Nedílnou součástí každé vysoce kvalitní lampy nebo LED diody vyzařující světlo je řidič. Pokud jde o osvětlení, termín "řidič" by měl být chápán jako elektronický obvod, který přeměňuje vstupní napětí na stabilizovaný proud dané hodnoty. Funkce řidiče je určena šířkou rozsahu vstupního napětí, schopností nastavit výstupní parametry, citlivost na přerušení napájení a účinnost.
Tyto funkce závisí na kvalitě lampy nebo světlometu, životnosti a cenách. Všechny napájecí zdroje (LED) pro LED jsou běžně rozděleny na lineární a pulsní převodníky. Lineární adresy IP mohou mít uzel stávající stabilizace nebo napětí. Často schémata tohoto rádiového amatéra vytvářejí vlastní ruce na čipu LM317. Takové zařízení je snadné sestavit a má nízké náklady. Avšak s ohledem na velmi nízkou účinnost a explicitní omezení výkonu LED, jsou vyhlídky na vývoj lineárních měničů omezené.
Ovladače impulzů mohou mít účinnost vyšší než 90% a vysoký stupeň ochrany proti rušení sítě. Jejich spotřeba energie je desítkykrát nižší než výkon daný zatížení. Díky tomu mohou být vyrobeny v utěsněném krytu a nemají strach z přehřátí.
První pulsní stabilizátory měly složité zařízení bez ochrany před volnoběhem. Pak byly vylepšeny a v souvislosti s rychlým vývojem technologie LED se objevily specializované čipys frekvenční a pulzní šířkou modulací.
schéma napájení LED na základě děliče kondenzátoru
Bohužel, při návrhu levných LED žárovek pro 220V z Číny není žádný lineární nebo pulzní stabilizátor. Vzhledem k extrémně nízké ceně hotového výrobku byl čínský průmysl schopen maximálně zjednodušit režim potravin. Řekněte ovladač nesprávně, protože tu není žádná stabilizace.
Obrázek ukazuje, že elektrický obvod svítidla je určen k provozu ze sítě 220V. Střídavé napětí je sníženo pomocí RC řetězce a vstupuje do diodového můstku. Poté je vyrovnané napětí částečně vyhlazováno kondenzátorem a proudový omezující odpor přichází do LED diod. Tato schéma nemá galvanické řešení, to znamená, že všechny prvky jsou stále pod vysokým potenciálem.
V důsledku častých ztrát napětí dochází k blikání kontrolky LED. Naproti tomu přetížení sítě způsobuje nezvratný proces stárnutí kondenzátoru se ztrátou kapacity a někdy se stává důvodem jeho prasknutí. Je třeba poznamenat, že dalším závažným negativním aspektem tohoto programu je zrychlený proces degradace světelných diod způsobených nestabilním napájením.
Schéma ovladače pro CPC9909
Moderní impulzní ovladače pro LED lampy mají jednoduchý obvod, takže je můžete snadno udělat i se svými vlastními rukama. Dnes, pro konstrukci řidičů, série integrovaných obvodů, speciálně navržených pro ovládání výkonnýchLED diody. Za účelem zjednodušení úkolů nadšenců elektronických obvodů mají integrované ovladače pro LED v dokumentaci za následek typické spínací a výpočtové schémata pro spojovací součásti.
Obecné informace
Americká společnost Ixys spustila uvolnění čipu CPC9909 určeného pro ovládání světelných diod a LED diod s vysokým jasem. Ovladač CPC9909 je malý a nevyžaduje velké množství peněz. ICC CPC9909 je vyroben v rovinné verzi s 8 závěry (SOIC-8) a má vestavěný regulátor napětí.
Díky přítomnosti stabilizátoru je provozní rozsah vstupního napětí od zdroje stejnosměrného napětí 12-550V. Minimální pokles napětí mezi LED diodami činí 10% napájecího napětí. Proto je CPC9909 ideální pro připojení vysokonapěťových LED. IC pracuje skvěle v teplotním rozmezí od -55 do + 85 ° C, což znamená, že je vhodný pro konstrukci LED svítidel a svítidel pro venkovní osvětlení.
jmenování závěrů
Za zmínku stojí, že s CPC9909 je možné nejen zapnout a vypnout výkonnou LED, ale i ovládat její záře. Chcete-li se dozvědět o všech schopnostech IC, zvážit účel jeho zjištění.
- VIN. Navrženo pro napájení.
- CS. Je určen pro připojení externího snímače proudu (odporu), který slouží k nastavení maximálního proudu LED.
- GND. Všeobecný výstup řidiče.
- GATE. Mikroobvodový výstup. Zobrazuje spoušťtranzistorově modulovaný signál.
- PWMD. Vstup nízkého kmitočtu stmívání.
- VDD. Výstup pro nastavení napájecího napětí. Ve většině případů se připojuje přes kondenzátor ke společnému vodiči.
- LD. Určeno pro simulaci analogových problémů.
- RT. Přiřazeno pro připojení časů nastavuje odpor.
Systém a jeho provozní princip
Typické zahrnutí CPC9909 s výkonem 220V je zobrazeno na obrázku. Obvod je schopen řídit jednu nebo více LED s vysokým výkonem nebo LED diody s vysokým jasem. Schéma lze snadno sbírat vlastním rukama, a to i doma. Připravený ovladač nevyžaduje ladění, s přihlédnutím k příslušnému výběru externích prvků a dodržování pravidel jejich instalace.
Ovladač pro 220V LED lampu založený na CPC9909 pracuje s frekvenční pulzní modulací. To znamená, že doba pauzy je konstantní (time-off = const). Střídavé napětí se narovná přidaným můstkem a vyhlazuje se kapacitním filtrem C1, C2. Pak vstupuje do VIN vstupu čipu a spustí proces vytváření impulzů proudu na výstupu GATE. Výstupní proud čipu řídí výkonový tranzistor Q1. V době otevřeného stavu tranzistoru (pulzní «time-on») zátěžového proudu protékajícího obvodem „+ diodový můstek» - LED - L - Q1 - RS -. «-Diodnoho most“
Během této doby cívky induktoru akumulují energii, aby jí během pauzy zajistily zátěž. Když je tranzistor uzavřen, výkon škrticí klapky zajišťuje proud zátěže v obvodu: L - D1 - LED - L.
Proces je cyklickýcharakter, což vede k proudu prostřednictvím LED, má tvar prachu. Největší a nejmenší hodnota pily závisí na indukčnosti škrtící klapky a na provozní frekvenci.
Frekvence pulsů je určena hodnotou odporu RT. Amplituda impulzů závisí na odporu rezistoru RS. Stabilizace proudu LED je porovnáním vnitřního referenčního napětí IC s poklesem napětí na RS. Pojistka a termistor chrání obvod před možnými nouzovými režimy.
Výpočet vnějších prvků
frekvenční odpor
Doba vykazoval externí odpor RT a definovat zjednodušený vzorec:
tupus = RT /66000 + 0,8 (μs).
Na druhé straně čas pause je spojen s faktorem plnění a frekvencí:
tpauzy = (1-D) /f (c), kde D - plnící faktor, který se vztahuje k časovému puls období.
Doporučený rozsah provozních frekvencí výrobce je 30-120 kHz. To znamená, že odpor RT lze nalézt: RT = (tpauzy-0,8) * 66000, kde je hodnota tpauzy substituovaných v mikrosekund.
snímač proudu
jmenovité hodnoty odporu RS nastaví amplitudu proudu skrz LED a vypočítá se následovně: RS = USS /(ILED + 0,5 * IL puls), kde UCS - kalibrovaný referenční napětí rovnající se 0,25V;
ILED - proud přes LED;
IL puls - hodnota zvlnění proudu zátěže není vyšší než 30%, což představuje 0,3 * ILED.
Po přepočtu bude vzorec mít formu: RS = 0,25 /1,15 * ILED (Ohm).
Ztrátový výkon čidlo proudu se určuje podle vzorce: PS = RS * ILED * D (W).
Před montáží proveďte odpor s kapacitou rezervy 1,5-2 krát.
škrticí klapka
Jak víte, škrticí proud nemůže změnit skokem, zvyšováním hybnosti a snižováním během pauzy. Úkolem amatéra je vyzvednout cívku s indukčností, která poskytuje kompromis mezi kvalitou výstupního signálu a jeho rozměry. K tomu připomínáme úroveň vln, která by neměla překročit 30%. Pak budete potřebovat nominální indukčnost:
L = (USLED * tupus) /IL puls, kde ULED je pokles napětí napříč LED diodami přijatými z plánu VAC.
Filtr podávání
V napájecím obvodu jsou dva kondenzátory: C1 - pro vyhlazení usměrněného napětí a C2 - pro kompenzaci interferencí kmitočtu. Vzhledem k tomu, že CPC9909 pracuje v širokém rozsahu vstupních napětí, není zapotřebí vysoce výkonného elektrolytu C1. Dost je 22 μF, ale můžete udělat víc. Kapacita kovového filmu C2 pro obvod tohoto typu je standardní - 0,1 μF. Oba kondenzátory musí odolat napětí minimálně 400V.
Výrobce čipů však trvá na instalaci kondenzátorů C1 a C2 s ekvivalentním ekvivalentním rezistorem (ESR), aby se předešlo negativním účinkům vysokofrekvenčního rušení, ke kterým dochází při přepínání řidiče.
usměrňovač
Diodový můstek je vybrán na základě maximálního stejnosměrného proudu a zpětného napětí. Pro provoz v síti 220V by jeho reverzní napětí nemělo být menší než 600V. Odhadovaný stejnosměrný proud přímo závisí na zatěžovacím proudu a je definován jako: IAC = (? * ILED) /2v2, A.
Získaná hodnota musí být vynásobena dvěma, aby se zvýšila spolehlivost obvodu.
Výběr dalších prvků režimu
Kondenzátor C3 instalovaný v obvodu čipu by měl být 0,1 μF s nízkou hodnotou ESR, podobnou C1 a C2. Nevyužité závěry PWMD a LD jsou také propojeny přes C3 prostřednictvím společného vodiče.
Tranzistor Q1 a dioda D1 pracují v impulsním režimu. Proto by měla být zvolena s ohledem na jejich frekvenční vlastnosti. Pouze prvky s nízkou dobou obnovy mohou odolat negativním účinkům přechodových procesů při spínacích časech s frekvencí přibližně 100 kHz. Maximální proud přes Q1 a D1 se rovná hodnotě amplitudy proudu LED, přičemž se vezme v úvahu zvolený faktor plnění: IQ1 = ID1 = D * ILED, A.
Napětí aplikované na Q1 a D1 je impulzivní, ale není větší než usměrněné napětí, při zohlednění kapacitního filtru, tj. 280V. Volba výkonových prvků Q1 a D1 by měla být provedena se zásobami, vynásobením vypočtených údajů dvěma.
Pojistka chrání obvod před nouzovým zkratem a musí odolat maximálnímu zatěžovacímu proudu, včetně impulzního rušení, po dlouhou dobu.
IFUSE = 5 * IAC, A.
Instalace termistoru RTH je nutná pro omezení startovacího proudu řidiče při vypouštění kondenzátoru filtru. S jeho odporem musí RTH chránit diody mosotického usměrňovače před poruchami v počátečních sekundách práce.
RTH = (v2 * 220) /5 * IAC, ohm.
Další možnosti zahrnutí CPC9909
Plynulý start a analogová immitace
Pokud je to požadováno, CPC9909 můžeUjistěte se, že světelná dioda je měkká, když se její jas postupně zvyšuje. Hladký start se provádí pomocí dvou konstantních rezistorů připojených ke svorce LD, jak je znázorněno na obrázku. Toto řešení vám umožňuje prodloužit životnost LED.
Také závěr LD umožňuje realizovat funkci analogového dimmirovaniya. Pro tento účel je odpor 2.2 kOhm nahrazen proměnným rezistorem 5.1 kOhm, čímž se postupně mění potenciál na výstupu LD.
snížení impulzů
Je možné regulovat záření světelné diody přiváděním obdélníkových impulzů na výstupní PWMD (stmívání modulace šířky impulzů). Chcete-li to provést, použijte mikrokontrolér nebo generátor pulsů s povinným dělením přes optočlen.
Kromě variant řidiče pro LED svítidla existují podobné řešení obvodů od jiných výrobců: HV9910, HV9961, PT4115, NE555, RCD-24 atd. Každý z nich má své vlastní silné a slabé stránky, ale obecně úspěšně zvládnou zátěž na svých rukou.
