Glavni električni parameter svetlečih diod (LED) je njihov delovni tok. Ko v tabeli karakteristik LED vidimo delovno napetost, moramo razumeti, da govorimo o padcu napetosti na LED, ko teče delovni tok. To pomeni, da delovni tok določa delovno napetost LED. Zato lahko samo tokovni stabilizator za LED zagotovi njihovo zanesljivo delovanje.
Namen in princip delovanja
Stabilizatorji morajo zagotavljati stalen delovni tok za LED, ko ima napajalnik težave z odstopanji napetosti od norme (zanimalo vas bo). Stabilen delovni tok je potreben predvsem za zaščito LED pred pregrevanjem. Konec koncev, če je največji dovoljeni tok presežen, LED diode ne uspejo. Tudi stabilnost obratovalnega toka zagotavlja konstantnost svetlobnega toka naprave, na primer med praznjenjem baterije ali nihanja napetosti v napajalnem omrežju.
Tokovni stabilizatorji za LED imajo različni tipi izvedba, obilo možnosti oblikovanja pa je prijetno za oko. Slika prikazuje tri najbolj priljubljena vezja polprevodniških stabilizatorjev.
- Shema a) - Parametrični stabilizator. V tem vezju se nastavi zener dioda stalen pritisk temelji na tranzistorju, ki je povezan v skladu z emiterskim sledilnim vezjem. Zaradi stabilnosti napetosti na bazi tranzistorja je konstantna tudi napetost na uporu R. Na podlagi Ohmovega zakona se tudi tok čez upor ne spremeni. Ker je tok upora enak emiterskemu toku, sta emitorski in kolektorski tok tranzistorja stabilna. Z vključitvijo bremena v kolektorsko vezje dobimo stabiliziran tok.
- Shema b). V vezju se napetost na uporu R stabilizira na naslednji način. Ko se padec napetosti na R poveča, se prvi tranzistor bolj odpre. To vodi do zmanjšanja osnovnega toka drugega tranzistorja. Drugi tranzistor se rahlo zapre in napetost na R se stabilizira.
- Shema c). V tretjem krogu je stabilizacijski tok določen z začetnim tokom tranzistor z efektom polja. Je neodvisen od napetosti med odtokom in virom.
V vezjih a) in b) je stabilizacijski tok določen z vrednostjo upora R. Z uporabo interlinearnega upora namesto konstantnega upora lahko regulirate izhodni tok stabilizatorjev.
Proizvajalci elektronskih komponent izdelujejo številne regulatorje LED. Zato se trenutno integrirani stabilizatorji pogosteje uporabljajo v industrijskih izdelkih in radijskih amaterjih. Preberete lahko o vseh možnih načinih povezovanja LED.
Pregled znanih modelov
Večina čipov za napajanje LED je zasnovanih kot impulzni pretvorniki Napetost. Pretvorniki, pri katerih je vloga pomnilnika električna energija ki jih izvaja induktor (dušilka), imenujemo ojačevalci. Pri ojačevalcih napetosti pride do pretvorbe napetosti zaradi pojava samoindukcije. Na sliki je prikazano eno od tipičnih ojačevalnih vezij.
Tokokrog stabilizatorja toka deluje na naslednji način. Tranzistorsko stikalo, ki se nahaja znotraj mikrovezja, občasno zapre induktor na skupno žico. V trenutku, ko se stikalo odpre, se v induktorju pojavi samoindukcijska EMF, ki jo popravi dioda. Značilno je, da lahko EMF samoindukcije znatno preseže napetost vira energije.
Kot lahko vidite iz diagrama, je za izdelavo ojačevalnika na TPS61160 proizvajalca Texas Instruments potrebnih zelo malo komponent. Glavni priključki so induktor L1, Schottky dioda D1, ki usmerja impulzno napetost na izhodu pretvornika, in R set.
Upor opravlja dve funkciji. Prvič, upor omejuje tok, ki teče skozi LED, in drugič, upor služi kot povratni element (neke vrste senzor). Iz njega se odstrani merilna napetost, notranja vezja čipa pa stabilizirajo tok, ki teče skozi LED na določeni ravni. S spreminjanjem vrednosti upora lahko spremenite tok LED.
Pretvornik TPS61160 deluje pri frekvenci 1,2 MHz, največji izhodni tok je lahko 1,2 A. Z mikrovezjem lahko napajate do deset LED diod, povezanih v serijo. Svetlost LED diod je mogoče spremeniti z uporabo signala PWM s spremenljivim delovnim ciklom na vhod "nadzor svetlosti". Učinkovitost zgornjega vezja je približno 80%.
Upoštevati je treba, da se ojačevalniki običajno uporabljajo, ko je napetost na LED diodah višja od napetosti napajalnika. V primerih, ko je potrebno zmanjšati napetost, se pogosteje uporabljajo linearni stabilizatorji. Celotno linijo takih stabilizatorjev MAX16xxx ponuja MAXIM. Tipičen povezovalni diagram in notranja struktura takih mikrovezij je prikazana na sliki.
Kot je razvidno iz blokovni diagram, stabilizacijo toka LED izvaja P-kanalni tranzistor na polju. Napačna napetost se odstrani iz upora R sens in se napaja v krmilno vezje polja. Ker tranzistor z učinkom polja deluje v linearnem načinu, je učinkovitost takšnih vezij opazno nižja kot pri vezjih pretvornika impulzov.
Linija IC MAX16xxx se pogosto uporablja v avtomobilskih aplikacijah. Največja vhodna napetost čipov je 40 V, izhodni tok je 350 mA. Tako kot preklopni stabilizatorji omogočajo zatemnitev PWM.
Stabilizator na LM317
Ne samo specializirana mikrovezja se lahko uporabljajo kot trenutni stabilizator za LED. Vezje LM317 je zelo priljubljeno med radioamaterji.
LM317 je klasičen linearni regulator napetosti s številnimi analogi. V naši državi je to mikrovezje znano kot KR142EN12A. Tipično vezje za priključitev LM317 kot napetostnega stabilizatorja je prikazano na sliki.
Če želite to vezje spremeniti v tokovni stabilizator, je dovolj, da iz vezja izključite upor R1. Vključitev LM317 kot linearnega tokovnega stabilizatorja je naslednja.
Izračun tega stabilizatorja je precej preprost. Dovolj je, da izračunate vrednost upora R1 tako, da trenutno vrednost nadomestite z naslednjo formulo:
Moč, ki jo odvaja upor, je enaka:
Nastavljiv stabilizator
Prejšnje vezje je mogoče enostavno pretvoriti v nastavljiv stabilizator. Če želite to narediti, morate zamenjati konstantni upor R1 s potenciometrom. Diagram bo videti takole:
Kako narediti stabilizator za LED z lastnimi rokami
Vse zgornje sheme stabilizatorjev uporabljajo minimalno število delov. Zato lahko tudi začetni radioamater, ki je obvladal veščine dela s spajkalnikom, lahko samostojno sestavi takšne strukture. Zasnove na LM317 so še posebej preproste. Za izdelavo vam jih sploh ni treba razviti. tiskano vezje. Dovolj je spajkati ustrezen upor med referenčnim zatičem mikrovezja in njegovim izhodom.
Prav tako je treba na vhod in izhod mikrovezja spajkati dva prožna vodnika in zasnova bo pripravljena. Če nameravate napajati močno LED z uporabo trenutnega stabilizatorja na LM317, mora biti mikrovezje opremljeno z radiatorjem, ki bo zagotovil odvajanje toplote. Kot radiator lahko uporabite majhno aluminijasto ploščo s površino 15-20 kvadratnih centimetrov.
Pri izdelavi ojačevalnikov lahko kot dušilke uporabite filtrske tuljave iz različnih napajalnikov. Na primer, feritni obroči iz računalniških napajalnikov so zelo primerni za te namene, okoli njih je treba naviti več deset zavojev emajlirane žice s premerom 0,3 mm.
Kateri stabilizator uporabiti v avtu
Dandanes se avtomobilski navdušenci pogosto ukvarjajo z nadgradnjo svetlobne tehnologije svojih avtomobilov, pri čemer za te namene uporabljajo LED ali LED trakove (beri). Znano je, da se napetost avtomobilskega omrežja lahko zelo razlikuje glede na način delovanja motorja in generatorja. Zato je v primeru avtomobila še posebej pomembno, da ne uporabite 12-voltnega stabilizatorja, temveč tistega, ki je zasnovan za določeno vrsto LED.
Za avtomobile lahko priporočamo modele, ki temeljijo na LM317. Uporabite lahko tudi eno od modifikacij linearnega stabilizatorja z dvema tranzistorjema, v katerem se kot napajalni element uporablja zmogljiv N-kanalni tranzistor z učinkom polja. Spodaj so možnosti za takšne sheme, vključno z diagramom.
Zaključek
Če povzamemo, lahko rečemo, da je treba za zanesljivo delovanje LED struktur napajati s tokovnimi stabilizatorji. Številna stabilizatorska vezja so preprosta in jih je enostavno narediti sami. Upamo, da bodo informacije v gradivu koristne vsem, ki jih ta tema zanima.
Kljub pestri izbiri v trgovinah LED svetilke radijski amaterji razvijajo svoje različice vezij za napajanje belih super svetlih LED. V bistvu se naloga zmanjša na to, kako napajati LED iz samo ene baterije ali akumulatorja in opraviti praktične raziskave.
Ko dobimo pozitiven rezultat, vezje razstavimo, dele damo v škatlo, poskus zaključimo in pojavi se moralno zadovoljstvo. Pogosto se raziskave tu ustavijo, včasih pa se izkušnja sestavljanja določene enote na testni plošči spremeni v pravo zasnovo, izdelano po vseh pravilih umetnosti. Spodaj obravnavamo več preprostih vezij, ki so jih razvili radijski amaterji.
V nekaterih primerih je zelo težko ugotoviti, kdo je avtor sheme, saj se ista shema pojavlja na različnih straneh in v različnih člankih. Pogosto avtorji člankov iskreno pišejo, da je bil ta članek najden na internetu, vendar ni znano, kdo je ta diagram prvič objavil. Številna vezja so preprosto kopirana s plošč istih kitajskih svetilk.
Zakaj so potrebni pretvorniki?
Dejstvo je, da neposredni padec napetosti praviloma ni manjši od 2,4 ... 3,4 V, zato je preprosto nemogoče prižgati LED iz ene baterije z napetostjo 1,5 V, še bolj pa iz baterije z napetostjo 1,2 V. Tukaj sta dva izhoda. Uporabite baterijo treh ali več galvanskih členov ali pa sestavite vsaj najpreprostejšega.
Gre za pretvornik, ki vam bo omogočil napajanje svetilke s samo eno baterijo. Ta rešitev zniža stroške napajalnikov, poleg tega pa omogoča popolnejšo uporabo: številni pretvorniki delujejo z globoko izpraznitvijo baterije do 0,7 V! Uporaba pretvornika vam omogoča tudi zmanjšanje velikosti svetilke.
Vezje je blokirni oscilator. To je eno izmed klasičnih elektronskih vezij, tako da ob pravilni montaži in brezhibnem delovanju začne delovati takoj. Glavna stvar v tem vezju je pravilno naviti transformator Tr1 in ne zamenjati faze navitij.
Kot jedro za transformator lahko uporabite feritni obroč iz neuporabne plošče. Dovolj je, da navijete več obratov izolirane žice in povežete navitja, kot je prikazano na spodnji sliki.
Transformator lahko navijete z navijalno žico, kot je PEV ali PEL s premerom največ 0,3 mm, kar vam bo omogočilo, da na obroč namestite nekoliko večje število ovojev, vsaj 10...15, kar bo nekoliko izboljšati delovanje vezja.
Navitja je treba naviti v dve žici, nato povežite konce navitij, kot je prikazano na sliki. Začetek navitij na diagramu je prikazan s piko. Uporabite lahko katero koli tranzistor nizke moči n-p-n prevodnost: KT315, KT503 in podobno. Dandanes je lažje najti uvožen tranzistor, kot je BC547.
Če pri roki nimate tranzistorja n-p-n strukture, potem lahko uporabite na primer KT361 ali KT502. Vendar boste morali v tem primeru spremeniti polarnost baterije.
Upor R1 je izbran na podlagi najboljšega sijaja LED, čeprav vezje deluje tudi, če ga preprosto zamenjamo z mostičkom. Zgornji diagram je namenjen preprosto "za zabavo", za izvajanje poskusov. Tako po osmih urah neprekinjenega delovanja na eno LED diodo baterija pade iz 1,5V na 1,42V. Lahko rečemo, da se skoraj nikoli ne izprazni.
Če želite preučiti nosilnost vezja, lahko poskusite vzporedno povezati več LED diod. Na primer, s štirimi LED diodami vezje še naprej deluje precej stabilno, s šestimi LED diodami se tranzistor začne segrevati, z osmimi LED diodami svetlost opazno pade in tranzistor se zelo segreje. Toda shema še vedno deluje. Toda to je samo za znanstvene raziskave, saj tranzistor v tem načinu ne bo deloval dolgo.
Če nameravate na podlagi tega vezja ustvariti preprosto svetilko, boste morali dodati še nekaj delov, ki bodo zagotovili svetlejši sij LED.
Preprosto je videti, da se v tem vezju LED ne napaja s pulzirajočim, temveč z enosmernim tokom. Seveda bo v tem primeru svetlost sijaja nekoliko višja, raven pulzacij oddane svetlobe pa bo veliko manjša. Kot dioda je primerna katera koli visokofrekvenčna dioda, na primer KD521 ().
Pretvorniki z dušilko
Še en najpreprostejša shema prikazano na spodnji sliki. Je nekoliko bolj zapleteno kot vezje na sliki 1, vsebuje 2 tranzistorja, vendar ima namesto transformatorja z dvema navitjema le induktor L1. Takšno dušilko lahko navijete na obroč iz istega varčna svetilka, za kar boste morali naviti le 15 obratov navijalne žice s premerom 0,3...0,5 mm.
Z določeno nastavitvijo induktorja na LED lahko dobite napetost do 3,8 V (padec napetosti na 5730 LED je 3,4 V), kar je dovolj za napajanje 1 W LED. Nastavitev vezja vključuje izbiro kapacitivnosti kondenzatorja C1 v območju ±50% največje svetlosti LED. Vezje deluje, ko se napajalna napetost zmanjša na 0,7 V, kar zagotavlja maksimalno izrabo kapacitete baterije.
Če obravnavano vezje dopolnimo z usmernikom na diodi D1, filtrom na kondenzatorju C1 in zener diodo D2, dobimo napajalnik z majhno močjo, ki ga lahko uporabimo za napajanje operacijskih ojačevalnikov ali drugih elektronskih komponent. V tem primeru je induktivnost induktorja izbrana v območju 200 ... 350 μH, dioda D1 s Schottkyjevo pregrado, zener dioda D2 je izbrana glede na napetost napajanega vezja.
Z uspešno kombinacijo okoliščin lahko s takim pretvornikom dobite izhodno napetost 7 ... 12 V. Če nameravate uporabiti pretvornik za napajanje samo LED, lahko zener diodo D2 izključite iz vezja.
Vsa obravnavana vezja so najpreprostejši viri napetosti: omejevanje toka skozi LED se izvaja na približno enak način kot v različnih obeskih za ključe ali v vžigalnikih z LED.
LED se prek gumba za vklop, brez omejitvenega upora, napaja s 3...4 majhnimi disk baterijami, katerih notranji upor omejuje tok skozi LED na varno raven.
Tokovna povratna vezja
Toda LED je navsezadnje trenutna naprava. Ni zaman, da dokumentacija za LED diode označuje enosmerni tok. Zato pravi napajalni krogi LED vsebujejo tokovno povratno informacijo: ko tok skozi LED doseže določeno vrednost, je izhodna stopnja odklopljena od napajanja.
Stabilizatorji napetosti delujejo popolnoma enako, le da obstaja povratna napetost. Spodaj je vezje za napajanje LED s tokovno povratno informacijo.
Po natančnejšem pregledu lahko vidite, da je osnova vezja isti blokirni oscilator, sestavljen na tranzistorju VT2. Tranzistor VT1 je krmilni v povratnem vezju. Povratne informacije v tej shemi delujejo na naslednji način.
Svetleče diode se napajajo z napetostjo, ki se kopiči na elektrolitskem kondenzatorju. Kondenzator se polni preko diode z impulzno napetostjo iz kolektorja tranzistorja VT2. Usmerjena napetost se uporablja za napajanje LED.
Tok skozi LED poteka po naslednji poti: pozitivna plošča kondenzatorja, LED z omejevalnimi upori, tokovni povratni upor (senzor) Roc, negativna plošča elektrolitskega kondenzatorja.
V tem primeru se na povratnem uporu ustvari padec napetosti Uoc=I*Roc, kjer je I tok skozi LED. Ko se napetost poveča (generator navsezadnje deluje in polni kondenzator), se poveča tok skozi LED diode in posledično se poveča napetost na povratnem uporu Roc.
Ko Uoc doseže 0,6 V, se tranzistor VT1 odpre in zapre spoj baza-emiter tranzistorja VT2. Tranzistor VT2 se zapre, blokirni generator se ustavi in preneha polniti elektrolitski kondenzator. Pod vplivom obremenitve se kondenzator izprazni in napetost na kondenzatorju pade.
Zmanjšanje napetosti na kondenzatorju povzroči zmanjšanje toka skozi LED in posledično zmanjšanje povratne napetosti Uoc. Zato se tranzistor VT1 zapre in ne moti delovanja blokirnega generatorja. Generator se zažene in celoten cikel se znova in znova ponavlja.
S spreminjanjem upora povratnega upora lahko spreminjate tok skozi LED v širokem območju. Takšna vezja imenujemo stabilizatorji impulznega toka.
Integralni tokovni stabilizatorji
Trenutno se tokovni stabilizatorji za LED proizvajajo v integrirani različici. Primeri vključujejo specializirana mikrovezja ZXLD381, ZXSC300. Spodaj prikazana vezja so vzeta iz podatkovnega lista teh čipov.
Slika prikazuje zasnovo čipa ZXLD381. Vsebuje PWM generator (Pulse Control), tokovni senzor (Rsense) in izhodni tranzistor. Viseča dela sta samo dva. to LED LED in plin L1. Tipični povezovalni diagram je prikazan na naslednji sliki. Mikrovezje je izdelano v paketu SOT23. Frekvenca generiranja 350 KHz je nastavljena z notranjimi kondenzatorji; ni je mogoče spremeniti. Učinkovitost naprave je 85%, zagon pod obremenitvijo je mogoč tudi pri napajalni napetosti 0,8V.
Sprednja napetost LED ne sme biti večja od 3,5 V, kot je prikazano v spodnji vrstici pod sliko. Tok skozi LED se krmili s spreminjanjem induktivnosti induktorja, kot je prikazano v tabeli na desni strani slike. Srednji stolpec prikazuje najvišji tok, zadnji stolpec pa povprečni tok skozi LED. Za zmanjšanje stopnje valovanja in povečanje svetlosti sijaja je mogoče uporabiti usmernik s filtrom.
Tukaj uporabljamo LED s prednjo napetostjo 3,5 V, visokofrekvenčno diodo D1 s Schottkyjevo pregrado in kondenzator C1 po možnosti z nizkim ekvivalentnim serijskim uporom (nizek ESR). Te zahteve so potrebne za povečanje celotne učinkovitosti naprave, pri čim manjšem segrevanju diode in kondenzatorja. Izhodni tok se izbere z izbiro induktivnosti induktorja glede na moč LED.
Od ZXLD381 se razlikuje po tem, da nima notranjega izhodnega tranzistorja in upora tokovnega senzorja. Ta rešitev vam omogoča znatno povečanje izhodnega toka naprave in s tem uporabo LED z večjo močjo.
Kot tokovni senzor se uporablja zunanji upor R1, s spreminjanjem vrednosti katerega lahko nastavite zahtevani tok glede na vrsto LED. Ta upor je izračunan z uporabo formul, navedenih v podatkovnem listu za čip ZXSC300. Teh formul ne bomo predstavili tukaj; če je potrebno, je preprosto najti podatkovni list in poiskati formule tam. Izhodni tok je omejen le s parametri izhodnega tranzistorja.
Ko prvič vklopite vsa opisana vezja, je priporočljivo, da baterijo priključite preko upora 10 Ohm. To bo pomagalo preprečiti smrt tranzistorja, če so na primer navitja transformatorja nepravilno priključena. Če lučka LED zasveti s tem uporom, lahko upor odstranite in izvedete nadaljnje prilagoditve.
Boris Aladiškin
V zadnjih 10-20 letih se je število potrošniške elektronike mnogokrat povečalo. Pojavilo se je veliko različnih elektronskih komponent in že pripravljenih modulov. Povečale so se tudi zahteve po energiji; mnogi potrebujejo stabilizirano napetost ali stabilen tok.
Driver se najpogosteje uporablja kot tokovni stabilizator za LED in polnjenje avtomobilskih akumulatorjev. Tak vir zdaj obstaja v vsakem LED reflektor, svetilka ali svetilka. Razmislimo o vseh stabilizacijskih možnostih, od starih in preprostih do najbolj učinkovitih in sodobnih. Imenujejo se tudi led gonilniki.
- 1. Vrste stabilizatorjev
- 2. Priljubljeni modeli
- 3. Stabilizator za LED
- 4. 220V gonilnik
- 5. Tokovni stabilizator, vezje
- 6.LM317
- 7. Nastavljiv stabilizator trenutno
- 8. Cene na Kitajskem
Vrste stabilizatorjev
Pulz nastavljiv enosmerni tok
Pred 15 leti sem v prvem letniku opravljal teste pri predmetu »Viri energije« za elektronsko opremo. Od takrat do danes mikrovezje LM317 in njegovi analogi, ki spadajo v razred linearnih stabilizatorjev, ostajajo najbolj priljubljeni in priljubljeni.
Trenutno obstaja več vrst stabilizatorjev napetosti in toka:
- linearna do 10A in vhodna napetost do 40V;
- impulzno z visoko vhodno napetostjo, znižanje;
- impulz z nizko vhodno napetostjo, boost.
Na impulznem krmilniku PWM so značilnosti običajno od 3 do 7 amperov. V resnici je odvisno od hladilnega sistema in učinkovitosti v posameznem načinu. Dvig iz nizkega vhodna napetost proizvodnja je višja. Ta možnost se uporablja za napajalnike z nizkim številom voltov. Na primer v avtu, ko morate iz 12V narediti 19V ali 45V. Z nižjo je lažje, visoka se zniža na želeno raven.
Preberite o vseh načinih napajanja LED v članku "12 in 220V". Diagrami povezav so opisani ločeno, od najpreprostejših za 20 rubljev do polnopravnih enot z dobro funkcionalnostjo.
Glede na funkcionalnost jih delimo na specializirane in univerzalne. Univerzalni moduli imajo običajno 2 spremenljiv upor, za nastavitev izhodnih voltov in amperov. Specializirani najpogosteje nimajo gradbenih elementov in izhodne vrednosti so fiksne. Med specializiranimi so tokovni stabilizatorji za LED diode pogosti; na internetu so na voljo v velikih količinah.
Priljubljeni modeli
Lm2596
LM2596 je postal priljubljen med impulznimi, vendar ima po sodobnih standardih nizko učinkovitost. Če je več kot 1 amper, je potreben radiator. Majhen seznam podobnih:
- LM317
- LM2576
- LM2577
- LM2596
- MC34063
Dodal bom sodoben kitajski asortiman, ki ima dobre lastnosti, vendar je veliko manj pogost. Na Aliexpressu pomaga iskanje po označevanju. Seznam sestavljajo spletne trgovine:
- MP2307DN
- XL4015
- MP1584EN
- XL6009
- XL6019
- XL4016
- XL4005
- L7986A
Primerno tudi za kitajske dnevne luči DRL. LED diode so zaradi nizkih stroškov povezane prek upora na akumulator ali avtomobilsko omrežje. Toda napetost skoči do 30 voltov v impulzih. Nizkokakovostne LED diode ne prenesejo takšnih sunkov in začnejo umirati. Najverjetneje ste videli utripajoče DRL ali vozne luči, kjer nekatere LED diode ne delujejo.
Sestavljanje vezja z lastnimi rokami s pomočjo teh elementov bo preprosto. To so predvsem stabilizatorji napetosti, ki se vklopijo v načinu stabilizacije toka.
Ne zamenjujte največje napetosti celotnega bloka in največje napetosti krmilnika PWM. Nizkonapetostni kondenzatorji 20 V se lahko namestijo na enoto, ko impulzni čip ima vhod do 35V.
Stabilizator za LED
Najlažji način za izdelavo tokovnega stabilizatorja za LED z lastnimi rokami je na LM317; samo izračunati morate upor za LED spletni kalkulator. Uporabite lahko hrano, ki je pri roki, npr.
- napajalnik za prenosni računalnik 19V;
- iz tiskalnika pri 24V in 32V;
- iz potrošniške elektronike pri 12 voltih, 9 V.
Prednosti takega pretvornika so nizka cena, enostaven nakup, najmanj delov, visoka zanesljivost. Če je vezje trenutnega stabilizatorja bolj zapleteno, potem postane sestavljanje z lastnimi rokami neracionalno. Če niste radioamater, potem je stabilizator impulznega toka lažje in hitreje kupiti. V prihodnosti ga je mogoče spremeniti na zahtevane parametre. Več si lahko preberete v razdelku »Pripravljeni moduli«.
220 V gonilnik
Če vas zanima gonilnik za 220V LED, potem je bolje, da ga naročite ali kupite. Imajo povprečno zahtevnost izdelave, vendar bo namestitev trajala več časa in bo zahtevala izkušnje pri namestitvi.
Gonilnik LED pri 220 se lahko odstranijo iz okvarjenih LED svetilke, sijalke in reflektorji, ki imajo pokvarjeno vezje z LED. Poleg tega je mogoče spremeniti skoraj vsak obstoječi gonilnik. Če želite to narediti, poiščite model krmilnika PWM, na katerem je sestavljen pretvornik. Običajno so izhodni parametri nastavljeni z uporom ali več. S podatkovnim listom si oglejte, kakšen mora biti upor, da dobite zahtevane ampere.
Če namestite nastavljiv upor izračunane vrednosti, bo število amperov na izhodu nastavljivo. Samo ne prekoračite nazivne moči, ki je navedena.
Tokovni stabilizator, vezje
Pogosto moram pregledati asortiman na Aliexpressu v iskanju poceni, a kakovostnih modulov. Razlika v stroških je lahko 2-3-kratna; čas se porabi za iskanje najnižje cene. Ampak zahvaljujoč temu naročim 2-3 kose za testiranje. Kupujem zaradi pregledov in posvetov s proizvajalci, ki kupujejo komponente na Kitajskem.
Junija 2016 je bila optimalna izbira univerzalni modul na osnovi XL4015, katerega cena je bila 110 rubljev z brezplačno dostavo. Njegove lastnosti so primerne za povezavo močne LED diode do 100 vatov.
Vezje v načinu voznika.
V standardni izvedbi je ohišje XL4015 prispajkano na ploščo, ki služi kot hladilnik. Za izboljšanje hlajenja morate na ohišje XL4015 namestiti radiator. Večina ljudi ga postavi na vrh, vendar je učinkovitost takšne namestitve nizka. Boljši sistem Hlajenje postavite na dno plošče, nasproti mesta, kjer je mikrovezje spajkano. V idealnem primeru je bolje, da ga odspajkate in postavite na polnopravni radiator s termično pasto. Noge bo najverjetneje treba podaljšati z žicami. Če krmilnik potrebuje tako resno hlajenje, ga bo potrebovala tudi Schottky dioda. Postaviti ga bo treba tudi na radiator. Ta sprememba bo znatno povečala zanesljivost celotnega vezja.
Na splošno moduli nimajo zaščite pred nepravilnim napajanjem. To jih takoj onemogoči, bodite previdni.
LM317
Aplikacija (rola) niti ne zahteva nobenih spretnosti ali znanja elektronike. Število zunanjih elementov v vezjih je minimalno, zato to cenovno ugodna možnost za kogarkoli. Njegova cena je zelo nizka, njegove zmogljivosti in aplikacije so bile večkrat testirane in preverjene. Samo to zahteva dobro hlajenje, to je njegova glavna pomanjkljivost. Edina stvar, na katero bi morali biti previdni, so nizkokakovostna kitajska mikrovezja LM317, ki imajo slabše parametre.
Zaradi odsotnosti odvečnega šuma na izhodu so bila za napajanje visokokakovostnih Hi-Fi in Hi-End DAC uporabljena mikrovezja linearne stabilizacije. Pri DAC-jih igra čistost napajanja veliko vlogo, zato nekateri za to uporabljajo baterije.
Največja moč za LM317 je 1,5 A. Če želite povečati število amperov, lahko v vezje dodate tranzistor z učinkom polja ali običajen. Izhod je lahko do 10 A, nastavljen z uporom nizkega upora. V tem diagramu glavno obremenitev prevzame tranzistor KT825.
Drug način je, da postavite analog z višjim tehnične lastnosti za velik hladilni sistem.
Nastavljiv stabilizator toka
Kot radioamater z 20-letnimi izkušnjami sem zadovoljen s ponudbo prodanih že pripravljenih blokov in modulov. Zdaj lahko sestavite katero koli napravo iz že pripravljenih blokov v minimalnem času.
Zaupanje v kitajske izdelke sem začel izgubljati, potem ko sem v "Tankovskem biatlonu" videl, kako je najboljšemu kitajskemu tanku odpadlo kolo.
Kitajske spletne trgovine so postale vodilne v ponudbi napajalnikov, pretvornikov DC-DC toka in gonilnikov. V prosti prodaji imajo skoraj vse module; če bolj iščete, lahko najdete tudi zelo specializirane. Na primer, za 10.000 tisoč rubljev lahko sestavite spektrometer v vrednosti 100.000 rubljev. Pri čemer je 90% cene pribitek za blagovno znamko in rahlo spremenjeno kitajsko programsko opremo.
Cena se začne od 35 rubljev. za DC-DC pretvornik napetosti je gonilnik dražji in ima dva ali tri trimerne upore namesto enega.
Za bolj vsestransko uporabo je boljši nastavljiv gonilnik. Glavna razlika je namestitev spremenljivi upor v vezju, ki nastavlja izhodne ampere. Te značilnosti so lahko navedene v tipičnih povezovalnih diagramih v specifikacijah mikrovezja, podatkovnem listu, podatkovnem listu.
Šibke točke takih gonilnikov so segrevanje induktorja in Schottky diode. Odvisno od modela krmilnika PWM zdržijo 1A do 3A brez dodatnega hlajenja čipa. Če je nad 3 A, je potrebno hlajenje PWM in močne Schottky diode. Dušilko previjemo z debelejšo žico ali zamenjamo z ustrezno.
Učinkovitost je odvisna od načina delovanja in napetostne razlike med vhodom in izhodom. Večji kot je izkoristek, nižje je ogrevanje stabilizatorja.
Cene na Kitajskem
Cena je zelo nizka, glede na to, da je dostava vključena v ceno. Včasih sem mislil, da se zaradi izdelka, ki stane 30-50 rubljev, Kitajci sploh ne bodo umazali, za nizek dohodek je veliko dela. Toda kot je praksa pokazala, sem se motil. Vsako ceneno neumnost zapakirajo in pošljejo ven. Prispe v 98% primerov, na Aliexpressu pa kupujem že več kot 7 let in za velike vsote, verjetno že približno 1 milijon rubljev.
Zato naročim vnaprej, običajno 2-3 kose istega imena. Kar ne rabim, prodam na lokalnem forumu ali Avitu, vse se prodaja kot žep.
LED diode ne marajo nihanj napetosti, to je dejstvo. Ni jim všeč, ker se LED diode obnašajo drugače kot svetilke ali druge linearne naprave. Njihov tok se nelinearno spreminja z napetostjo, tako da na primer podvojitev napetosti ne podvoji toka skozi LED. Zato se pregrejejo, hitro razgradijo in odpovejo.
Večina diod, ki se uporabljajo v avtomobilih, ima vgrajen upor, ki je zasnovan za napetost 12 voltov. Toda napetost v avtomobilskem omrežju nikoli ni 12 voltov (razen pri izpraznjenem akumulatorju), poleg tega pa ni niti približno tako stabilna, kot bi si želeli. Če v avtomobilu uporabljate poceni kitajske diode, ne da bi jih predhodno stabilizirali, bodo hitro začele utripati in nato popolnoma prenehale svetiti.
Tako sem naletel na isto težavo - LED diode v dimenzijah so začele utripati, saj sem bil nekoč preveč len, da bi jih stabiliziral.
Obstaja veliko že pripravljenih stabilizatorskih vezij za 12-voltne naprave. Najpogosteje na policah najdete mikrovezje KR142EN8B ali podobno. To mikrovezje je zasnovano za tok do 1,5 A, vendar ga je za večji učinek treba vklopiti z vhodnimi in izhodnimi kondenzatorji.
Standardno vezje vključuje uporabo kondenzatorjev 0,33 in 0,033 μF (če me spomin ne vara). Toda osebno sem se odločil, da ga vklopim s 4 kondenzatorji: 470 µF in 0,47 µF na vhodu in s tem 10-krat manjšo kapacitivnost na izhodu. Ne spomnim se, toda nekje na forumih sem naletel na takšno vključitev in se odločil, da jo uporabim.
Da bi vse to lahko enostavno implementirali v avto, sem se odločil, da vse elemente spajkam direktno na čip.
Mikrovezje z elementi
Mikrovezje z elementi
Poleg kondenzatorjev sta na mikrovezje spajkani dve žici, oziroma vhod in izhod. Masa bo prišla skozi nosilec mikrovezja. Srednja noga mikrovezja se uporablja samo za noge kondenzatorjev. Z njega nisem odstranil žice, ker je integrirana z ohišjem vezja.
Da bi zagotovil trdnost celotne konstrukcije, sem se odločil, da vse skupaj napolnim z lepilom in nato toplotno skrčim.
Mikrovezja
Čip in toplotno krčenje
Pripravljeni stabilizatorji
V avtomobilu ga lahko pritrdite na karoserijo s samoreznim vijakom.
Pritrjen stabilizator
Objava se ne pretvarja, da je nekaj super-mega-tehnološkega, a nikoli ne veš, komu se bo zdela koristna :)
Shema povezave
Namesto KR142EN8B lahko uporabite L7812CV, povezovalno vezje je podobno. Če pogledate standardni diagram in ga primerjate z mojim, se porajajo vprašanja: "Zakaj točno takšne posode?"
Naj pojasnim: Standardno preklopno vezje pomeni le stabilizacijo napetosti, nikakor pa ne ščiti pred (kratkotrajnimi) padci napetosti, zato smo v vezje vnesli elektrolite dovolj velike kapacitete, da te padce izravnamo.
Teoretično bi seveda moral akumulator v avtu delovati kot filter za padce napetosti, a včasih pride do padcev, ki jih akumulator preprosto nima časa ujeti. Na primer, ko se na svečko dovaja iskra, skozi tuljavo teče precejšen tok, ki popolnoma odvaja napetost v omrežju na vozilu.
Vsi vedo, da LED diode potrebujejo stabilen tok za napajanje, sicer njihov kristal tega ne zdrži in se hitro zruši. V ta namen se uporablja trenutna stabilizacija - posebna gonilna vezja ali preprosto upori. Zadnja metoda se najpogosteje uporablja, zlasti v LED trakovi, kjer je za vsake 3 LED elemente nameščen en upor. Toda upori se ne spopadajo zelo učinkovito s svojo stabilizacijsko nalogo, saj se, prvič, segrejejo (dodatna poraba energije), in drugič, vzdržujejo dani tok v ozkem napetostnem območju - v skladu z Ohmovim zakonom.
Predstavljamo radijski element nove generacije - kompaktni tokovni regulator za LED diode OnSemi NSI45020AT1G. Njegova pomembna prednost je, da je dvopolna in miniaturna, ustvarjena posebej za krmiljenje LED diod z majhno močjo. Naprava je izdelana v ohišju SMD SOD-123 in zagotavlja stabilen tok 20 mA v tokokrogu, brez potrebe po dodatnih zunanjih komponentah. Tako preprosta in zanesljiva naprava vam omogoča ustvarjanje poceni rešitev za nadzor LED. V njem je vezje, sestavljeno iz tranzistorja z efektom polja in več delov ožičenja, seveda s pripadajočimi radijskimi zaščitnimi elementi. Nekaj podobnega temu gonilniku LED.
Regulator je zaporedno vezan na LED vezje, deluje z največjo obratovalno napetostjo 45 V, zagotavlja tok v vezju 20 mA z natančnostjo ±10%, ima vgrajeno ESD zaščito in zaščito pred zamenjavo polarnosti. Ko se temperatura regulatorja poveča, se izhodni tok zmanjša. Padec napetosti je 0,5 V, vklopna napetost pa 7,5 V.
Povezovalna vezja stabilizatorja toka LED
Da zagotovite tok v tokokrogu, večji od 20 mA, morate vzporedno povezati več regulatorjev (2 regulatorja - tok 40 mA, 3 regulatorji - tok 60 mA, 5 regulatorjev - 100 mA).
Glavne značilnosti regulatorja NSI45020
- Nastavljiv tok 20±10% mA;
- Največja anoda-katoda napetost 45 V;
- Območje delovne temperature -55…+150°С;
- Ohišje SOD-123 je izdelano po brezsvinčeni tehnologiji.
Področja uporabe stabilizatorja NSI45020AT1G: svetlobne plošče, dekorativna osvetlitev, osvetlitev zaslona. V avtomobilih je regulator toka nameščen na osvetlitvi ozadja ogledal, armaturne plošče in gumbov. Uporablja se tudi v LED trakovih namesto običajnih uporov, kar vam omogoča povezavo LED trakovi na vire različnih napetosti brez izgube svetlosti. Napajalna napetost NSI45020 je do 45 V, izhod je stabilen 20 mA. Povezan je zaporedno z verigo LED, edini pogoj: vsota padcev napetosti na LED mora biti manjša od vhodne napetosti za vsaj 0,7 V. Na splošno je del uporaben in če je cena za Nizka, lahko varno kupite serijo in jo namestite namesto uporov za vse LED v napravah in strukturah.
