Glavni električni parametar LED dioda (LED) je njihova radna struja. Kada u tablici karakteristika LED-a naiđemo na radni napon, onda morate shvatiti da se radi o padu napona na LED kada struja teče. To jest, radna struja određuje radni napon LED-a. Stoga, samo stabilizator struje za LED diode može osigurati njihov pouzdan rad.
Svrha i princip rada
Stabilizatori bi trebali osigurati stalnu radnu struju LED-a kada dođe do problema s odstupanjem napona u napajanju (bit će vam zanimljivo znati kako spojiti LED iz 220 V mreže). Stabilna radna struja je prije svega potrebna za zaštitu LED od pregrijavanja. Naposljetku, kada je maksimalna dopuštena struja prekoračena, LED-ovi su neispravni. Također, stabilnost radne struje osigurava postojanost svjetlosnog toka uređaja, na primjer, kada se baterija isprazni ili napon fluktuira u napajanju.
Stabilizatori struje za LED diode imaju različite izvedbe, a veliki broj varijanti strujnih krugova oduševljava oko. Slika prikazuje tri najpopularnija kruga za stabilizaciju poluvodiča.
- Dijagram a) - Parametarski stabilizator. U toj shemi cener postavlja konstantan napon na osnovi tranzistora, koji je uključen u shemu odašiljača. Zbog stabilnosti napona na bazi tranzistora, napon na otporniku R je također konstantan. Zahvaljujući Ohmovom zakonu, struja u otporniku se također ne mijenja. Pa kakostruja otpornika jednaka je struji odašiljača, zatim stabilnim strujama emitera i kolektora tranzistora. Uključujući opterećenje u krugu kolektora, dobivamo stabiliziranu struju.
- Shema b). U krugu se napon na otporniku R stabilizira na sljedeći način. S povećanjem pada napona na R, prvi tranzistor se otvara više. To dovodi do smanjenja struje baze drugog tranzistora. Drugi tranzistor se lagano zatvara i napon na R stabilizira.
- Shema c). U trećem krugu struja stabilizacije određena je početnom strujom tranzistora polja. To ne ovisi o naponu koji se primjenjuje između odvoda i curenja.
U shemama a) i b), stabilizacijska struja određena je nominalnom vrijednošću otpornika R. Umjesto konstantnog otpornika, regulator napona može regulirati izlaznu struju stabilizatora.
Proizvođači elektroničkih komponenti proizvode mnoge stabilizatore čipova za LED. Stoga se u industrijskim proizvodima iu radioamaterskim konstrukcijama stabilizatori češće koriste u integriranom dizajnu. Ovdje pročitajte sve moguće načine spajanja LED dioda.
Pregled poznatih modela
Većina čipova za LED diode napajanja izrađena je u obliku impulsnih pretvarača napona. Pretvarači, u kojima uloga električnog pogona izvodi zavojnicu induktiviteta (prigušnica), nazivaju se pojačivačima. Kod pojačivača dolazi do transformacije napona zbog fenomena samo-indukcije. Jedan od tipičnih shema za povišenje tlaka prikazan je na slici.
Krug strujnog stabilizatora radi na ovaj način. Tranzistorski ključ se nalazi unutar čipa koji periodično zaključava gas na zajedničku žicu. U trenutku otključavanja ključa u prigušnici nalazi se EPC samo-indukcija, koja ispravlja diodu. Karakteristično, samo-indukcijska elektromagnetska zaštita može značajno premašiti napon napajanja.
Kao što se može vidjeti iz sheme za proizvodnju uređaja za povišenje tlaka na TPS61160, tvrtka Texas Instruments zahtijeva vrlo malo komponenti. Glavni dijelovi su prigušnica L1, Schottky D1 dioda, koja ispravlja impulsni napon na izlazu pretvarača i Rset.
Otpornik obavlja dvije funkcije. Prvo, otpornik ograničava struju koja teče kroz LED, i drugo, otpornik služi kao element povratne veze (vrsta senzora). Iz njega se uklanja mjerni napon, a unutarnji krugovi čipa stabiliziraju struju koja teče kroz LED na zadanoj razini. Promjenom nominalne vrijednosti otpornika može se promijeniti struja LED dioda.
Pretvarač na TPS61160 radi na frekvenciji od 1,2 MHz, maksimalna izlazna struja može biti 1,2 A. S čipom se može uključiti do deset LED dioda uključenih u seriju. Svjetlina LED dioda može se promijeniti promjenom ulazne "kontrole svjetline" PWM signala na varijabilni svitak. Učinkovitost dane sheme je oko 80%.
Treba napomenuti da se pojačivači obično koriste kada napon na LED-u prelazi napon napajanja. U slučajevima kada je potrebno smanjiti napon, češće se koriste linearni stabilizatori. Cijeli niz takvihStabilizator MAX16xxx nudi MAXIM. Tipičan inkluzijski krug i unutarnja struktura takvih krugova prikazani su na slici.
Kao što se može vidjeti iz strukturne sheme, stabilizaciju struje LED-a provodi R-kanalni tranzistor polja. Napon pogreške se uklanja iz Rsensovog otpornika i šalje u upravljački krug. Budući da je poljski tranzistor u linijskom načinu rada, učinkovitost takvih krugova znatno je manja od učinkovitosti krugova impulsnih pretvarača.
MAX16xxx čipset se često koristi u automobilskim aplikacijama. Maksimalni ulazni napon čipova je 40 V, izlazna struja je 350 mA. Oni, poput pulsirajućih stabilizatora, dopuštaju PWM-immitrovanje.
Stabilizator na LM317
Kao trenutni stabilizator za LED, možete koristiti ne samo specijalizirane čipove. LM317 shema je vrlo popularna među amaterima.
LM317 je klasični linearni regulator napona s mnogim analogima. U našoj zemlji ovaj čip je poznat kao CR142EN12A. Tipičan LM317 sklopni krug kao regulator napona prikazan je na slici.
Za pretvaranje tog kruga u stabilizator struje dovoljno je isključiti iz otpornika kruga R1. Omogućavanje LM317 kao linearnog stabilizatora struje izgleda ovako.
Ovaj stabilizator je lako izračunati. Dovoljno je izračunati nominalnu vrijednost otpornika R1, zamjenjujući vrijednost struje sljedećom formulom:
R1 = 1,25 * 10.
Snaga koju raspršuje otpornik jednaka je:
W = I2R1.
podesivi stabilizator
Prethodni se sklop može lako pretvoriti u podesivi stabilizator. Za to trebate zamijeniti trajni otpornik R1 potenciometrom. Shema će izgledati ovako:
Kako napraviti vlastitu ruku diodu koja emitira svjetlost
Minimalni broj dijelova koji se koriste u svim gore navedenim shemama stabilizatora. Stoga, za samostalno prikupljanje takvih dizajna može čak i početnik radio amater savladao vještine korištenja lemilica. Osobito jednostavne izvedbe na LM317. Da bi ih uopće nije potrebno dizajnirati tiskanu ploču. Dovoljno je lemiti odgovarajući otpornik između referentnog terminala čipa i njegovog izlaza.
Također, na ulaz i izlaz čip, morate lemiti dva fleksibilna vodiča i dizajn je spreman. U slučaju da je uz pomoć strujnog stabilizatora na LM317 predviđeno da hrani snažan LED, čip mora biti opremljen hladnjakom koji će omogućiti odvođenje topline. Kao radijator možete koristiti malu aluminijsku ploču površine 15-20 kvadratnih centimetara.
Prilikom izrade pojačivača moguće je koristiti svitke filtera različitih pogonskih jedinica kao prigušnice. Na primjer, za ove namjene feritni prstenovi iz PC jedinica su pogodni za to da se rana nekoliko desetaka krugova emajlirane žice promjera 0,3 mm.
Koju vrstu stabilizatora koristiti auto
Vozači su često angažirani u modernizaciji rasvjete svojih automobila, u tu svrhuLED diode ili LED trake (pročitajte kako spojiti LED vrpcu na automobil). Poznato je da napon mreže na vozilu može znatno varirati ovisno o načinu rada motora i generatora. Stoga je u slučaju automobila posebno važno ne koristiti 12-voltni stabilizator, već dizajniran za određenu vrstu LED-a.
LM317 dizajni se mogu savjetovati za automobil. Također možete koristiti jednu od modifikacija linearnog stabilizatora na dva tranzistora, u kojima se kao snažan element koristi snažan N-kanalni tranzistor polja. Slijede varijante sličnih strujnih krugova, uključujući shemu LED upravljačkog programa.
zaključak
Sumirajući, možemo reći da za pouzdani rad LED struktura, oni moraju biti napajani pomoću strujnih stabilizatora. Mnogi stabilizacijski krugovi su jednostavni i jednostavni za izradu vlastitim rukama. Nadamo se da će informacije sadržane u ovom članku biti korisne svima zainteresiranima za ovu temu.
