossa. Muuntimia, joissa sähköenergian varastointilaitteen roolia suorittaa induktori (kuristin), kutsutaan boostereiksi. Vahvistimissa jännitteen muunnos tapahtuu itseinduktioilmiön vuoksi. Yksi tyypillisistä tehostinpiireistä on esitetty kuvassa.

Virran stabilointipiiri toimii seuraavasti. Mikropiirin sisällä oleva transistoriavain sulkee ajoittain induktorin yhteiseen johtoon. Avaimen avaushetkellä kelassa tapahtuu itseinduktio-EMF, joka tasataan diodilla. On ominaista, että itseinduktion EMF voi merkittävästi ylittää virtalähteen jännitteen.

Kuten kaaviosta voidaan nähdä, Texas Instrumentsin valmistaman TPS61160:n tehostimen valmistukseen tarvitaan hyvin vähän komponentteja. Pääliitännät ovat kela L1, Schottky-diodi D1, joka tasaa pulssijännitteen muuntimen lähdössä, ja Rset.

Vastuksella on kaksi toimintoa. Ensinnäkin vastus rajoittaa LEDien läpi kulkevaa virtaa, ja toiseksi vastus toimii takaisinkytkentäelementtinä (eräänlainen anturi). Siitä poistetaan mittausjännite ja sirun sisäiset piirit stabiloivat LEDin läpi kulkevaa virtaa tietylle tasolle. Muuttamalla vastuksen arvoa voit muuttaa LEDien virtaa.

TPS61160:n muunnin toimii 1,2 MHz:n taajuudella, suurin lähtövirta voi olla 1,2 A. Mikropiirin avulla voit saada virtaa jopa kymmeneen sarjaan kytkettyyn LEDiin. LEDien kirkkautta voidaan muuttaa kohdistamalla muuttuva käyttöjakso PWM-signaali "kirkkauden säätö" -tuloon. Yllä olevan järjestelmän tehokkuus on noin 80 %.

On huomattava, että vahvistimia käytetään yleensä silloin, kun LED-jännite on korkeampi kuin virtalähteen jännite. Tapauksissa, joissa jännitettä on alennettava, käytetään useammin lineaarisia stabilaattoreita. MAXIM tarjoaa koko sarjan tällaisia ​​MAX16xxx stabilaattoreita. Tyypillinen kytkentäpiiri ja tällaisten mikropiirien sisäinen rakenne on esitetty kuvassa.

Kuten lohkokaaviosta voidaan nähdä, LED-virta stabiloidaan P-kanavaisella kenttätransistorilla. Virhejännite poistetaan vastuksesta R sens ja syötetään kenttäohjauspiiriin. Koska kenttätransistori toimii lineaarisessa tilassa, tällaisten piirien hyötysuhde on huomattavasti pienempi kuin pulssimuunninpiirien.

MAX16xxx-siruja käytetään usein autosovelluksissa. Sirujen maksimitulojännite on 40 V, lähtövirta 350 mA. Ne, kuten kytkentäsäätimet, sallivat PWM-himmennyksen.

Stabilisaattori LM317:ssä

LED-valojen virran stabilisaattorina voit käyttää paitsi erikoistuneita mikropiirejä. LM317-piiri on erittäin suosittu radioamatöörien keskuudessa.

LM317 on klassinen lineaarinen jännitesäädin, jolla on monia analogeja. Maassamme tämä siru tunnetaan nimellä KR142EN12A. Tyypillinen piiri LM317:n kytkemiseksi päälle jännitteensäätimeksi on esitetty kuvassa.

Tämän piirin muuttamiseksi virran stabilisaattoriksi riittää, että vastus R1 suljetaan pois piiristä. LM317:n kytkeminen päälle lineaarisena virtasäätimenä on seuraava.

Tämän stabilisaattorin laskeminen on melko helppoa. Riittää, kun lasketaan vastuksen R1 arvo korvaamalla nykyinen arvo seuraavaan kaavaan:

Vastuksessa hajotettu teho on:

Säädettävä stabilisaattori

Edellinen piiri on helppo muuttaa säädettäväksi stabilisaattoriksi. Tätä varten sinun on vaihdettava vakiovastus R1 potentiometrillä. Kaava näyttää tältä:

Kuinka tehdä tee-se-itse LED-stabilisaattori

Kaikissa annetuissa stabilointijärjestelmissä käytetään vähimmäismäärää osia. Siksi jopa aloitteleva radioamatööri, joka on hallinnut juotosraudan kanssa työskentelyn taidot, voi koota tällaiset rakenteet itsenäisesti. LM317:n mallit ovat erityisen yksinkertaisia. Sinun ei tarvitse edes suunnitella painettua piirilevyä tehdäksesi niitä. Riittää, kun juotetaan sopiva vastus mikropiirin vertailunastan ja sen lähdön väliin.

Myös kaksi joustavaa johdinta on juotettava mikropiirin tuloon ja lähtöön, niin malli on valmis. Jos sen on tarkoitus antaa virtaa tehokkaalle LEDille käyttämällä LM317:n virran stabilointia, mikropiiri on varustettava jäähdyttimellä, joka varmistaa lämmön haihtumisen. Jäähdyttimenä voit käyttää pientä alumiinilevyä, jonka pinta-ala on 15-20 neliö senttimetriä.

Tehostesuunnittelua tehtäessä voidaan käyttää kuristimina eri teholähteiden suodatinkeloja. Näihin tarkoituksiin soveltuvat hyvin esimerkiksi tietokoneen virtalähteiden ferriittirenkaat, joihin tulee kääriä useita kymmeniä kierroksia emaloitua lankaa, jonka halkaisija on 0,3 mm.

Millaista stabilointiainetta käyttää autossa

Nyt autoilijat ovat usein mukana päivittämässä autojensa valaistuslaitteita käyttämällä tähän tarkoitukseen LEDejä tai LED-nauhoja (lue,). Tiedetään, että ajoneuvon sisäverkon jännite voi vaihdella suuresti riippuen moottorin ja generaattorin käyttötavasta. Siksi auton tapauksessa on erityisen tärkeää käyttää ei 12 voltin stabilointia, vaan sellaista, joka on suunniteltu tietylle LED-tyypille.

Autolle voidaan suositella LM317:ään perustuvia malleja. Voit myös käyttää yhtä lineaarista stabilisaattorin muunnelmista kahdessa transistorissa, joissa voimaelementtinä käytetään tehokasta N-kanavaista kenttätransistoria. Alla on vaihtoehtoja tällaisille järjestelmille, mukaan lukien järjestelmä.

Johtopäätös

Yhteenvetona voidaan sanoa, että LED-rakenteiden luotettavan toiminnan kannalta niiden on saatava virtaa virran stabilaattoreista. Monet stabilointipiirit ovat yksinkertaisia ​​ja edullisia tee-se-itse. Toivomme, että materiaalissa esitetyt tiedot ovat hyödyllisiä kaikille tästä aiheesta kiinnostuneille.