Hlavní elektrický parametr LED (LED) je jejich provozní proud. Když v tabulce vlastností LED se setkáváme s provozním napětím, pak musíte pochopit, že je to otázka poklesu napětí na LED, když proudí pracovní proud. To znamená, že provozní proud určuje provozní napětí LED. Proto může poskytnout spolehlivý provoz jen proudový stabilizátor LED.
Účel a princip činnosti
Stabilizátory by měly poskytovat konstantní provozní proud LED, pokud se vyskytne problém s odchylkou napětí v napájecím zdroji (budete mít zájem vědět, jak připojit LED z 220 voltové sítě). Stabilní provozní proud je primárně zapotřebí k ochraně LED před přehřátím. Koneckonců, když je překročen maximální přípustný proud, diody LED jsou mimo provoz. Rovněž stabilita pracovního proudu zajišťuje stálost světelného toku zařízení, například když je vybitá baterie nebo kolísá napětí v napájecím zdroji.
Současné stabilizátory pro LED mají různé typy výkonů a velké množství variant obvodů potěší oko. Obrázek ukazuje tři nejoblíbenější obvody polovodičových stabilizátorů.
- Schéma a) - Parametrický stabilizátor. V tomto schématu nastavuje zener konstantní napětí na bázi tranzistoru, které je zahrnuto do schématu emitorového zesilovače. Z důvodu stability napětí na základně tranzistoru je napětí na rezistoru R také konstantní. Na základě Ohmova zákona se proud v rezistoru také nemění. Tak jakproud odporu se rovná proudu emitoru, potom stabilní proudy emitoru a kolektoru tranzistoru. Včetně zátěže v kolektorovém obvodu máme stabilizovaný proud.
- Schéma b). V obvodu je napětí na rezistoru R stabilizováno následovně. S nárůstem poklesu napětí na R se první tranzistor otevírá víc. To vede k poklesu proudu základny druhého tranzistoru. Druhý tranzistor se mírně uzavře a napětí na R se stabilizuje.
- Schéma c). Ve třetím okruhu je proud stabilizace určen počátečním proudem polního tranzistoru. Nezáleží na napětí mezi výtokem a netěsností.
schémata A) a B) proud stabilizace určené odpory R. Použití dolní index namísto pevných odporů lze regulovat výstupní proud stabilizátory.
Výrobci elektronických součástek vyrábějí mnoho LED čipových stabilizátorů. V současné době se proto v průmyslových výrobcích a v amatérských konstrukcích využívají stabilizátory v integrovaném designu častěji. Přečtěte si o všech možných způsobech připojení LED.
Přehled známých modelů
Většina čipů pro napájení LED je vyrobena ve formě pulzních měničů napětí. Převodníky, u kterých roli elektrického pohonu provádí cívku indukčnosti (škrtící klapka), se nazývají posilovače. V posilovačích dochází k transformaci napětí kvůli fenoménu samočinné indukce. Na obrázku je znázorněna jedna z typických pomocných schémat.
Obvod stávajícího stabilizátoru pracuje tímto způsobem. Klíč tranzistoru je uvnitř čipu, který periodicky blokuje plyn na společném vodiči. V okamžiku odblokování klíče do škrtící klapky je EPC samočiní, která opravuje diodu. Je samozřejmé, že samočinné EMF může výrazně převyšovat napětí napájecího zdroje.
Jak je patrné ze schématu pro výrobu boosteru na TPS61160, společnost Texas Instruments vyžaduje velmi málo komponent. Hlavním kováním je tlumivka L1, dioda Schottky D1, která napájí napěťové impulsy na výstupu měniče a Rset.
Rezistor má dvě funkce. Nejprve rezistor omezuje proud protékající LED diodami a za druhé, odpor slouží jako prvek zpětné vazby (druh senzoru). Měřící napětí je z něj odebráno a vnitřní obvody čipu stabilizují proud protékající LED diodou na dané úrovni. Změna jmenovité hodnoty odporu může změnit proud LED.
Převodník na TPS61160 pracuje na frekvenci 1,2 MHz, maximální výstupní proud může být 1,2 A. S čipem může být napájeno až deset světelných diod LED. Jas LED diod je možné měnit tak, že vstupní "kontrola jasu" signálu PWM do proměnné cívky. Účinnost daného schématu je asi 80%.
Mělo by být poznamenáno, že zesilovače se běžně používají, když napětí na LED diodách přesahuje napájecí napětí. V případech, kdy je nutné snížit napětí, jsou častěji používány lineární stabilizátory. Celá řada takovýchMAX16xxx stabilizátor nabízí MAXIM. Typický inkluzní obvod a vnitřní struktura takových obvodů jsou zobrazeny na obrázku.
Jak je patrné ze strukturního schématu, stabilizace proudu LED se provádí pomocí tranzistorového pole s efektem pole R. Chybové napětí je odebráno z rezistoru Rsens a přiváděno do řídícího oběžníku. Jelikož je polní tranzistor v režimu line, účinnost těchto obvodů je mnohem nižší než účinnost obvodů pulsních měničů.
Čipová sada MAX16xxx se často používá v automobilových aplikacích. Maximální vstupní napětí čipů je 40 V, výstupní proud je 350 mA. Oni, stejně jako pulzní stabilizátory, umožňují PWM-immitrovanie.
Stabilizátor na LM317
Jako stabilizátor proudu pro LED můžete použít nejen specializované čipy. Systém LM317 je velmi populární u amatérů.
LM317 je klasický lineární regulátor napětí s mnoha analogy. V naší zemi je tento čip označován jako CR142EN12A. Typický spínací obvod LM317 jako regulátor napětí je znázorněn na obrázku.
Převedení tohoto obvodu na stávající stabilizátor stačí vyloučit z obvodu odporu R1. Zapnutí LM317 jako lineárního stabilizátoru proudu vypadá takto.
Tento stabilizátor lze snadno vypočítat. Stačí vypočítat jmenovitou hodnotu odporu R1, nahrazující hodnotu proudu v následujícím vzorci:
R1 = 1,25 * I0.
Výkon odváděný rezistorem se rovná:
W = I2R1.
nastavitelný stabilizátor
Předchozí obvod lze snadno změnit na nastavitelný stabilizátor. Chcete-li to provést, musíte vyměnit trvalý rezistor R1 potenciometrem. Schéma bude vypadat takto:
Jak si vyrobit světelný diod s vlastními rukama
Minimální počet dílů používaných ve všech výše uvedených schématech stabilizátorů. Proto, aby nezávisle sbíral takové návrhy, může dokonce i nováčik rádio amatér zvládnout dovednosti použití páječky. Obzvláště jednoduché provedení na modelu LM317. K tomu, aby nebyli ani tištěni s plošnými spoji. Dostatečně pájte odpovídající odpor mezi referenčním terminálem čipu a jeho výstupem.
Také na vstupu a výstupu čipu je třeba spárovat dva pružné vodiče a návrh je připraven. V případě, že s pomocí stávajícího stabilizátoru na LM317 se předpokládá, že je třeba vyživovat výkonnou LED, čip musí být vybaven chladičem, který zajistí odvod tepla. Jako chladič můžete použít malý hliníkový plech s rozlohou 15-20 cm2.
Při konstrukci posilovačů je možné použít filtry různých pohonných jednotek jako škrticí klapky. Například pro tyto účely jsou feritové kroužky z PC napájecích jednotek dobře vhodné, na které by měly být navinuty několik desítek koleček smaltovaného drátu o průměru 0,3 mm.
Jaký druh stabilizátoru pro auto
Motoristé se často zabývají modernizací osvětlení svých vozidel, a to za tím účelemLED diody nebo LED pásky (přečtěte si, jak připojit LED pásek k vozidlu). Je známo, že napětí v palubní síti vozu se může značně lišit v závislosti na režimu provozu motoru a generátoru. V případě vozu je proto obzvláště důležité, aby nebyl použit 12voltový stabilizátor, ale byl navržen pro určitý typ LED.
LM317 návrhy mohou být doporučeny pro auto. Můžete také použít jednu z modifikací lineárního stabilizátoru na dvou tranzistorech, ve kterých je jako výkonový prvek použit výkonný N-kanálový tranzistor s efektem pole. Následují varianty podobných obvodů, včetně schématu ovladačů LED.
závěr
V souhrnu lze říci, že pro spolehlivé fungování LED konstrukcí je třeba je pohánět pomocí stávajících stabilizátorů. Mnoho stabilizačních okruhů je jednoduché a snadno vyrobitelné vlastním rukama. Doufáme, že informace obsažené v tomto článku budou užitečné pro každého, kdo má zájem o toto téma.
