Stabilizator napona za LED svjetiljku. Karakteristike LED dioda za svjetiljke. Popravak i povećanje snage. Otpor strujnog mjernog otpornika, mOhm

Glavni električni parametar svjetlosnih dioda (LED) je njihova radna struja. Kada vidimo radni napon u tablici LED karakteristika, moramo shvatiti da govorimo o padu napona na LED kada teče radna struja. Odnosno, radna struja određuje radni napon LED-a. Stoga samo stabilizator struje za LED može osigurati njihov pouzdan rad.

Svrha i princip rada

Stabilizatori moraju osigurati stalnu radnu struju za LED diode kada napajanje ima problema s odstupanjima napona od norme (zanimat će vas). Stabilna radna struja prvenstveno je neophodna za zaštitu LED-a od pregrijavanja. Uostalom, ako je najveća dopuštena struja prekoračena, LED diode ne uspijevaju. Također, stabilnost radne struje osigurava postojanost svjetlosnog toka uređaja, na primjer, kada su baterije ispražnjene ili fluktuacije napona u opskrbnoj mreži.

Trenutni stabilizatori za LED imaju različite vrste dizajna, a obilje mogućnosti dizajna je ugodno za oko. Slika prikazuje tri najpopularnija kruga stabilizatora poluvodiča.

1. Shema a) - Parametarski stabilizator. U ovom krugu, zener dioda postavlja konstantni napon na bazi tranzistora, koji je spojen prema krugu sljedbenika emitera. Zbog stabilnosti napona na bazi tranzistora konstantan je i napon na otporniku R. Na temelju Ohmovog zakona, struja kroz otpornik također se ne mijenja. Budući da je struja otpornika jednaka struji emitera, struje emitera i kolektora tranzistora su stabilne. Uključivanjem opterećenja u krug kolektora dobivamo stabiliziranu struju.
2. Shema b). U krugu se napon na otporniku R stabilizira na sljedeći način. Kako se pad napona na R povećava, prvi tranzistor se više otvara. To dovodi do smanjenja struje baze drugog tranzistora. Drugi tranzistor se lagano zatvara i napon na R se stabilizira.
3. Shema c). U trećem krugu, stabilizacijska struja određena je početnom strujom tranzistora s efektom polja. Neovisan je o naponu koji se primjenjuje između odvoda i izvora.

U krugovima a) i b) stabilizacijska struja određena je vrijednošću otpornika R. Upotrebom podlinijskog otpornika umjesto konstantnog otpornika možete regulirati izlaznu struju stabilizatora.

Proizvođači elektroničkih komponenti proizvode mnogo LED regulatorskih čipova. Stoga se trenutno integrirani stabilizatori češće koriste u industrijskim proizvodima i amaterskim radio dizajnima. Možete pročitati o svim mogućim načinima spajanja LED dioda.

Pregled poznatih modela

Većina mikro krugova za napajanje LED-a izrađena je u obliku pretvarača impulsnog napona. Pretvarači u kojima ulogu spremnika električne energije ima induktor (prigušnica) nazivaju se pojačivači. U pojačivačima se pretvorba napona događa zbog fenomena samoindukcije. Jedan od tipičnih krugova pojačala prikazan je na slici.

Krug stabilizatora struje radi na sljedeći način. Tranzistorski prekidač smješten unutar mikro kruga povremeno zatvara induktor na zajedničku žicu. U trenutku kada se sklopka otvori, u induktoru se javlja EMF samoindukcije, koji se ispravlja diodom. Karakteristično je da EMF samoindukcije može značajno premašiti napon izvora struje.

Kao što možete vidjeti na dijagramu, potrebno je vrlo malo komponenti za izradu pojačivača na TPS61160 kojeg proizvodi Texas Instruments. Glavni priključci su induktor L1, Schottky dioda D1, koja ispravlja impulsni napon na izlazu pretvarača, i R set.

Otpornik obavlja dvije funkcije. Prvo, otpornik ograničava struju koja teče kroz LED diode, a drugo, otpornik služi kao povratni element (neka vrsta senzora). Mjerni napon se uklanja iz njega, a unutarnji krugovi čipa stabiliziraju struju koja teče kroz LED na zadanoj razini. Promjenom vrijednosti otpornika možete promijeniti struju LED dioda.

Pretvarač TPS61160 radi na frekvenciji od 1,2 MHz, maksimalna izlazna struja može biti 1,2 A. Pomoću mikro kruga možete napajati do deset LED dioda povezanih u seriju. Svjetlina LED dioda može se promijeniti primjenom PWM signala promjenjivog radnog ciklusa na ulaz "kontrole svjetline". Učinkovitost gornjeg kruga je oko 80%.

Treba napomenuti da se pojačivači obično koriste kada je napon na LED diodama veći od napona napajanja. U slučajevima kada je potrebno smanjiti napon, često se koriste linearni stabilizatori. Cijelu liniju takvih stabilizatora MAX16xxx nudi MAXIM. Tipični dijagram povezivanja i unutarnja struktura takvih mikro krugova prikazani su na slici.

Kao što se može vidjeti iz blok dijagrama, LED struja je stabilizirana P-kanalnim tranzistorom s efektom polja. Napon pogreške uklanja se s otpornika R sens i dovodi u krug upravljanja poljem. Budući da tranzistor s efektom polja radi u linearnom načinu rada, učinkovitost takvih krugova je znatno niža od one u krugovima pretvarača impulsa.

Linija IC-ova MAX16xxx često se koristi u automobilskim aplikacijama. Maksimalni ulazni napon čipova je 40 V, izlazna struja je 350 mA. Oni, poput preklopnih stabilizatora, omogućuju PWM prigušivanje.

Stabilizator na LM317

Ne samo specijalizirani mikro krugovi mogu se koristiti kao stabilizator struje za LED diode. Krug LM317 vrlo je popularan među radio amaterima.

LM317 je klasični linearni regulator napona s mnogo analoga. U našoj zemlji, ovaj mikro krug je poznat kao KR142EN12A. Tipični krug za povezivanje LM317 kao stabilizatora napona prikazan je na slici.

Da biste ovaj krug pretvorili u stabilizator struje, dovoljno je isključiti otpornik R1 iz kruga. Uključivanje LM317 kao linearnog stabilizatora struje je kako slijedi.

Izračun ovog stabilizatora je prilično jednostavan. Dovoljno je izračunati vrijednost otpornika R1 zamjenom trenutne vrijednosti u sljedeću formulu:

Snaga koju rasipa otpornik jednaka je:

Podesivi stabilizator

Prethodni krug može se lako pretvoriti u podesivi stabilizator. Da biste to učinili, morate zamijeniti konstantni otpornik R1 potenciometrom. Dijagram će izgledati ovako:

Kako napraviti stabilizator za LED diodu vlastitim rukama

Sve gore navedene sheme stabilizatora koriste minimalni broj dijelova. Stoga čak i početnik radio amater koji je savladao vještine rada s lemilom može samostalno sastaviti takve strukture. Dizajn na LM317 je posebno jednostavan. Za njihovu izradu ne trebate čak niti dizajnirati tiskanu pločicu. Dovoljno je lemiti odgovarajući otpornik između referentne igle mikro kruga i njegovog izlaza.

Također, potrebno je zalemiti dva fleksibilna vodiča na ulaz i izlaz mikro kruga i dizajn će biti spreman. Ako se namjerava napajati snažna LED pomoću stabilizatora struje na LM317, mikro krug mora biti opremljen radijatorom koji će osigurati uklanjanje topline. Kao radijator možete koristiti malu aluminijsku ploču površine 15-20 četvornih centimetara.

Prilikom izrade dizajna pojačivača, možete koristiti filtarske zavojnice iz različitih izvora napajanja kao prigušnice. Na primjer, feritni prstenovi iz računalnih izvora napajanja dobro su prikladni za ove svrhe, oko njih treba namotati nekoliko desetaka zavoja emajlirane žice promjera 0,3 mm.

Koji stabilizator koristiti u automobilu

Danas se ljubitelji automobila često bave nadogradnjom tehnologije osvjetljenja svojih automobila, koristeći LED ili LED trake za te svrhe (čitaj). Poznato je da napon mreže u automobilu može uvelike varirati ovisno o načinu rada motora i generatora. Stoga je u slučaju automobila posebno važno koristiti ne 12-voltni stabilizator, već onaj koji je dizajniran za određenu vrstu LED-a.

Za automobile možemo preporučiti dizajn temeljen na LM317. Također možete koristiti jednu od modifikacija linearnog stabilizatora s dva tranzistora, u kojem se kao element napajanja koristi snažni N-kanalni tranzistor s efektom polja. Ispod su opcije za takve sheme, uključujući shemu.

Zaključak

Ukratko, možemo reći da se za pouzdan rad LED struktura moraju napajati pomoću strujnih stabilizatora. Mnogi stabilizatorski krugovi su jednostavni i lako ih je napraviti sami. Nadamo se da će informacije navedene u materijalu biti korisne svima koji su zainteresirani za ovu temu.

PRETVARAČ ZA LED

Žarulje sa žarnom niti zamijenile su LED diode koje ih u velikom broju slučajeva uspješno zamjenjuju. No, zbog nelinearne karakteristike struje i napona, za napajanje rasvjetnih LED dioda iz baterije koriste se različiti pretvarači napona. Kao što znate, LED se napaja naponom od najmanje 2 V, a ovisno o vrsti i do 3,5 V. Osim toga, potreban je barem jednostavan stabilizator struje, jer kako se kapacitet baterije smanjuje, svjetlina LED se također smanjuje. Stoga će jednostavni otpornik snage, iz baterije s povećanim naponom, raditi lošije od pretvarača. Ispod su dijagrami jednostavnih pretvarača koje mogu sastaviti čak i početnici.

Krug se napaja jednom AA baterijom i predstavlja blokirni generator. Pojačani naponski impulsi pojavljuju se na kolektoru, ispravljaju se Schottky diodom i pune kondenzator. Transformator T1 je ručno namotan na prstenastu jezgru. Da biste to učinili, uzmite feritni prsten K10x6x4 i namotajte dva namota od 20 zavoja žicom PEL 0,3. Općenito, broj okreta može biti 6:10, 10:10 ili 10:15. Za najbolju učinkovitost i svjetlinu, moraju se odabrati eksperimentalno. Za okvir se koristi sve što je dostupno.

Krug koristi tranzistor s malim ispadom za postizanje maksimalne učinkovitosti. Izlazna struja može se podesiti pomoću otpornika R1.

Zatim vidimo nešto kompliciraniju shemu sa stabilnijom generacijom. Potrošnja struje 15 mA. Pretvarač napona također je izrađen prema krugu jednocikličnog generatora s induktivnom povratnom spregom na tranzistoru i transformatoru. Podaci o namotaju su isti.

Sljedeća modernizacija ovog pretvarača bio je krug iz kineske LED svjetiljke:

Ovdje iu drugim krugovima kao dioda se koristi Schottky dioda s niskim padom napona (uostalom, svaka pola volta se računa). Korištene diode su IN5817, 1GWJ43, 1SS319 ili, u krajnjem slučaju, sovjetski D311. Ove se diode mogu uzeti s ploče regulatora napajanja neradne litij-ionske baterije s mobilnog telefona.Sljedeći krugovi pretvarača izrađeni su na dva tranzistora i karakterizirani su povećanom izlaznom strujom - do 25 mA. Ispravno sastavljen pretvarač ne treba podešavanje osim ako su namoti transformatora obrnuti; u suprotnom ih zamijenite.

Korišteni transformator je sličan, ali broj zavoja u namotima je 40. Tranzistori koštaju C2458 i C3279. Zahvaljujući povratnoj informaciji na tranzistoru C2458, postiže se jednostavna stabilizacija struje i, sukladno tome, svjetlina LED-a.

Druga verzija pretvarača s dva tranzistora:

Ovdje nema potrebe za namotavanjem transformatora, jer se koristi gotov induktor od 300 - 1000 μH.

Posljednji krug pretvarača također je kopiran iz kineske LED svjetiljke i odlično radi kada je sastavljen.

Prvo uključivanje pravilno sastavljenog uređaja mora se provesti u testnom načinu rada, u kojem se napajanje iz baterije napaja preko otpornika od 10 Ohma, tako da tranzistori ne izgore ako su stezaljke transformatora neispravno spojene. Ako LED ne svijetli, potrebno je zamijeniti stezaljke primarnog ili sekundarnog namota transformatora. Ako to ne pomogne, provjerite ispravnost svih elemenata i instalacije.

Iz osobnog iskustva mogu primijetiti da se u svim gore navedenim krugovima domaći tranzistori KT315 - KT3102 često uspješno lansiraju. Broj namota transformatora treba odabrati za maksimalnu svjetlinu i učinkovitost. Kao prigušnice korišteno je gotovo "sve što je došlo pod ruku" od razne opreme. Ne preporučuje se ugradnja najjeftinijih (0,1 W) LED dioda od 5 mm. Bolje je doplatiti i kupiti LED diodu od 10 mm za 0,5 eura. Svjetlina će se značajno povećati. Još bolji rezultati postižu se ugradnjom posebnih

Već dugo gledam ovaj čips. Vrlo često nešto lemim. Odlučio sam ih uzeti za kreativnost. Ovi mikro krugovi su kupljeni prošle godine. Ali nikada nije došlo do njihove primjene u praksi. Ali nedavno mi je majka dala svoju svjetiljku, kupljenu offline, na popravak. Vježbao sam na njemu.
Narudžba je uključivala 10 mikro krugova, a 10 ih je stiglo.


Plaćeno 17.11., primljeno 19.12. Došao u standardnoj vrećici s mjehurićima. Unutra je još jedna torba. Hodali smo bez traga. Iznenadila sam se kada sam ih pronašla u svom sandučiću. Nisam ni morao ići u poštu.


Nisam očekivao da će biti tako mali.

Naručio sam mikro krugove za druge svrhe. Neću dijeliti svoje planove. Nadam se da ću imati vremena da ih (planove) oživim. Eto, za sada je malo drugačija priča, bliža životu.
Mama je šetajući po trgovinama ugledala baterijsku lampu na dobrom popustu. Što joj se više svidjelo od svjetiljke ili popusta, povijest šuti. Ova svjetiljka je ubrzo postala moja glavobolja. Koristila ga je ne više od šest mjeseci. Šest mjeseci problema, pa jedno, pa drugo. Kupio sam joj tri druge da zamijene ovu. Ali ipak sam to morala učiniti.

Iako je svjetiljka jeftina, ima niz značajnih prednosti: udobno leži u ruci, prilično je svijetla, tipka je na uobičajenom mjestu i ima aluminijsko kućište.
Pa, sada o nedostacima.
Svjetiljku napajaju četiri ćelije tipa AAA.


Stavio sam sve četiri baterije. Izmjerio sam potrošnju struje - više od 1A! Shema je jednostavna. Baterije, gumb, granični otpornik od 1,0 Ohma, LED. Sve je dosljedno. Struja je ograničena samo otporom od 1,0 ohma i unutarnjim otporom baterija.
Ovo je ono što imamo na kraju.


Čudno je da se bezimeni LED pokazao živim.


Prvo što sam napravio je da sam napravio dudu od stare baterije.


Sada će se napajati na 4,5 V, kao i većina kineskih svjetiljki.
I što je najvažnije, umjesto otpora instalirat ću AMC7135 driver.
Ovdje je standardni dijagram povezivanja.

Ovaj čip zahtijeva minimalno ožičenje. Među dodatnim komponentama, preporučljivo je instalirati par keramičkih kondenzatora kako bi se spriječilo samopobuđivanje mikro kruga, posebno ako postoje dugačke žice koje idu na LED. Podatkovna tablica sadrži sve potrebne podatke. U svjetiljki nema dugih žica, pa zapravo nisam instalirao nikakve kondenzatore, iako sam ih naznačio na dijagramu. Evo moje sheme, redizajnirane za specifične zadatke.


U ovom krugu velika struja u principu više neće teći kroz prekidač. Samo kontrolna struja teče kroz gumb i to je to. Jedan problem manje.

Također sam provjerio gumb i podmazao ga za svaki slučaj.

Umjesto otpora, sada postoji mikro krug sa stabilizacijskom strujom od 360 mA.


Sve sam ponovno sastavio i izmjerio struju. Spojio sam i baterije i akumulatore, slika se ne mijenja. Struja stabilizacije se ne mijenja.


S lijeve strane je napon na LED diodi, s desne je struja koja teče kroz nju.
Što sam postigao kao rezultat svih izmjena?
1. Svjetlina svjetiljke praktički se ne mijenja tijekom rada.
2. Olakšano opterećenje gumba za uključivanje/isključivanje svjetiljke. Sada kroz njega teče sićušna struja. Oštećenje kontakata zbog velike struje je isključeno.
3. Zaštitio LED od propadanja zbog velikog protoka struje (ako su s novim baterijama).
To je, općenito, sve.
Svatko odlučuje za sebe kako pravilno koristiti informacije iz moje recenzije. Jamčim za istinitost svojih mjerenja. Ako nešto nije jasno u vezi s ovom recenzijom, postavite pitanja. Za ostalo mi pošaljite PM, svakako ću odgovoriti.
To je sve!
Sretno!

Također bih vam želio skrenuti pozornost na činjenicu da moja svjetiljka ima prekidač na pozitivnoj strani. Mnoge kineske svjetiljke imaju prekidač na negativnoj strani, ali ovo će biti drugačiji krug!