تجاوز از جریان خروجی در منابع تغذیه نشان دهنده افزایش مصرف برق در دستگاه بار است. گاهی اوقات مصرف جریان در بار (به دلیل نقص اتصالات یا خود دستگاه بار) می تواند تا مقدار جریان اتصال کوتاه (SC) افزایش یابد که به ناچار منجر به تصادف می شود (در صورت نبود منبع تغذیه). مجهز به واحد حفاظت اضافه بار).

در صورت استفاده از منبع تغذیه بدون واحد حفاظتی (همانطور که امروزه رادیو آماتورها معمولاً انجام می دهند، با ساخت منابع ساده و خرید آداپتورهای ارزان قیمت) ممکن است عواقب اضافه بار قابل توجه تر و غیر قابل جبران تر باشد - مصرف انرژی افزایش می یابد، ترانسفورماتور شبکه افزایش می یابد. خراب شود، ممکن است عناصر منفرد آتش بگیرند و بوی نامطبوعی ایجاد شود.

برای اینکه به موقع متوجه شوید منبع تغذیه وارد حالت "غیر استاندارد" شده است ، نشانگرهای اضافه بار ساده نصب می شوند. ساده - زیرا آنها معمولاً فقط حاوی چند عنصر هستند ، ارزان و در دسترس هستند و این نشانگرها قابل نصب هستند. تقریباً در هر منبع تغذیه خانگی یا صنعتی به طور جهانی.

مدار ساده نشانگر اضافه بار جریان

ساده ترین مدار الکترونیکی یک نشانگر اضافه بار جریان در شکل 1 نشان داده شده است.

برنج. 1. مدار الکتریکی نشانگر نور اضافه بار فعلی.

عملکرد عناصر آن بر اساس این واقعیت است که یک مقاومت محدود کننده با مقاومت کم (R3 در نمودار) به صورت سری با بار در مدار خروجی منبع تغذیه متصل می شود.

این واحد را می توان به طور جهانی در منابع تغذیه و تثبیت کننده ها با ولتاژهای خروجی مختلف استفاده کرد (تست شده در شرایط ولتاژ خروجی 5-20 ولت). با این حال، مقادیر و درجه بندی عناصر نشان داده شده در نمودار در شکل 1 برای منبع تغذیه با ولتاژ خروجی 12 ولت انتخاب شده است.

بر این اساس، به منظور گسترش دامنه منابع انرژی برای این طرح، که در مرحله خروجی آن واحد نشانگر پیشنهادی به طور موثر عمل می کند، لازم است پارامترهای عناصر R1-R3، VD1، VD2 تغییر یابد.

تا زمانی که اضافه بار وجود نداشته باشد، منبع تغذیه و گره بار در حالت عادی کار می کنند، جریان مجاز از R3 عبور می کند و افت ولتاژ در مقاومت کم است (کمتر از 1 ولت). همچنین در این مورد، افت ولتاژ در دیودهای VD1، VD2 کوچک است، در حالی که LED HL1 به سختی می درخشد.

هنگامی که جریان مصرفی در دستگاه بار افزایش می یابد یا اتصال کوتاهی بین نقاط A و B وجود دارد، جریان در مدار افزایش می یابد، افت ولتاژ در مقاومت R3 می تواند به حداکثر مقدار (ولتاژ خروجی منبع تغذیه) برسد. در نتیجه LED HL1 با قدرت کامل روشن می شود (چشمک می زند).

برای جلوه بصری، مدار از LED چشمک زن L36B استفاده می کند. به جای LED مشخص شده، می توانید از دستگاه هایی با مشخصات الکتریکی مشابه استفاده کنید، به عنوان مثال، L56B، L456B (افزایش روشنایی)، L816BRC-B، L769BGR، TLBR5410 یا موارد مشابه.

توان تلف شده توسط مقاومت R3 (در جریان اتصال کوتاه) بیش از 5 وات است، بنابراین این مقاومت به طور مستقل از سیم مسی از نوع PEL-1 (PEL-2) با قطر 0.8 میلی متر ساخته شده است.

از یک ترانسفورماتور غیر ضروری گرفته شده است. 8 دور این سیم روی یک قاب ساخته شده از مداد لوازم التحریر پیچیده می شود، انتهای آن قلع می شود، سپس قاب برداشته می شود. مقاومت سیمی R3 آماده است.

تمام مقاومت های ثابت از نوع MLT-0.25 یا مشابه هستند. به جای دیودهای VD1، VD2، می توانید KD503، KD509، KD521 را با هر شاخص حرفی نصب کنید. این دیودها از LED در حالت اضافه بار محافظت می کنند (ولتاژ اضافی را خاموش می کنند).

نشانگر اضافه بار با هشدار صوتی

متأسفانه، در عمل نمی توان به طور مداوم وضعیت LED نشانگر را در منبع تغذیه به صورت بصری کنترل کرد، بنابراین منطقی است که مدار را با یک واحد صوتی الکترونیکی تکمیل کنید. چنین نموداری در شکل 2 ارائه شده است.

همانطور که از نمودار مشخص است، بر اساس همان اصل کار می کند، اما برخلاف دستگاه قبلی، این دستگاه حساس تر است و ماهیت عملکرد آن با باز شدن ترانزیستور VT1 تعیین می شود، زمانی که پتانسیل بیش از 0.3 ولت باشد. یک تقویت کننده جریان بر روی ترانزیستور VT1 نصب شده است.

ترانزیستور به عنوان ژرمانیوم انتخاب شده است. از سهام قدیمی رادیو آماتور. می توان آن را با دستگاه های مشابه در مشخصات الکتریکی جایگزین کرد: MP16، MP39-MP42 با هر شاخص حروف. به عنوان آخرین راه حل، می توانید یک ترانزیستور سیلیکونی KT361 یا KTZ107 را با هر شاخص حرفی نصب کنید، اما پس از آن آستانه روشن کردن نشانگر متفاوت خواهد بود.

برنج. 2. نمودار الکتریکی واحد نشانگر جریان اضافه صدا و نور.

آستانه سوئیچینگ ترانزیستور VT1 به مقاومت مقاومت های R1 و R2 بستگی دارد و در این مدار با ولتاژ منبع تغذیه 12.5 ولت، نشانگر در جریان بار بیش از 400 میلی آمپر روشن می شود.

مدار جمع کننده ترانزیستور شامل یک LED چشمک زن و یک کپسول با ژنراتور AF داخلی NA1 است. هنگامی که افت ولتاژ در مقاومت R1 به 0.5 ... 0.6 V رسید، ترانزیستور VT1 باز می شود و ولتاژ تغذیه به LED HL1 و کپسول HA1 عرضه می شود.

از آنجایی که کپسول LED یک عنصر فعال است که جریان را محدود می کند، حالت عملکرد LED عادی است. به لطف استفاده از LED چشمک زن، کپسول نیز متناوب صدا می دهد - صدا در طول مکث بین فلاش های LED شنیده می شود.

در این مدار، اگر به جای کپسول HA1، دستگاه KRI-4332-12 را که دارای یک نوسان ساز داخلی با وقفه است، روشن کنید، می توانید جلوه صوتی جالب تری به دست آورید. بنابراین، صدا در صورت اضافه بار شبیه یک آژیر خواهد بود (این کار با ترکیبی از وقفه های فلاش LED و وقفه های داخلی کپسول HA1 تسهیل می شود).

چنین صدایی کاملاً بلند است (در اتاق بعدی در سطح نویز متوسط ​​قابل شنیدن است) و قطعاً توجه افراد را به خود جلب می کند.

نشانگر سوختگی فیوز

نمودار دیگری از نشانگر اضافه بار در شکل 3 ارائه شده است. در سازه هایی که یک فیوز (یا فیوز دیگر، به عنوان مثال، خود تنظیم مجدد) نصب شده است، اغلب لازم است عملکرد آنها به صورت بصری نظارت شود.

یک LED دو رنگ با یک کاتد مشترک و بر این اساس، سه پایانه در اینجا استفاده می شود. کسانی که این دیودها را با یک ترمینال مشترک در عمل آزمایش کرده اند، می دانند که عملکرد آنها تا حدودی متفاوت از حد انتظار است.

الگوی تفکر این است که به نظر می رسد هنگامی که ولتاژ (در قطب مورد نیاز) به پایانه های مربوطه R یا G اعمال می شود، رنگ های سبز و قرمز به ترتیب بر روی LED در یک محفظه مشترک ظاهر می شوند. با این حال، این کاملاً نیست. درست است، واقعی.

برنج. 3. چراغ نشانگر سوختن فیوز.

در حالی که فیوز FU1 خوب است، ولتاژ به هر دو آند LED HL1 اعمال می شود. آستانه درخشش با مقاومت مقاومت R1 تنظیم می شود. اگر فیوز مدار منبع تغذیه بار را خراب کند، LED سبز خاموش می شود و LED قرمز روشن می ماند (اگر ولتاژ تغذیه به طور کامل از بین نرود).

از آنجایی که ولتاژ معکوس مجاز برای LED ها کوچک و محدود است، برای این طراحی دیودهایی با مشخصات الکتریکی متفاوت VD1-VD4 به مدار وارد می شود. این واقعیت که فقط یک دیود به صورت سری به LED سبز و سه دیود به LED قرمز متصل می شود، با ویژگی های LED ALC331A که در عمل مشاهده می شود توضیح داده می شود.

در طی آزمایشات، مشخص شد که ولتاژ آستانه برای روشن کردن LED قرمز کمتر از ولتاژ سبز است. برای متعادل کردن این تفاوت (فقط در عمل قابل توجه است)، تعداد دیودها یکسان نیست.

هنگامی که فیوز منفجر می شود، ولتاژ به LED سبز (G) با قطبیت معکوس اعمال می شود. رتبه بندی عناصر در مدار برای کنترل ولتاژ در مدار 12 ولت داده شده است. به جای LED ALC331A، مجاز است از سایر دستگاه های مشابه استفاده شود، به عنوان مثال، KIPD18V-M، L239EGW.

ادبیات: آندری کاشکروف - محصولات خانگی الکترونیکی.

نشانگر جریان شارژ را می توان روی یک نشانگر شب تاب یا روی LED ها مونتاژ کرد.

برای اندازه گیری جریان با دقت کم و بیش قابل تحمل، باید یک تقویت کننده ولتاژ را از یک شنت در LM358 و خود نشانگر را روی دو LM324 یا در KT315 مونتاژ کنید و تمام :-). من یک نمودار جداگانه از آمپلی فایر با یک برد ساده و جداگانه از خود نشانگر می دهم. بستن داخل بهتر و راحت تر است. دو گزینه برای نشانگرها وجود دارد.

مدار تقویت کننده. دیود D1، مقاومت R3، خازن C3 یک مدار یکپارچه است، زیرا در ورودی یک ولتاژ ضربانی با قطبیت منفی وجود دارد و ما باید یک ولتاژ ثابت متناسب با جریان در خروجی به دست آوریم. راه اندازی: حتما 12 ولت را بررسی کنید، اغلب با بانک های معیوب مواجه می شوید، سپس از مقاومت R2 برای کالیبره کردن قرائت های نشانگر با استفاده از مولتی متر استفاده می شود. از مقاومت تنظیم جریان برای تنظیم حداکثر جریان استفاده کنید و مقاومت را طوری تنظیم کنید که آخرین LED فقط روشن شود. خازن C3 به عنوان یکپارچه کار می کند و نرمی کاهش خوانش نشانگر را تنظیم می کند.

عکس تخته های تقویت کننده ولتاژ مونتاژ شده از شنت (ماشین ها هنوز لحیم نشده اند).

نمودار نشانگر برای KT 315. البته "قرن گذشته" و همه اینها، شما می گویید، اما اگر یک شیشه 3 لیتری داشته باشند چه می شود. به من میگی کجا برم؟ آن را دور بیانداز؟ اما باید به بازار بروید و ترانزیستورهای SMD بخرید اما هنوز جای زیادی در کیس وجود دارد. برای 315 هم نیازی به سوراخ کردن نیست. اما با این حال، این انتخاب شماست، مدار برای انتخاب ترانزیستورها مهم نیست، حتی اگر MP10 را لحیم کنید، باز هم کار می کند.

تعداد ترانزیستورها و ال ای دی ها را می توان مثلا به 6 عدد کاهش داد اما وقتی زیاد باشد زیباتر است. عکس خط مونتاژ شده، بدون LED لحیم کاری هنوز.

و یک طرح قبلی:

دنبال کننده امیتر نیازی به لحیم کاری ندارد، اما می تواند مستقیماً روشن شود؛ بدون آن کار می کند، فقط خوانش ها به سرعت و نه به آرامی روی یک LED کاهش می یابد. گاهی اوقات در برخی از نسخه ها لازم بود که یک دیود مستقیماً متصل مانند KD522 بین خروجی تقویت کننده و خط قرار داده شود. این زمانی ضروری بود که یک یا دو تا از اولین ال ای دی ها با جریان صفر درخشیدند. راه اندازی خط. یک نشانگر به درستی مونتاژ شده بدون خطا بلافاصله کار می کند. ما یک مقاومت متغیر را به ورودی وصل می کنیم - یک نوار لغزنده به ورودی، انتهای سمت راست مقاومت به +، سمت چپ به -. برق را اعمال می کنیم، مقاومت را می چرخانیم و به LED ها نگاه می کنیم، آنها باید به طور متناوب چشمک بزنند و خاموش شوند. این نشانگر دارای قرائت غیر خطی قابل توجهی است (در ابتدا انسداد وجود دارد و قوزهایی در وسط وجود دارد) اما برای شارژر کاملاً مناسب است. هنگام تنظیم، به سادگی مقدار هر LED را علامت بزنید.

در بلوک دیاگرام روی برد، باید یک منبع 6 ... 8 ولت برای خط LED اضافه کنید. برای یک نشانگر نورانی، نیازی به اضافه کردن این منبع ندارید.

عکس شارژ مونتاژ شده طبق نمودارهای بالا، اما در یک واحد ATX (تفاوت خاصی با AT وجود ندارد، تنها تفاوت این است که TL494 از حالت آماده به کار تغذیه می شود):

عکس نصب برد آمپلی فایر. با پین ها به برد اصلی لحیم می شود: محفظه و +22 ولت.

در زیر نمودار یک نشانگر با استفاده از تقویت کننده های عملیاتی است. بهتر است از یک نشانگر شب تاب به عنوان خود نشانگر استفاده کنید (مدار ساده تر است). اگر از LED استفاده می کنید، باید 8 مقاومت 2k دیگر اضافه کنید و آنها را با کاتد به بدنه متصل کنید. اصل عملیات ساده است. مدار نیازی به تنظیم ندارد، به جز انتخاب یک مقاومت در مدار گرمایش.

این مدار از دو تقویت کننده چهارگانه برای تشکیل هشت سطح نشانگر استفاده می کند. تقویت کننده های عملیاتی مورد استفاده در این مدار LM324 هستند (یا اگر از LED استفاده می کنید LM393. سپس آندهای آنها را به + و هر کاتد را به خروجی خودش وصل می کنیم). این یک آی سی نسبتاً رایج است و پیدا کردن آن دشوار نخواهد بود. مقاومت های R2:.R10 یک تقسیم کننده تشکیل می دهند که آستانه پاسخ هر تقویت کننده را تعیین می کند. تقویت کننده ها در حالت مقایسه کار می کنند.

عکس نشانگر جریان مونتاژ شده روی یک نشانگر شب تاب:

با استفاده از تفنگ چسب داغ یا آهن لحیم کاری به دیوار جلویی متصل می شود.

مدار فوق دارای مشخصه جریان شارژ نرم است. جریان به آرامی در طول زمان شارژ کاهش می یابد (مانند یک ماشین).

تنظیم شامل انتخاب R3 بسته به شنت شما و انتخاب R5 برای محدود کردن حداکثر جریان خروجی به 10 آمپر است. بهبود خطوط نشانگر فقط شامل نصب و تنظیم مقاومت اصلاح کننده برای محدوده نمایش فعلی 3 تا 10 آمپر است. تنظیم کانال فعلی مقاومت R5 را به طور موقت با یک صاف کننده 10k جایگزین می کنیم و آن را در موقعیت حداکثر مقاومت قرار می دهیم. ما مولتی متر را در حالت اندازه گیری جریان در محدوده 10 آمپر وصل می کنیم. ما دستگاه را از طریق یک لامپ به شبکه متصل می کنیم. اگر چراغ چشمک می زند و همچنان روشن می درخشد، به این معنی است که مشکلی وجود دارد، نصب را بررسی کنید. اگر آمپرمتر جریانی را در محدوده 0.2 تا 1 آمپر نشان دهد، پس همه چیز خوب است. مقاومت متغیر R6 را با نوار لغزنده روی حالت حداکثر ولتاژ قرار می دهیم و با استفاده از مقاومت پیرایش جریان را روی 10 آمپر قرار می دهیم. سپس تریمر را لحیم می کنیم، اندازه گیری می کنیم و در یک مقاومت ثابت با همان مقاومت لحیم می کنیم. عملکرد و پیکربندی کانال ولتاژ مشابه مدار اول است.

اجازه دهید جزئیات بیشتری را در مورد محافظت در برابر معکوس شدن قطبیت و اتصال کوتاه صحبت کنیم. این طرح در سادگی و قابلیت اطمینان خود نوعی "دانش" است. مزیت این است که شما نیازی به استفاده از رله یا تریستور قدرتمند ندارید که دارای افت ولتاژ حدود دو ولت است. مدار به عنوان یک دستگاه مستقل می تواند در هر شارژر و منبع تغذیه تعبیه شود. خروج از حالت حفاظتی به محض رفع اتصال کوتاه یا قطبیت بیش از حد خودکار است. هنگامی که فعال می شود، LED "خطای اتصال" روشن می شود.

شرح کار: در حالت عادی، ولتاژ از طریق LED و مقاومت R9 VT1 را باز می کند و تمام ولتاژ ورودی به خروجی می رود. در طول یک اتصال کوتاه یا معکوس قطبی، پالس های جریان به شدت افزایش می یابد، افت ولتاژ در سراسر سوئیچ میدان و شنت به شدت افزایش می یابد، که منجر به باز شدن VT2 می شود، که به نوبه خود منبع دروازه را دور می زند. ولتاژ منفی اضافی نسبت به منبع (افت در سراسر شنت) VT1 را پوشش می دهد. بعد، یک فرآیند بهمنی برای بستن VT1 رخ می دهد. LED از طریق VT2 باز روشن می شود. مدار می تواند تا زمانی که می خواهید در این حالت باقی بماند تا زمانی که اتصال کوتاه از بین برود.

N. TARANOV، سن پترزبورگ

هنگام توسعه دستگاه های مختلف رادیویی الکترونیکی، مشکل نظارت بر وجود جریان در مدارهای آنها به وجود می آید. دستگاه های اندازه گیری خارج از قفسه اغلب در دسترس نیستند، گران هستند یا استفاده از آنها دشوار است. در چنین مواردی از واحدهای کنترل داخلی استفاده می شود. برای جریان متناوب، مشکل نسبتاً به راحتی با کمک ترانسفورماتورهای جریان، عناصر مغناطیسی القایی و غیره حل می شود. برای جریان مستقیم، به عنوان یک قاعده، این مشکل پیچیده تر است. در این مقاله برخی از دستگاه های موجود برای نظارت بر وجود جریان مستقیم در مدار (که از این پس آنها را نشانگر جریان مستقیم یا به اختصار IPT می نامیم)، مزایا و معایب آنها را مورد بحث قرار می دهد و راه حل های مداری را پیشنهاد می کند که ویژگی های این دستگاه ها را بهبود می بخشد.

IPT ها معمولاً در یک شکست در مدار کنترل شده قرار می گیرند. برخی از IPTها می توانند به میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط عناصر حامل جریان مدار کنترل شده پاسخ دهند، اما در جریان های کنترل شده کم، پیچیده هستند و در این مقاله مورد بحث قرار نگرفته اند. IPT را می توان با پارامترها و ویژگی های اصلی زیر مشخص کرد:
1) deltaU - افت ولتاژ در سراسر IPT در کل محدوده جریان های کنترل شده. برای به حداقل رساندن تأثیر IPT بر مدار کنترل شده و کاهش تلفات توان، آنها تلاش می کنند تا deltaU را به حداقل برسانند.
2) جریان عملیاتی نامی (به معنی مقدار متوسط ​​جریان کنترل شده)؛
3) Imin، Imax - مرزهای محدوده تغییرات در جریان کنترل شده، که در آن واقعیت حضور آن به طور قابل اعتماد نشان داده شده است.
4) ماهیت سیگنال نشانگر خروجی (درخشش LED، سطوح TTL و غیره)؛
5) وجود یا عدم وجود منابع انرژی اضافی برای IPT.
6) وجود یا عدم وجود اتصال گالوانیکی سیگنال خروجی IPT با مدار کنترل شده.

بر اساس نوع عنصر حسگر جریان - سنسور جریان (CT) آنها متمایز می شوند.
- IPT با بار سری در مدار؛
- IPT با DTهای نیمه هادی (سنسورهای هال، مگنتودیودها، مقاومت مغناطیسی و غیره)؛
- تماس مغناطیسی IPT (روی سوئیچ های نی، روی رله های جریان)؛
- IPT با عناصر اشباع مغناطیسی.

اصل عملکرد IPT با بار سری در مدار (شکل 1)

این شامل این واقعیت است که یک عنصر بار (LE) به شکاف در مدار کنترل شده متصل است، که در آن هنگام جریان در مدار کنترل شده، افت ولتاژ ایجاد می شود. به یک مبدل سیگنال (SC) فرستاده می شود، جایی که به سیگنالی تبدیل می شود که وجود جریان در مدار را نشان می دهد.

بدیهی است که deltaU برای یک نوع معین از IPT به بزرگی جریان کنترل شده و حساسیت PS بستگی دارد. هرچه PS حساس تر باشد، می توان از مقاومت NE کمتری استفاده کرد، به این معنی که deltaU کوچکتر خواهد بود.

در ساده ترین حالت، یک NE یک مقاومت است. مزیت چنین NE سادگی و کم هزینه بودن آن است. معایب - با حساسیت کم PS، تلفات برق در NE زیاد خواهد بود، به ویژه هنگام کنترل جریان های بزرگ، وابستگی AU به بزرگی جریانی که از IPT عبور می کند. دامنه تغییرات در جریان کنترل شده را محدود می کند (این اشکال در هنگام کنترل جریان در محدوده باریکی از تغییرات مقدار آن قابل توجه نیست). به عنوان مثال، یک طرح عملی IPT از این نوع را در نظر بگیرید. در شکل شکل 2 نموداری از نشانگر وجود جریان شارژ باتری را نشان می دهد. مقاومت R1 به عنوان یک NE عمل می کند و زنجیره R2, HL1 به عنوان یک PS عمل می کند.

مقاومت بالاست R2 دارای مقاومت 100 اهم است، LED HL1 دارای جریان نامی 10 میلی آمپر است (به عنوان مثال، نوع AL307B)، و مقاومت مقاومت R1 به مقدار جریان شارژ کنترل شده بستگی دارد.

با جریان شارژ تثبیت شده 10 میلی آمپر (به عنوان مثال، برای باتری 7D-01)، مقاومت R1 را می توان حذف کرد. با جریان شارژ 1 A، مقاومت مقاومت R1 تقریباً 3.5 اهم خواهد بود. افت ولتاژ در IT در هر دو حالت 3.5 V خواهد بود. تلفات برق در جریان 1 A 3.5 W خواهد بود. بدیهی است که این طرح در جریان های شارژ بالا غیر قابل قبول است. اگر مقاومت مقاومت بالاست R2 را کاهش دهید، ممکن است تا حدودی تلفات برق در IPT کاهش یابد. اما انجام این کار نامطلوب است، زیرا افزایش ناگهانی جریان های شارژ ممکن است به LED HL1 آسیب برساند.

اگر از یک NE با وابستگی غیرخطی افت ولتاژ به قدرت جریان جاری استفاده کنید، می توانید ویژگی های این IPT را به طور قابل توجهی بهبود بخشید. به عنوان مثال، همانطور که در شکل نشان داده شده است، با جایگزین کردن مقاومت R1 با زنجیره ای از چهار دیود که در جهت جلو متصل شده اند، نتایج خوبی به دست می آید. 3.

به عنوان دیودهای VD1-VD4، می توانید از هر دیود سیلیکونی یکسو کننده با جریان عملیاتی مجاز حداقل مقدار جریان کنترل شده استفاده کنید. (برای بسیاری از انواع LED ها، یک رشته از سه دیود کافی است.) مقاومت مقاومت R2 در این حالت می تواند به مقدار 30 اهم کاهش یابد.

با این طرح IPT، دامنه جریان های کنترل شده گسترش می یابد و از 10 میلی آمپر به Imax گسترش می یابد، که در آن Imax حداکثر جریان مجاز عملکرد دیودها است. روشنایی LED HL1 تقریباً در کل محدوده جریان های کنترل شده ثابت است.

راه دیگر برای بهبود ویژگی های یک IPT با بار سری در مدار، بهبود PS است. در واقع، اگر حساسیت PS را افزایش دهید و از عملکرد آن در طیف گسترده ای از تغییرات deltaU اطمینان حاصل کنید، می توانید یک IPT با ویژگی های خوب به دست آورید. درست است، برای این شما باید طرح IPT را پیچیده کنید. به عنوان مثال، مدار IPT توسعه یافته توسط نویسنده را در نظر بگیرید که نتایج خوبی در دستگاه های کنترل فرآیند در صنعت نشان داده است. این IPT دارای مشخصات فنی زیر است: محدوده جریان عملیاتی - 0.01 میلی آمپر ... 1 A. deltaU
نمودار IPT در شکل نشان داده شده است. 4.

NE در این مدار مقاومت R3 است. بقیه مدار PS است. اگر جریانی بین نقاط A و B وجود نداشته باشد، خروجی تقویت کننده عملیاتی DA1 ولتاژی نزدیک به -5 ولت خواهد داشت و LED HL1 روشن نمی شود. هنگامی که یک جریان بین نقاط A و B ظاهر می شود، ولتاژی در مقاومت R3 ایجاد می شود که بین ورودی های دیفرانسیل تقویت کننده عملیاتی DA1 اعمال می شود. در نتیجه، یک ولتاژ مثبت در خروجی تقویت کننده عملیاتی DA1 ظاهر می شود و LED HL1 روشن می شود، که نشان دهنده وجود جریان بین نقاط A و B است. هنگام انتخاب یک تقویت کننده عملیاتی با بهره بالا (به عنوان مثال، KR1401UD2B ، نشانه قابل اعتماد وجود جریان از 5 میلی آمپر شروع می شود. خازن C1 برای از بین بردن خود تحریکی احتمالی ضروری است.

لازم به ذکر است که برخی از نمونه های op-amp ممکن است دارای ولتاژ بایاس اولیه (با هر قطبیت) باشند. در این حالت، حتی اگر جریانی در مدار کنترل شده وجود نداشته باشد، LED می تواند روشن شود. این اشکال با معرفی مدار "تصحیح صفر" آپ امپ که مطابق با هر مدار استاندارد ساخته شده است، برطرف می شود. برخی از انواع آپ امپ دارای ترمینال های خاصی برای اتصال مقاومت متغیر "تصحیح صفر" هستند.

جزئیات: مقاومت های R1، R2، R4، R5 - هر نوع، قدرت 0.125 وات؛ مقاومت R3 - هر نوع، توان > 0.5 وات؛ خازن C1 - هر نوع؛ تقویت کننده عملیاتی DA1 - هر، با بهره> 5000، با جریان خروجی > 2.5 میلی آمپر، اجازه می دهد ولتاژ تغذیه تک قطبی 5 ولت باشد. امکان استفاده از ولتاژهای تغذیه دیگر وجود دارد.در این حالت، مقاومت مقاومت بالستیک R5 باید مجدداً محاسبه شود تا جریان خروجی تقویت کننده عملیاتی DA1 از حداکثر مقدار مجاز خود تجاوز نکند. LED HL1 به دلایل روشنایی کافی در جریان 2.5 میلی آمپر از طریق آن انتخاب شد. آزمایشات نشان داده است که اکثر LED های وارداتی مینیاتوری در این دستگاه کاملاً کار می کنند (در اصل، نوع LED توسط حداکثر جریان خروجی تقویت کننده عملیاتی DA1 تعیین می شود).

این دستگاه با ریز مدار KR1401UD2B هنگام ساخت یک IPT چهار کاناله، به عنوان مثال، هنگام کنترل شارژ جداگانه چهار باتری به طور همزمان، راحت است. در این مورد، مدار بایاس R1، R2 و همچنین نقطه A در هر چهار کانال مشترک است.

این دستگاه همچنین می تواند جریان های بزرگ را کنترل کند. برای انجام این کار، باید مقاومت مقاومت R3 را کاهش دهید و اتلاف توان آن را دوباره محاسبه کنید. آزمایش ها با استفاده از یک قطعه سیم PEV-2 به عنوان R3 انجام شد. با قطر سیم 1 میلی متر و طول 10 سانتی متر، جریان در محدوده 200 میلی آمپر ... 10 A به طور قابل اعتماد نشان داده شد (اگر طول سیم افزایش یابد، حد پایین محدوده به جریان های ضعیف تر منتقل می شود). در این مورد، deltaU از 0.1 ولت تجاوز نکرد.

با تغییرات جزئی، دستگاه به یک IPT با آستانه پاسخ قابل تنظیم تبدیل می شود (شکل 5).

چنین IPT را می توان با موفقیت در سیستم های حفاظت فعلی برای دستگاه های مختلف، به عنوان پایه ای برای فیوز الکترونیکی قابل تنظیم و غیره استفاده کرد.

مقاومت R4 آستانه پاسخ IPT را تنظیم می کند. استفاده از مقاومت چند چرخشی به عنوان R4، به عنوان مثال، انواع SP5-2، SPZ-39 و غیره راحت است.

اگر لازم است از جداسازی گالوانیکی بین مدار کنترل شده و دستگاه های کنترل (CD) اطمینان حاصل شود، استفاده از کوپلرهای نوری راحت است. برای انجام این کار کافی است به جای LED HL1 یک اپتوکوپلر متصل کنید، به عنوان مثال، همانطور که در شکل نشان داده شده است. 6.

برای تطبیق سیگنال خروجی این IPT با دستگاه های کنترل دیجیتال، از تریگرهای اشمیت استفاده می شود. در شکل شکل 7 طرحی برای هماهنگی IPT با CC با استفاده از منطق TTL نشان می دهد. در اینجا +5 V CC ولتاژ تغذیه مدارهای دیجیتال CC است.

IPTها با DTهای نیمه هادی به تفصیل در ادبیات شرح داده شده اند. مورد علاقه آماتورهای رادیویی استفاده از ریزمدارهای کنترل شده مغناطیسی از نوع K1116KP1 در IPT است (این ریز مدار به طور گسترده در صفحه کلید برخی از رایانه های ساخت شوروی استفاده می شد). نمودار چنین IPT در شکل نشان داده شده است. 8.

سیم پیچ L1 روی یک هسته مغناطیسی ساخته شده از فولاد مغناطیسی نرم (ترجیحاً پرمالوی) قرار می گیرد که نقش یک متمرکز کننده مغناطیسی را ایفا می کند. نمای تقریبی و ابعاد یک متمرکز کننده مغناطیسی در شکل نشان داده شده است. 9.

تراشه DA1 در شکاف متمرکز کننده مغناطیسی قرار می گیرد. هنگام تولید آن، باید تلاش کنیم تا شکاف را کاهش دهیم. آزمایش‌ها با مدارهای مغناطیسی مختلف انجام شد، به‌ویژه حلقه‌هایی که از لوله‌های آب معمولی بریده شدند، از هسته‌های سر پویا ماشین‌کاری شده و از واشرهای فولادی ترانسفورماتور مونتاژ شدند.

ارزان‌ترین و آسان‌ترین ساخت (در شرایط آماتور) حلقه‌های بریده شده از لوله‌های آب با قطر 1/2 و 3/4 اینچ بود. حلقه ها را از لوله ها برش می دادند به طوری که طول حلقه به اندازه قطر بود. سپس توصیه می شود این حلقه ها را تا دمای حدود 800 درجه سانتی گراد گرم کنید و به آرامی در هوا سرد کنید (آنها را بازپخت کنید). چنین حلقه هایی عملاً هیچ مغناطیسی باقی مانده ندارند و در IPT به خوبی کار می کنند.

نمونه آزمایشی دارای یک هسته مغناطیسی ساخته شده از یک لوله آب با قطر 3/4 اینچ بود. سیم پیچ با سیم PEV-2 با قطر 1 میلی متر پیچیده شد. در 10 دور Imin = 8 A، در 50 دور Imin = 2 A. لازم به ذکر است که حساسیت چنین IPT به موقعیت ریز مدار در شکاف مدار مغناطیسی بستگی دارد. از این شرایط می توان برای تنظیم حساسیت IPT استفاده کرد.

موثرترین حلقه‌ها حلقه‌های ساخته شده از هسته‌های سیستم‌های مغناطیسی سرهای دینامیکی بودند، اما ساخت آنها در شرایط آماتور دشوار است.

برای آماتورهای رادیویی، IPT های الکترومغناطیسی روی سوئیچ های نی و رله های جریان بدون شک مورد توجه هستند. IPT روی سوئیچ های نی قابل اعتماد و ارزان هستند. اصل عملکرد چنین IPTهایی در شکل 1 نشان داده شده است. 10، الف.

اطلاعات بیشتر در مورد سوئیچ های نی را می توانید در اینجا بیابید. مدار الکتریکی IPT با سنسور جریان (CT) روی سوئیچ نی در شکل نشان داده شده است. 10، ب.

بسیاری از آماتورهای رادیویی احتمالاً یک صفحه کلید کامپیوتر قدیمی ساخت شوروی با سوئیچ های نی دارند. چنین سوئیچ های نی برای اجرای IPT عالی هستند. حساسیت IPT به موارد زیر بستگی دارد:
- تعداد چرخش در سیم پیچ (با افزایش تعداد چرخش، حساسیت نیز افزایش می یابد).
- پیکربندی سیم پیچ (سیم پیچ بهینه طول آن تقریباً برابر با طول لامپ سوئیچ نی است).
- نسبت قطر بیرونی سوئیچ نی و قطر داخلی سیم پیچ (هرچه به 1 نزدیکتر باشد، حساسیت IPT بیشتر خواهد بود).

نویسنده آزمایش هایی را با سوئیچ های نی KEM-2، MK-16-3، MK10-3 انجام داد. بهترین نتایج از نظر حساسیت توسط سوئیچ های نی KEM-2 نشان داده شد. هنگام پیچیدن هشت دور سیم PEV-2 با قطر 0.8 میلی متر بدون شکاف، جریان عملیاتی IPT 2 A، جریان آزاد 1.5 A است. افت ولتاژ در سراسر IPT 0.025 V بود. حساسیت این IPT را می توان با حرکت دادن سوئیچ نی در امتداد سیم پیچ های محور طولی تنظیم کرد در IPTهای صنعتی از این نوع، سوئیچ نی را با پیچ جابجا می کنند و یا با رزوه خارجی در بوشینگ غیر مغناطیسی قرار می دهند که با سیم پیچی به صورت سیم پیچی پیچ می شود. این روش تنظیم حساسیت همیشه راحت نیست و در شرایط آماتور اجرای آن دشوار است. علاوه بر این، این روش فقط در جهت کاهش حساسیت IPT امکان تنظیم را می دهد.

نویسنده روشی را توسعه داده است که به شما امکان می دهد با استفاده از یک مقاومت متغیر، حساسیت IPT را در محدوده وسیعی تغییر دهید. با این روش یک سیم پیچ اضافی از سیم PEV-2 با قطر 0.06-0.1 میلی متر و تعدادی دور 200 به طرح DT وارد می شود که توصیه می شود این سیم پیچ را مستقیماً در تمام طول روی کلید نی بپیچید. سیلندر آن، همانطور که در شکل نشان داده شده است. 11، الف.

مدار الکتریکی IPT در شکل نشان داده شده است. 11، ب.

سیم پیچ L1 سیم پیچ اصلی است، سیم پیچ L2 اضافی است. اگر سیم پیچ های L1 و L2 را بر این اساس روشن کنید، با تنظیم مقاومت R1 می توان حساسیت IPT را در مقایسه با نسخه IPT که دارای DT بدون سیم پیچ اضافی است، چندین برابر افزایش داد. اگر سیم پیچ های L1 و L2 را در جهت مخالف روشن کنید، با تنظیم مقاومت R می توانید حساسیت IPT را چندین بار کاهش دهید. آزمایشی با این مدار با پارامترهای عناصر آن انجام شد:
- سیم پیچ L1 - 200 دور سیم PEV-2 با قطر 0.06 میلی متر؛ به طور مستقیم بر روی یک سوئیچ نی نوع KEM-2 زخم می شود.
- سیم پیچ L2 - 10 دور سیم PEV-2 با قطر 0.8 میلی متر، روی سیم پیچ L1 پیچیده شده است.

مقادیر Imin زیر به دست آمد:
- هنگامی که سیم پیچ ها به طور توافقی روشن می شوند -0.1...2 A;
- وقتی سیم پیچ ها برعکس -2...5 A روشن می شوند.

IPT روی رله های جریان دارای کیفیت های زیر است: رله الکترومغناطیسی DT با سیم پیچی با مقاومت کم. متاسفانه رله های جریان بسیار کم هستند. یک رله جریان را می توان از یک رله ولتاژ معمولی با جایگزینی سیم پیچ آن با یک رله با مقاومت کم ساخت. نویسنده از DT ساخته شده از یک رله از نوع RES-10 استفاده کرده است. سیم پیچ رله به دقت با چاقوی جراحی بریده می شود و در جای آن یک سیم پیچ جدید با سیم PEV-2 به قطر 0.3 میلی متر پیچیده می شود تا قاب پر شود. حساسیت این DT با انتخاب تعداد دور و تغییر سفتی فنر آرمیچر تخت تنظیم می شود. سفتی فنر را می توان با خم کردن یا آسیاب کردن آن در عرض تغییر داد. نمونه آزمایشی DT دارای Imin = 200 میلی آمپر، deltaU = 0.5 ولت (در جریان 200 میلی آمپر) بود.

در صورت نیاز به محاسبه رله های جریان می توانید به.

مدار الکتریکی این نوع IPT در شکل نشان داده شده است. 12.

IPT با عناصر اشباع‌پذیر مغناطیسی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. آنها از خاصیت هسته های فرومغناطیسی برای تغییر نفوذپذیری هنگام قرار گرفتن در معرض میدان مغناطیسی خارجی استفاده می کنند. در ساده ترین حالت، یک IPT از این نوع یک ترانسفورماتور AC با سیم پیچ اضافی است، همانطور که در شکل نشان داده شده است. 13.

در اینجا ولتاژ متناوب از سیم پیچ L2 به سیم پیچ L3 تبدیل می شود. ولتاژ سیم پیچ L3 توسط دیود VD1 تشخیص داده می شود و خازن C1 را شارژ می کند. سپس به عنصر آستانه تغذیه می شود. در صورت عدم وجود جریان در سیم پیچ L1، ولتاژ ایجاد شده در خازن C1 برای راه اندازی عنصر آستانه کافی است. هنگامی که جریان مستقیم از سیم پیچ L1 عبور می کند، مدار مغناطیسی اشباع می شود. این منجر به کاهش ضریب انتقال ولتاژ متناوب از سیم پیچ L2 به سیم پیچ L3 و کاهش ولتاژ در خازن C1 می شود. زمانی که به مقدار معینی رسید، عنصر آستانه تغییر می کند. Choke L4 نفوذ ولتاژ متناوب مدار اندازه گیری را به مدار کنترل شده از بین می برد و همچنین شنت مدار اندازه گیری را توسط رسانایی مدار کنترل شده از بین می برد.

حساسیت این دستگاه قابل تنظیم است:
- انتخاب تعداد چرخش سیم پیچ L1، L2، L3؛
- انتخاب نوع مدار مغناطیسی ترانسفورماتور.
- تنظیم آستانه پاسخ عنصر آستانه.

از مزایای دستگاه می توان به سهولت اجرا، عدم وجود تماس های مکانیکی اشاره کرد.

اشکال قابل توجه آن نفوذ ولتاژ متناوب از IPT به مدار کنترل شده است (البته در اکثر کاربردها، مدارهای کنترل شده دارای خازن های مسدود کننده هستند که این اثر را کاهش می دهد). نفوذ ولتاژ متناوب به مدار کنترل شده با افزایش نسبت تعداد دور سیم پیچ های L2 و L3 به تعداد دور سیم پیچ L1 و با افزایش اندوکتانس سلف L4 کاهش می یابد.

یک نمونه آزمایشی از این نوع IPT بر روی یک هسته مغناطیسی حلقه با اندازه استاندارد K10x8x4 ساخته شده از فریت گرید 2000NM مونتاژ شد. سیم پیچ L1 دارای 10 دور سیم PEV-2 با قطر 0.4 میلی متر بود، سیم پیچ های L2 و L3 هر کدام دارای 30 پیچ سیم PEV-2 با قطر 0.1 میلی متر بودند. Choke L4 بر روی همان حلقه پیچیده شده بود و دارای 30 دور سیم PEV-2 با قطر 0.4 میلی متر بود. دیود VD1 - KD521 A. خازن C1 - KM6 با ظرفیت 0.1 μF. یک اینورتر از ریزمدار K561LN1 به عنوان عنصر آستانه استفاده شد. یک ولتاژ مستطیل شکل ("پیچان") با فرکانس 10 کیلوهرتز و دامنه 5 ولت به سیم پیچ L2 اعمال شد. بدیهی است که برای گسترش دامنه جریان های کنترل شده به سمت افزایش حد بالایی، باید قطر سیم سیم پیچ های L1 و L2 را افزایش داد و همچنین یک هسته مغناطیسی بزرگتر انتخاب کرد.

مدار IPT از این نوع، که در شکل نشان داده شده است، پارامترهای قابل توجهی بهتری دارد. 14.

در اینجا، هسته مغناطیسی ترانسفورماتور از دو حلقه فریت تشکیل شده است، سیم‌پیچ‌های L1 و L3 بر روی هر دو حلقه پیچیده می‌شوند و سیم‌پیچ‌های L1 و L4 بر روی حلقه‌های مختلف پیچیده می‌شوند تا ولتاژهای القا شده در آنها متقابلاً جبران شود. طراحی مدار مغناطیسی در شکل 1 نشان داده شده است. 15.

برای وضوح، هسته ها از هم فاصله دارند؛ در طراحی واقعی آنها روی یکدیگر فشرده می شوند.

در این نوع IPT تقریباً به طور کامل ولتاژ متناوب از مدار اندازه گیری به مدار کنترل شده نفوذ نمی کند و عملاً مدار اندازه گیری توسط رسانایی مدار کنترل شده قطع نمی شود. یک نمونه آزمایشی از IPT ساخته شد که نمودار آن در شکل 1 نشان داده شده است. 16.

یک ژنراتور پالس با چرخه کاری بالا بر روی اینورترهای D1.1-D1.3 مونتاژ می شود (استفاده از چنین پالس ها به طور قابل توجهی مصرف برق IPT را کاهش می دهد). در صورت عدم تحریک، یک مقاومت با مقاومت 10 ... 100 کیلو اهم باید در پایه های اتصال سیم 2، 3 ریز مدار با مقاومت های R1، R2 و خازن C1 گنجانده شود.

عناصر C2، SZ، VD2، VD3 با دو برابر شدن ولتاژ، یکسو کننده را تشکیل می دهند. اینورتر D1.4 همراه با LED HL1 نشان دهنده آستانه حضور پالس ها در خروجی ترانسفورماتور (سیم پیچ L3) است.

در این IPT از حلقه های فریت برند VT (مورد استفاده در سلول های حافظه کامپیوتر) به ابعاد 8x4x2 میلی متر استفاده شد. سیم پیچ های L2 و L3 هر کدام دارای 20 دور سیم PEL-2 با قطر 0.1 میلی متر، سیم پیچ های L1 و L4 هر کدام دارای 20 پیچ سیم PEL-2 با قطر 0.3 میلی متر هستند.

این نمونه با اطمینان وجود جریان در مدار کنترل شده را در محدوده 40 میلی آمپر ... 1 A نشان داد. افت ولتاژ در سراسر IPT در یک جریان در مدار کنترل شده 1 A از 0.1 ولت تجاوز نکرد. از مقاومت R4 می توان برای تنظیم آستانه پاسخ استفاده کرد که استفاده از این IPT را به عنوان عنصری از مدارها برای محافظت از دستگاه ها در برابر اضافه بار ممکن می کند.

ادبیات
1. Yakovlev N. ابزارهای اندازه گیری الکتریکی غیر تماسی برای تشخیص تجهیزات الکترونیکی. - L.: Energoatomizdat، شعبه لنینگراد، 1990.

2. ریز مدارهای سری K1116. - رادیو، 1369، شماره 6، ص. 84; شماره 7، ص. 73، 74; شماره 8، ص. 89.

3. دستگاه های سوئیچینگ تجهیزات رادیویی الکترونیکی. اد. جی. یا. ریبینا. - م.: رادیو و ارتباطات، 1364.

4. Stupel F. محاسبه و طراحی رله های الکترومغناطیسی. - M.: Gosenergoizdat، 1950._

رادیو شماره 4 2005.

[ایمیل محافظت شده]

محاسبه ولتاژ منبع تغذیه LED یک مرحله ضروری برای هر پروژه روشنایی الکتریکی است و خوشبختانه انجام آن آسان است. چنین اندازه گیری هایی برای محاسبه توان یک LED ضروری است، زیرا باید جریان و ولتاژ آن را بدانید. قدرت LED با ضرب جریان در ولتاژ محاسبه می شود. با این حال، هنگام کار با مدارهای الکتریکی، حتی هنگام اندازه گیری مقادیر کم، باید بسیار مراقب باشید. در این مقاله نگاهی دقیق تر به این سوال خواهیم داشت که چگونه می توان ولتاژ را برای اطمینان از عملکرد صحیح عناصر LED پیدا کرد.

ال ای دی ها رنگ های مختلفی دارند؛ دو و سه رنگ، چشمک زن و تغییر رنگ. برای اینکه کاربر بتواند توالی عملکرد لامپ را برنامه ریزی کند، راه حل های مختلفی استفاده می شود که مستقیماً به ولتاژ منبع تغذیه LED بستگی دارد. برای روشن کردن یک LED، حداقل ولتاژ (آستانه) مورد نیاز است و روشنایی متناسب با جریان خواهد بود. ولتاژ یک LED با جریان کمی افزایش می یابد زیرا مقاومت داخلی وجود دارد. وقتی جریان خیلی زیاد باشد، دیود گرم می شود و می سوزد. بنابراین، جریان به یک مقدار مطمئن محدود می شود.

مقاومت به صورت سری قرار می گیرد زیرا آرایه دیود به ولتاژ بسیار بالاتری نیاز دارد. اگر U معکوس شود، هیچ جریانی جریان نمی یابد، اما برای U بالا (مثلا 20 ولت) یک جرقه داخلی (خرابی) رخ می دهد که دیود را از بین می برد.

مانند همه دیودها، جریان از آند عبور می کند و از کاتد خارج می شود. در دیودهای گرد، کاتد دارای سرب کوتاهتر و بدنه دارای صفحه جانبی کاتدی است.

وابستگی ولتاژ به نوع لامپ

با ظهور LED های با روشنایی بالا که برای ارائه لامپ های جایگزین برای کاربردهای روشنایی تجاری و داخلی طراحی شده اند، راه حل های برق به همان اندازه، اگر نگوییم بیشتر، گسترش یافته است. با صدها مدل از ده‌ها سازنده، درک همه جایگشت‌های ولتاژ ورودی/خروجی LED و رتبه‌بندی جریان/قدرت خروجی، بدون ذکر ابعاد مکانیکی و بسیاری از ویژگی‌های دیگر برای کاهش نور، کنترل از راه دور و حفاظت از مدار، دشوار می‌شود.

تعداد زیادی LED مختلف در بازار وجود دارد. تفاوت آنها توسط عوامل بسیاری در تولید LED تعیین می شود. آرایش نیمه هادی یک عامل است، اما فناوری ساخت و کپسوله سازی نیز نقش مهمی در تعیین عملکرد LED دارد. اولین ال ای دی ها گرد بودند و به شکل مدل های C (قطر 5 میلی متر) و F (قطر 3 میلی متر) بودند. سپس دیودها و بلوک های مستطیلی با ترکیب چندین LED (شبکه) وارد عمل شدند.

شکل نیمکره کمی شبیه ذره بین است که شکل پرتو نور را تعیین می کند. رنگ عنصر ساطع کننده، انتشار و کنتراست را بهبود می بخشد. رایج ترین نام ها و اشکال LED:

• A: قطر قرمز 3 میلی متر در نگهدارنده CI.
• B: قطر 5 میلی متر قرمز در پانل جلویی استفاده می شود.
• C: بنفش 5 میلی متر.
• د: دو رنگ زرد و سبز.
• E: مستطیل شکل
• F: زرد 3 میلی متر.
• G: سفید روشنایی بالا 5 میلی متر.
• H: قرمز 3 میلی متر.
• K-Anode: کاتدی که توسط یک سطح صاف در فلنج مشخص می شود.
• F: سیم اتصال آند 4/100 میلی متر.
• ج: فنجان انعکاسی.
• L: شکل منحنی، مانند یک ذره بین.

مشخصات دستگاه

خلاصه ای از پارامترهای مختلف LED و ولتاژ تغذیه را می توان در مشخصات فروشنده یافت. هنگام انتخاب LED ها برای کاربردهای خاص، مهم است که تفاوت آنها را درک کنید. مشخصات LED های مختلفی وجود دارد که هر کدام بر نوع خاصی که انتخاب می کنید تأثیر می گذارد. اساس مشخصات LED رنگ، U و جریان است. LED ها تمایل به ارائه یک رنگ دارند.

رنگ ساطع شده توسط LED بر حسب حداکثر طول موج آن (lpk) تعریف می شود، که طول موجی است که حداکثر نور خروجی را دارد. به طور معمول تغییرات فرآیند باعث ایجاد تغییرات اوج طول موج تا ± 10 نانومتر می شود. هنگام انتخاب رنگ ها در مشخصات LED، لازم به یادآوری است که چشم انسان به سایه ها یا تغییرات رنگ در اطراف ناحیه زرد/نارنجی طیف - از 560 تا 600 نانومتر - حساس است. این ممکن است بر انتخاب رنگ یا موقعیت LED تأثیر بگذارد که مستقیماً با پارامترهای الکتریکی مرتبط است.

هنگام کار، LED ها دارای یک قطره U از پیش تعیین شده هستند که بستگی به ماده استفاده شده دارد. ولتاژ تغذیه LED های لامپ نیز به سطح جریان بستگی دارد. ال ای دی ها دستگاه های جریان محور هستند و سطح نور تابعی از جریان است که افزایش آن باعث افزایش خروجی نور می شود. لازم است اطمینان حاصل شود که دستگاه به گونه ای کار می کند که حداکثر جریان از حد مجاز تجاوز نکند، که می تواند منجر به اتلاف حرارت بیش از حد در خود تراشه، کاهش شار نور و کاهش عمر مفید شود. اکثر LED ها به یک مقاومت محدود کننده جریان خارجی نیاز دارند.

برخی از LED ها ممکن است دارای یک مقاومت سری باشند، بنابراین این نشان می دهد که LED ها به چه ولتاژی نیاز دارند. LED ها اجازه U معکوس بزرگ را نمی دهند. هرگز نباید از حداکثر مقدار اعلام شده خود که معمولاً بسیار کوچک است تجاوز کند. اگر احتمال رخ دادن U معکوس روی LED وجود دارد، بهتر است برای جلوگیری از آسیب، محافظ را در مدار تعبیه کنید. این مدارها معمولاً می توانند مدارهای دیود ساده ای باشند که حفاظت کافی را برای هر LED فراهم می کنند. برای درک این موضوع لازم نیست حرفه ای باشید.

ال ای دی های روشنایی دارای انرژی جریان هستند و شار نوری آنها متناسب با جریانی است که از آنها می گذرد. جریان مربوط به ولتاژ تغذیه LED های موجود در لامپ است. دیودهای متعددی که به صورت سری به هم متصل شده اند دارای جریان برابری هستند که از آنها عبور می کند. اگر آنها به صورت موازی متصل شوند، هر LED همان U را دریافت می کند، اما به دلیل اثر پراکندگی روی مشخصه I-V، جریان متفاوتی از آنها عبور می کند. در نتیجه، هر دیود شار نوری متفاوتی از خود ساطع می کند.

بنابراین، هنگام انتخاب عناصر، باید بدانید که LED ها دارای چه ولتاژ تغذیه هستند. هر کدام تقریباً به 3 ولت در پایانه های خود برای کار کردن نیاز دارند. به عنوان مثال، سری 5 دیودی تقریباً به 15 ولت در پایانه ها نیاز دارد. برای تامین جریان تنظیم شده در U کافی، LEC از یک ماژول الکترونیکی به نام درایور استفاده می کند.

دو راه حل وجود دارد:

1. درایور خارجی در خارج از لامپ نصب شده است، با منبع تغذیه ایمن با ولتاژ فوق العاده پایین.
2. داخلی، تعبیه شده در چراغ قوه، یعنی یک زیر واحد با یک ماژول الکترونیکی که جریان را تنظیم می کند.

این درایور می تواند از 230 ولت (کلاس I یا کلاس II) یا U بسیار کم ایمنی (کلاس III) مانند 24 ولت تغذیه شود. LEC راه حل دوم منبع تغذیه را توصیه می کند زیرا 5 مزیت اصلی را ارائه می دهد.

مزایای انتخاب ولتاژ LED

محاسبه صحیح ولتاژ تغذیه LED ها در یک لامپ دارای 5 مزیت کلیدی است:

1. بدون در نظر گرفتن تعداد LED ها، U بسیار کم ایمن امکان پذیر است. LED ها باید به صورت سری نصب شوند تا اطمینان حاصل شود که جریان یکسانی به هر یک از یک منبع می رسد. در نتیجه، هرچه تعداد ال ای دی ها بیشتر باشد، ولتاژ ترمینال های LED بیشتر می شود. اگر دستگاهی با درایور خارجی باشد، ولتاژ ایمنی فوق العاده حساس باید به طور قابل توجهی بالاتر باشد.
2. یکپارچه سازی درایور در داخل چراغ ها امکان نصب کامل سیستم ولتاژ فوق العاده کم ایمنی (SELV) را بدون توجه به تعداد چراغ ها فراهم می کند.
3. نصب مطمئن تر در سیم کشی استاندارد برای لامپ های LED متصل به موازات. درایورها محافظت بیشتری را به خصوص در برابر افزایش دما ارائه می دهند که طول عمر بیشتری را تضمین می کند و در عین حال ولتاژ تغذیه LED را برای انواع و جریان های مختلف حفظ می کند. راه اندازی ایمن تر
4. ادغام برق LED در راننده از برخورد نادرست در میدان جلوگیری می کند و توانایی آنها را برای مقاومت در برابر اتصال داغ بهبود می بخشد. اگر کاربر فقط یک چراغ LED را به یک درایور خارجی که قبلاً روشن است وصل کند، ممکن است باعث شود LED ها هنگام اتصال بیش از حد ولتاژ کنند و در نتیجه آنها را از بین ببرند.
5. تعمیر و نگهداری آسان. هر گونه مشکل فنی در لامپ های LED با منبع ولتاژ به راحتی قابل مشاهده است.

وقتی افت U در یک مقاومت مهم است، باید مقاومت مناسبی را انتخاب کنید که بتواند توان مورد نیاز را از بین ببرد. مصرف جریان 20 میلی آمپر ممکن است کم به نظر برسد، اما توان محاسبه شده چیز دیگری می گوید. بنابراین، برای مثال، برای افت ولتاژ 30 ولت، مقاومت باید 1400 اهم را از بین ببرد. محاسبه اتلاف توان P = (Ures x Ures) / R،

• P مقدار توان تلف شده توسط مقاومت است که جریان را در LED محدود می کند، W.
• U ولتاژ مقاومت (بر حسب ولت) است.
• R - مقدار مقاومت، اهم.

P = (28 x 28) / 1400 = 0.56 وات.

ولتاژ منبع تغذیه LED 1 W برای مدت طولانی در برابر گرمای بیش از حد مقاومت نمی کند و LED 2 W نیز خیلی سریع از کار می افتد. برای این مورد، باید دو مقاومت 2700 اهم / 0.5 وات را به صورت موازی (یا دو مقاومت 690 اهم / 0.5 وات پشت سر هم) وصل کنید تا اتلاف گرما به طور مساوی توزیع شود.

کنترل حرارتی

یافتن وات بهینه برای سیستم به شما کمک می کند تا در مورد کنترل حرارتی که برای اطمینان از عملکرد LED قابل اعتماد به آن نیاز دارید، اطلاعات بیشتری کسب کنید، زیرا LED ها گرما تولید می کنند که می تواند برای دستگاه بسیار مضر باشد. گرمای بیش از حد باعث می شود که LED ها نور کمتری تولید کنند و همچنین زمان کار را کاهش می دهد. برای یک LED با توان 1 وات، توصیه می شود به دنبال یک هیت سینک با اندازه 3 اینچ مربع برای هر وات LED باشید.

امروزه صنعت LED با سرعت بسیار بالایی در حال رشد است و دانستن تفاوت در LED ها بسیار مهم است. این یک سوال رایج است زیرا محصولات می توانند از بسیار ارزان تا گران قیمت باشند. هنگام خرید LED های ارزان قیمت باید مراقب باشید، زیرا ممکن است عالی عمل کنند، اما، به عنوان یک قاعده، به دلیل پارامترهای ضعیف، عمر طولانی ندارند و به سرعت می سوزند. هنگام تولید LED ها، سازنده مشخصات با مقادیر متوسط ​​را در برگه های داده نشان می دهد. به همین دلیل، خریداران همیشه مشخصات دقیق LED ها را از نظر شار نور، رنگ و ولتاژ پیشروی نمی دانند.

تعیین ولتاژ فوروارد

قبل از اطلاع از ولتاژ منبع تغذیه LED، تنظیمات مولتی متر مناسب را تنظیم کنید: جریان و U. قبل از آزمایش، مقاومت را روی بالاترین مقدار تنظیم کنید تا از سوختن LED جلوگیری کنید. این کار را می توان به سادگی انجام داد: سیم های مولتی متر را ببندید، مقاومت را تنظیم کنید تا جریان به 20 میلی آمپر برسد و ولتاژ و جریان را ثبت کنید. برای اندازه گیری ولتاژ پیشروی LED ها به موارد زیر نیاز دارید:

1. ال ای دی برای تست
2. منبع U LED با پارامترهای بالاتر از نشانگر LED ولتاژ ثابت.
3. مولتی متر.
4. گیره تمساح برای نگه داشتن LED بر روی لیدهای آزمایشی برای تعیین ولتاژ تغذیه LED در وسایل.
5. سیم ها.
6. مقاومت متغیر 500 یا 1000 اهم.

جریان LED آبی اولیه 3.356 ولت در 19.5 میلی آمپر بود. اگر از 3.6 ولت استفاده شود، مقدار مقاومت مورد استفاده به صورت R = (3.6V-3.356V)/0.0195A) = 12.5 اهم محاسبه می شود. برای اندازه گیری ال ای دی های پر قدرت، همین روش را دنبال کنید و با نگه داشتن سریع مقدار روی مولتی متر، جریان را تنظیم کنید.

اندازه گیری ولتاژ منبع تغذیه LED های smd با قدرت بالا با جریان رو به جلو > 350 میلی آمپر می تواند کمی مشکل باشد زیرا وقتی سریع گرم می شوند U به شدت کاهش می یابد. این بدان معناست که جریان برای یک U مشخص بیشتر خواهد بود. اگر کاربر از کار بیفتد، قبل از اندازه‌گیری مجدد، باید LED را تا دمای اتاق خنک کند. می توانید از 500 اهم یا 1 کوم استفاده کنید. برای ارائه تنظیم درشت و دقیق یا اتصال یک مقاومت متغیر با دامنه بالاتر و پایین تر به صورت سری.

تعریف جایگزین ولتاژ

اولین قدم برای محاسبه مصرف برق LED، تعیین ولتاژ LED است. اگر مولتی متر در دسترس ندارید، می توانید داده های سازنده را مطالعه کرده و برگه داده U بلوک LED را پیدا کنید. از طرف دیگر، U را می توان بر اساس رنگ LED ها تخمین زد، به عنوان مثال، ولتاژ تغذیه LED سفید 3.5 ولت.

پس از اندازه گیری ولتاژ LED، جریان تعیین می شود. می توان آن را به طور مستقیم با استفاده از مولتی متر اندازه گیری کرد. داده های سازنده یک برآورد فعلی تقریبی را ارائه می دهد. پس از این کار می توانید خیلی سریع و راحت میزان مصرف برق ال ای دی ها را محاسبه کنید. برای محاسبه توان مصرفی یک LED، کافی است U LED (به ولت) را در جریان LED (بر حسب آمپر) ضرب کنید.

نتیجه، که بر حسب وات اندازه گیری می شود، قدرتی است که LED ها استفاده می کنند. به عنوان مثال، اگر یک LED دارای U 3.6 و جریان 20 میلی آمپر باشد، 72 میلی وات برق مصرف می کند. بسته به اندازه و محدوده پروژه، قرائت های ولتاژ و جریان ممکن است در واحدهای کوچکتر یا بزرگتر از جریان پایه یا وات اندازه گیری شود. ممکن است نیاز به تبدیل واحد باشد. هنگام انجام این محاسبات به یاد داشته باشید که 1000 میلی وات برابر با یک وات و 1000 میلی آمپر برابر با یک آمپر است.

برای تست ال ای دی و فهمیدن اینکه آیا کار می کند و چه رنگی را انتخاب کنید، از مولتی متر استفاده کنید. باید عملکرد تست دیود داشته باشد که با نماد دیود نشان داده می شود. سپس برای آزمایش، سیم های تست مولتی متر به پایه های LED متصل می شوند:

1. سیم مشکی روی کاتد (-) و سیم قرمز روی آند (+) را وصل کنید، اگر کاربر اشتباه کند، LED روشن نمی شود.
2. جریان کمی به سنسورها وارد می شود و اگر دیدید که LED کمی می درخشد، کار می کند.
3. هنگام بررسی مولتی متر، باید رنگ LED را در نظر بگیرید. به عنوان مثال، آزمایش LED زرد (کهربایی) - ولتاژ آستانه LED 1636 میلی ولت یا 1.636 ولت است. اگر LED سفید یا آبی آزمایش شود، ولتاژ آستانه بالاتر از 2.5 ولت یا 3 ولت است.

برای تست دیود، نمایشگر باید بین 400 تا 800 میلی ولت در یک جهت باشد نه در جهت مخالف. ال ای دی های معمولی دارای آستانه Us هستند که در جدول زیر توضیح داده شده است، اما برای همان رنگ ممکن است تفاوت های قابل توجهی وجود داشته باشد. حداکثر جریان 50 میلی آمپر است، اما توصیه می شود از 20 میلی آمپر تجاوز نکنید. در 1-2 میلی آمپر دیودها از قبل به خوبی می درخشند. آستانه LED U

اگر باتری به طور کامل شارژ شود، در 3.8 ولت جریان تنها 0.7 میلی آمپر است. ال ای دی ها در سال های اخیر پیشرفت چشمگیری داشته اند. صدها مدل با قطر 3 میلی متر و 5 میلی متر وجود دارد. دیودهای قدرتمندتر با قطر 10 میلی متر یا در بسته بندی های ویژه و همچنین دیودهایی برای نصب بر روی برد مدار چاپی تا طول 1 میلی متر وجود دارد.

LED ها عموماً دستگاه هایی با جریان ثابت در نظر گرفته می شوند که با چند ولت DC کار می کنند. در برنامه های کم مصرف با تعداد کمی LED، این یک رویکرد کاملا قابل قبول است، مانند تلفن های همراه که در آن برق از باتری DC تامین می شود، اما سایر برنامه ها، مانند یک سیستم روشنایی نوار خطی که 100 متر در اطراف ساختمان گسترش می یابد، نمی توانند با این طراحی عمل کنید

درایو DC از تلفات مسافت طولانی رنج می برد، که نیاز به استفاده از درایوهای U بالاتر از همان ابتدا و همچنین تنظیم کننده های اضافی دارد که باعث هدر رفتن انرژی می شود. AC استفاده از ترانسفورماتورها را برای کاهش ولتاژ U تا 240 ولت یا 120 ولت AC از کیلوولت های مورد استفاده در خطوط برق آسان تر می کند، که برای DC بسیار مشکل ساز است. اجرای هر ولتاژ شبکه (مثلاً 120 ولت متناوب) به وسایل الکترونیکی بین منبع تغذیه و خود دستگاه ها نیاز دارد تا یک U ثابت (مثلاً 12 ولت DC) ارائه دهد. توانایی کنترل چندین LED مهم است.

Lynk Labs فناوری توسعه داده است که به LED ها اجازه می دهد از ولتاژ متناوب تغذیه شوند. یک رویکرد جدید، توسعه LED های AC است که می توانند مستقیماً از منبع برق AC کار کنند. بسیاری از وسایل ال ای دی ایستاده به سادگی دارای یک ترانسفورماتور بین پریز دیوار و لامپ هستند تا U ثابت مورد نیاز را تامین کنند.

تعدادی از شرکت‌ها لامپ‌های ال‌ای‌دی ساخته‌اند که مستقیماً به سوکت‌های استاندارد پیچ ​​می‌شوند، اما همیشه حاوی مدارهای مینیاتوری هستند که قبل از رفتن به LED، AC را به DC تبدیل می‌کنند.

یک LED قرمز یا نارنجی استاندارد دارای آستانه U 1.6 تا 2.1 ولت است، برای LED های زرد یا سبز ولتاژ 2.0 تا 2.4 ولت و برای آبی، صورتی یا سفید ولتاژ تقریباً 3.0 تا 3.6 V است. جدول در زیر برخی از ولتاژهای معمولی را نشان می دهد. مقادیر داخل پرانتز با نزدیکترین مقادیر نرمال شده در سری E24 مطابقت دارد.

مشخصات ولتاژ تغذیه LED ها در جدول زیر نشان داده شده است.

نام گذاری ها:

• STD - LED استاندارد؛
• HL - نشانگر LED با روشنایی بالا؛
• FC - کم مصرف.

این داده ها برای کاربر کافی است تا به طور مستقل پارامترهای دستگاه لازم را برای یک پروژه روشنایی تعیین کند.

ممکن است نیاز به نظارت بر وجود جریان در یک مدار در دو حالت وجود داشته باشد یا وجود نداشته باشد. مثال: شما در حال شارژ یک باتری با یک کنترلر شارژ داخلی، متصل به منبع تغذیه هستید، اما چگونه می توان این فرآیند را کنترل کرد؟ شما می گویید البته می توانید یک آمپرمتر در مدار قرار دهید و حق با شماست. اما شما این کار را همیشه انجام نخواهید داد. ساختن یک نشانگر جریان شارژ در منبع تغذیه آسان تر است، که نشان می دهد جریان به باتری می گذرد یا خیر.
مثالی دیگر. فرض کنید نوعی لامپ رشته ای در خودرو وجود دارد که شما آن را نمی بینید و نمی دانید روشن است یا سوخته است. همچنین می توانید یک نشانگر جریان در مدار به این لامپ اضافه کنید و جریان را کنترل کنید. اگر لامپ بسوزد، بلافاصله قابل مشاهده خواهد بود.
یا نوعی سنسور با رشته وجود دارد. سنسور گاز تاپا یا اکسیژن. و باید مطمئن باشید که فیلامنت شکسته نشده است و همه چیز به درستی کار می کند. اینجاست که اندیکاتور به کمک می آید که نمودار آن را در زیر ارائه خواهم داد.
برنامه های کاربردی زیادی می تواند وجود داشته باشد، البته ایده اصلی یکسان است - نظارت بر وجود جریان.

مدار نشانگر جریان

طرح بسیار ساده است. مقاومت ستاره بسته به جریان کنترل شده انتخاب می شود؛ می تواند از 0.4 تا 10 اهم باشد. برای شارژ باتری لیتیوم یونی از 4.7 اهم استفاده کردم. جریان از طریق این مقاومت می گذرد (اگر جریان داشته باشد)، طبق قانون اهم، ولتاژی در آن آزاد می شود که ترانزیستور را باز می کند. در نتیجه، LED روشن می شود، که نشان می دهد شارژ در حال انجام است. به محض شارژ شدن باتری، کنترل کننده داخلی باتری را خاموش می کند و جریان در مدار ناپدید می شود. ترانزیستور بسته می شود و LED خاموش می شود و بدین ترتیب نشان می دهد که شارژ کامل شده است.
دیود VD1 ولتاژ را به 0.6 ولت محدود می کند. شما می توانید هر کدام را برای جریان 1 آمپر مصرف کنید. باز هم، همه چیز به بار شما بستگی دارد. اما نمی توانید از دیود شاتکی استفاده کنید، زیرا افت آن خیلی کم است - ترانزیستور ممکن است به سادگی از 0.4 ولت باز نشود. حتی می توانید باتری های خودرو را از طریق چنین مداری شارژ کنید، نکته اصلی انتخاب دیود با جریان بالاتر است. نسبت به جریان شارژ مورد نظر

در این مثال، LED در حالی که جریان جریان دارد روشن می شود، اما اگر نیاز به نشان دادن آن در زمانی که جریانی وجود ندارد، چطور؟ برای این مورد، مداری با منطق معکوس وجود دارد.

همه چیز یکسان است، فقط یک سوئیچ معکوس بر روی یک ترانزیستور از همان مارک اضافه شده است. به هر حال، یک ترانزیستور از هر ساختار مشابه. آنالوگ های داخلی مناسب هستند - KT315، KT3102.
به موازات مقاومت با LED، می توانید یک زنگ را روشن کنید، و زمانی که، مثلاً، یک لامپ، هنگام نظارت، جریان نداشته باشد، یک سیگنال صوتی به صدا در می آید. که بسیار راحت خواهد بود و نیازی به نمایش LED در کنترل پنل ندارید.
به طور کلی، ایده های زیادی برای استفاده از این شاخص وجود دارد.