Регулятор тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов

Содержание

Стабилизатор тока светодиода, схемы

См. также:  Электронный балласт для светодиодной лампы. Схемотехника.

Статья-ликбез по стабилизаторам тока светодиодов и не только. Рассматриваются схемы линейных и импульсных стабилизаторов тока.

Стабилизатор тока для светодиода устанавливается во многие конструкции светильников. Светодиоды, как и все диоды имеют нелинейную вольт-амперную характеристику. Это означает, что при изменении напряжения на светодиоде, ток изменяется непропорционально. По мере увеличения напряжения, сначала ток растёт очень медленно, светодиод при этом не светится. Затем, при достижении порогового напряжения, светодиод начинает светиться и ток возрастает очень быстро. При дальнейшем увеличении напряжения, ток возрастает катастрофически и светодиод сгорает.

Пороговое напряжение указывается в характеристиках светодиодов, как прямое напряжение при номинальном токе. Номинальный ток для большинства маломощных светодиодов - 20 мА. Для мощных светодиодов освещения, номинальный ток может быть больше - 350 мА или более. Кстати, мощные светодиоды выделяют тепло и должны быть установлены на теплоотвод.

Для правильной работы светодиода, его надо питать через стабилизатор тока. Зачем? Дело в том, что пороговое напряжение светодиода имеет разброс. Разные типы светодиодов имеют разное прямое напряжение, даже однотипные светодиоды имеют разное прямое напряжение - это указано в характеристиках светодиода как минимальное и максимальное значения. Следовательно, два светодиода, подключенные к одному источнику напряжения по параллельной схеме будут пропускать разный ток. Этот ток может быть настолько разным, что светодиод может раньше выйти из строя или сгореть сразу. Кроме того, стабилизатор напряжения также имеет дрейф параметров (от уровня первичного питания, от нагрузки, от температуры, просто по времени). Следовательно, включать светодиоды без устройств выравнивания тока - нежелательно. Различные способы выравнивания тока рассмотрены отдельно. В этой статье рассматриваются устройства, устанавливающие вполне определённый, заданный ток - стабилизаторы тока.

Типы стабилизаторов тока

Стабилизатор тока устанавливает заданный ток через светодиод вне зависимости от приложенного к схеме напряжения. При увеличении напряжения на схеме выше порогового уровня, ток достигает установленного значения и далее не изменяется. При дальнейшем увеличении общего напряжения, напряжение на светодиоде перестаёт меняться, а напряжение на стабилизаторе тока растёт.

Поскольку напряжение на светодиоде определяется его параметрами и в общем случае неизменно, то стабилизатор тока можно назвать также стабилизатором мощности светодиода. В простейшем случае, выделяемая устройством активная мощность (тепло) распределяется между светодиодом и стабилизатором пропорционально напряжению на них. Такой стабилизатор называется линейным. Также существуют более экономичные устройства - стабилизаторы тока на базе импульсного преобразователя (ключевого преобразователя или конвертера). Они называются импульсными, поскольку внутри себя прокачивают мощность порциями - импульсами по мере необходимости для потребителя. Правильный импульсный преобразователь потребляет мощность непрерывно, внутри себя передаёт её импульсами от входной цепи к выходной и выдаёт мощность в нагрузку уже опять непрерывно.

Линейный стабилизатор тока

Линейный стабилизатор тока греется тем больше, чем больше приложено к нему напряжение. Это его основной недостаток. Однако, он имеет ряд преимуществ, например:

  • Линейный стабилизатор не создаёт электромагнитных помех
  • Прост по конструкции
  • Имеет низкую стоимость в большинстве применений

Поскольку импульсный преобразователь не бывает абсолютно эффективным, существуют приложения, когда линейный стабилизатор имеет сравнимую или даже большую эффективность - когда входное напряжение лишь немного превышает напряжение на светодиоде. Кстати, при питании от сети, часто используется трансформатор, на выходе которого устанавливается линейный стабилизатор тока. То есть, сначала напряжение снижается до уровня, сравнимого с напряжением на светодиоде, а затем, с помощью линейного стабилизатора устанавливается необходимый ток.

В другом случае, можно приблизить напряжение светодиода к напряжению питания - соединить светодиоды в последовательную цепочку. Напряжение на цепочке будет равняться сумме напряжений на каждом светодиоде.

Схемы линейных стабилизаторов тока

Самая простая схема стабилизатора тока - на одном транзисторе (схема "а"). Поскольку транзистор - это усилитель тока, то его выходной ток (ток коллектора) больше тока управления (ток базы) в h21 раз (коэффициент усиления). Ток базы можно установить с помощью батарейки и резистора, или с помощью стабилитрона и резистора (схема "б"). Однако такую схему трудно настраивать, полученный стабилизатор будет зависеть от температуры, кроме того, транзисторы имеют большой разброс параметров и при замене транзистора, ток придётся подбирать снова. Гораздо лучше работает схема с обратной связью "в" и "г". Резистор R в схеме выполняет роль обратной связи - при увеличении тока, напряжение на резисторе возрастает, тем самым запирает транзистор и ток снижается. Схема "г", при использовании однотипных транзисторов, имеет бóльшую температурную стабильность и возможность максимально уменьшить номинал резистора, что снижает минимальное напряжение стабилизатора и выделение мощности на резисторе R.

Стабилизатор тока можно выполнить на базе полевого транзистора с p-n переходом (схема "д"). Напряжение затвор-исток устанавливает ток стока. При нулевом напряжении затвор-исток, ток через транзистор равен начальному току стока, указанному в документации. Минимальное напряжение работы такого стабилизатора тока зависит от транзистора и достигает 3 вольт. Некоторые производители электронных компонентов выпускают специальные устройства - готовые стабилизаторы с фиксированным током, собранные по такой схеме - CRD (Current Regulating Devices) или CCR (Constant Current Regulator) . Некоторые называют его диодным стабилизатором, поскольку в обратном включении он работает как диод.

Компания On Semiconductor выпускает линейный стабилизатор серии NSIxxx, например NSIC2020B, который имеет два вывода и для увеличения надежности, имеет отрицательный температурный коэффициент - при увеличении температуры, ток через светодиоды снижается.

Импульсный стабилизатор тока

Стабилизатор тока на базе импульсного преобразователя по конструкции очень похож на стабилизатор напряжения на базе импульсного преобразователя, но контролирует не напряжение на нагрузке, а ток через нагрузку. При снижении тока в нагрузке, он подкачивает мощность, при увеличении - снижает. Наиболее распространённые схемы импульсных преобразователей имеют в своём составе реактивный элемент - дроссель, который с помощью коммутатора (ключа) подкачивается порциями энергии от входной цепи (от входной ёмкости) и в свою очередь передаёт её нагрузке. Кроме очевидного преимущества экономии энергии, импульсные преобразователи обладают рядом недостатков, с которыми приходится бороться различными схемотехническими и конструктивными решениями:

  • Импульсный конвертер производит электрические и электромагнитные помехи
  • Имеет как правило сложную конструкцию
  • Не обладает абсолютной эффективностью, то есть тратит энергию для собственной работы и греется
  • Имеет чаще всего бóльшую стоимость, по сравнению, например, с трансформаторными плюс линейными устройствами

Поскольку экономия энергии во многих приложениях является решающей, разработчики компонентов, схемотехники стараются снизить влияние этих недостатков, и, зачастую, преуспевают в этом.

Схемы импульсных преобразователей

Поскольку стабилизатор тока основан на импульсном преобразователе, рассмотрим основные схемы импульсных преобразователей. Каждый импульсный преобразователь имеет ключ, элемент, который может находиться только в двух состояниях - включенном и выключенном. В выключенном состоянии, ключ не проводит ток и, соответственно, на нём не выделяется мощность. Во включенном состоянии, ключ проводит ток, но имеет очень малое сопротивление (в идеале - равное нулю), соответственно на нём выделяется мощность, близкая к нулю. Таким образом, ключ может передавать порции энергии от входной цепи к выходной практически без потерь мощности. Однако, вместо стабильного тока, какой можно получить от линейного источника питания, на выходе такого ключа будет импульсное напряжение и ток. Для того, чтобы получить снова стабильные напряжение и ток, можно поставить фильтр.

С помощью обычного RC фильтра можно получить результат, однако, эффективность такого преобразователя не будет лучше линейного, поскольку вся избыточная мощность выделится на активном сопротивлении резистора. Но если использовать вместо RC - LC фильтр (схема "б"), то, благодаря "специфическим" свойствам индуктивности, потерь мощности можно избежать. Индуктивность обладает полезным реактивным свойством - ток через неё возрастает постепенно, подаваемая на него электрическая энергия преобразуется в магнитную и накапливается в сердечнике. После выключения ключа, ток в индуктивности не пропадает, напряжение на индуктивности меняет полярность и продолжает заряжать выходной конденсатор, индуктивность становится источником тока через обводной диод D. Такая индуктивность, предназначенная для передачи мощности, называется дросселем. Ток в дросселе правильно работающего устройства присутствует постоянно - так называемый неразрывный режим или режим непрерывного тока (в западной литературе такой режим называется Constant Current Mode - CCM). При снижении тока нагрузки, напряжение на таком преобразователе возрастает, энергия, накапливаемая в дросселе снижается и устройство может перейти в разрывный режим работы, когда ток в дросселе становится прерывистым.

При таком режиме работы резко повышается уровень помех, создаваемых устройством. Некоторые преобразователи работают в пограничном режиме, когда ток через дроссель приближается к нулю (в западной литературе такой режим называется Border Current Mode - BCM). В любом случае, через дроссель течет значительный постоянный ток, что приводит к намагничиванию сердечника, в связи с чем, дроссель выполняется особой конструкции - с разрывом или с использованием специальных магнитных материалов.

Стабилизатор на базе импульсного преобразователя имеет устройство, регулирующее работу ключа, в зависимости от нагрузки. Стабилизатор напряжения регистрирует напряжение на нагрузке и изменяет работу ключа (схема "а"). Стабилизатор тока измеряет ток через нагрузку, например с помощью маленького измерительного сопротивления Ri (схема "б"), включенного последовательно с нагрузкой.

Ключ преобразователя, в зависимости от сигнала регулятора, включается с различной скважностью. Есть два распространённых способа управления ключом - широтно-импульсная модуляция (ШИМ) и токовый режим. В режиме ШИМ, сигнал ошибки управляет длительностью импульсов при сохранении частоты следования. В токовом режиме, измеряется пиковый ток в дросселе и изменяется интервал между импульсами.

В современных ключевых преобразователях в качестве ключа обычно используется MOSFET транзистор.

Понижающий преобразователь

Рассмотренный выше вариант преобразователя называется понижающим, поскольку напряжение на нагрузке всегда ниже напряжения источника питания.

Поскольку в дросселе постоянно течёт однонаправленный ток, требования к выходному конденсатору могут быть снижены, дроссель с выходным конденсатором играют роль эффективного LC фильтра. В некоторых схемах стабилизаторов тока, например для светодиодов, выходной конденсатор может отсутствовать вообще. В западной литературе понижающий преобразователь называется Buck converter.

Повышающий преобразователь

Схема импульсного стабилизатора, приведённая ниже, также работает на основе дросселя, однако дроссель всегда подключен к выходу источника питания. Когда ключ разомкнут, питание поступает через дроссель и диод на нагрузку. Когда ключ замыкается, дроссель накапливает энергию, когда ключ размыкается, возникающее на его выводах ЭДС добавляется к ЭДС источника питания и напряжение на нагрузке возрастает.

В отличие от предыдущей схемы, выходной конденсатор заряжается прерывистым током, следовательно выходной конденсатор должен быть большим, и, возможно, понадобится дополнительный фильтр. В западной литературе повышающе-понижающий преобразователь называется Boost converter.

Инвертирующий преобразователь

Еще одна схема импульсного преобразователя работает аналогично - когда ключ замыкается, дроссель накапливает энергию, когда ключ размыкается, возникающее на его выводах ЭДС будет иметь обратный знак и на нагрузке появится отрицательное напряжение.

Как и в предыдущей схеме, выходной конденсатор заряжается прерывистым током, следовательно выходной конденсатор должен быть большим, и, возможно, понадобится дополнительный фильтр. В западной литературе инвертирующий преобразователь называется Buck-Boost converter.

Прямоходовой и обратноходовой преобразователи

Наиболее часто блоки питания изготавливаются по схеме, использующей в своем составе трансформатор. Трансформатор обеспечивает гальваническую развязку вторичной цепи от источника питания, кроме того, эффективность блока питания на основе таких схем может достигать 98% и более. Прямоходовой преобразователь (схема "а") передаёт энергию от источника в нагрузку в момент включенного состояния ключа. Фактически - это модифицированный понижающий преобразователь. Обратноходовой преобразователь (схема "б") передаёт энергию от источника в нагрузку во время выключенного состояния.

В прямоходовом преобразователе трансформатор работает в обычном режиме и энергия накапливается в дросселе. Фактически - это генератор импульсов с LC фильтром на выходе. Обратноходовой преобразователь накапливает энергию в трансформаторе. То есть трансформатор совмещает свойства трансформатора и дросселя, что создаёт определённые сложности при выборе его конструкции.

В западной литературе прямоходовой преобразователь называется Forward converter. Обратноходовой - Flyback converter.

Применение импульсного конвертера в качестве стабилизатора тока

Большинство импульсных блоков питания выпускаются с стабилизацией выходного напряжения. Типичные схемы таких блоков питания, особенно мощных, кроме обратной связи по выходному напряжению, имеют схему контроля тока ключевого элемента, например резистор с малым сопротивлением. Такой контроль позволяет обеспечивать режим работы дросселя. Простейшие стабилизаторы тока используют этот элемент контроля для стабилизации выходного тока. Таким образом, стабилизатор тока оказывается даже проще стабилизатора напряжения.

Рассмотрим схему импульсного стабилизатора тока для светодиода на базе микросхемы NCL30100 от известного производителя электронных компонентов On Semiconductor:

Схема понижающего преобразователя работает в режиме неразрывного тока с внешним ключом. Схема выбрана из множества других, поскольку она показывает, насколько простой и эффективной может быть схема импульсного стабилизатора тока с внешним ключом. В приведённой схеме, управляющая микросхема IC1 управляет работой MOSFET ключа Q1. Поскольку преобразователь работает в режиме неразрывного тока, выходной конденсатор ставить необязательно. В многих схемах датчик тока устанавливается в цепи истока ключа, однако, это снижает скорость включения транзистора. В приведённой схеме датчик тока R4 установлен в цепи первичного питания, в результате схема получилась простой и эффективной. Ключ работает на частоте 700 кГц, что позволяет установить компактный дроссель. При выходной мощности 7 Ватт, входном напряжении 12 Вольт при работе на 700 мА (3 светодиода), эффективность устройства более 95%. Схема стабильно работает до 15 Ватт выходной мощности без применения дополнительных мер по отводу тепла.

Ещё более простая схема получается с использованием микросхем ключевых стабилизаторов с встроенным ключом. Например, схема ключевого стабилизатора тока светодиода на базе микросхемы CAV4201/CAT4201:

Для работы устройства мощностью до 7 Ватт необходимо всего 8 компонентов, включая саму микросхему. Импульсный стабилизатор работает в пограничном режиме тока и для его работы требуется небольшой выходной керамический конденсатор. Резистор R3 необходим при питании от 24 Вольт и выше для снижения скорости нарастания входного напряжения, хотя это несколько снижает эффективность устройства. Частота работы превышает 200 кГц и меняется в зависимости от нагрузки и входного напряжения. Это обусловлено методом регулирования - контролем пикового тока дросселя. Когда ток достигает максимального значения, ключ размыкается, когда ток снижается до нуля - включается. Эффективность устройства достигает 94%.

Назад к каталогу статей >>>

Стабилизатор тока для светодиодов: виды, схемы, как сделать

Главным электрическим параметром светодиодов (LED) является их рабочий ток. Когда в таблице характеристик светодиода мы встречаем рабочее напряжение, то нужно понимать, что речь идет о падении напряжения на светодиоде при протекании рабочего тока. То есть рабочий ток определяет рабочее напряжение LED. Поэтому только стабилизатор тока для светодиодов может обеспечить их надежную работу.

Назначение и принцип работы

Стабилизаторы должны обеспечивать постоянный рабочий ток светодиодов когда в сети питания есть проблемы с отклонением напряжения от нормы (вам будет интересно узнать, как подключить светодиод от сети 220 вольт). Стабильный рабочий ток в первую очередь необходим для защиты LED от перегрева. Ведь при превышении максимально допустимого тока, светодиоды выходят из строя. Также стабильность рабочего тока обеспечивает постоянство светового потока прибора, например, при разряде аккумуляторных батарей или колебаниях напряжения в питающей сети.

Стабилизаторы тока для светодиодов имеют разные виды исполнения, а обилие вариантов схем исполнения радует глаз. На рисунке приведены три самые популярные схемы стабилизаторов на полупроводниках.

  1. Схема а) — Параметрический стабилизатор. В этой схеме стабилитрон задает постоянное напряжение на базе транзистора, который включен по схеме эмиттерного повторителя. Благодаря стабильности напряжения на базе транзистора, напряжение на резисторе R тоже постоянно. В силу закона Ома ток на резисторе также не меняется. Так как ток резистора равен току эмиттера, то стабильны токи эмиттера и коллектора транзистора. Включая нагрузку в цепь коллектора, мы получим стабилизированный ток.
  2. Схема б). В схеме, напряжение на резисторе R стабилизируется следующим образом. При увеличении падения напряжения на R, больше открывается первый транзистор. Это приводит к уменьшению тока базы второго транзистора. Второй транзистор немного закрывается и напряжение на R стабилизируется.
  3. Схема в). В третьей схеме ток стабилизации определяется начальным током полевого транзистора. Он не зависит от напряжения, приложенного между стоком и истоком.

В схемах а) и б) ток стабилизации определяется номиналом резистора R. Применяя вместо постоянного резистора подстрочный можно регулировать выходной ток стабилизаторов.

Производители электронных компонентов производят множество микросхем стабилизаторов для светодиодов. Поэтому в настоящее время в промышленных изделиях и в радиолюбительских конструкциях чаще применяются стабилизаторы в интегральном исполнении. Почитать про все возможные способы подключения светодиодов можно здесь.

Обзор известных моделей

Большинство микросхем для питания светодиодов выполнены в виде импульсных преобразователей напряжения. Преобразователи, в которых роль накопителя электрической энергии выполняет катушка индуктивности (дроссель) называются бустерами. В бустерах преобразование напряжения происходит за счет явления самоиндукции. Одна из типичных схем бустера приведена на рисунке.

Схема стабилизатора тока работает следующим образом. Транзисторный ключ находящийся внутри микросхемы периодически замыкает дроссель на общий провод. В момент размыкания ключа в дросселе возникает ЭДС самоиндукции, которая выпрямляется диодом. Характерно то, что ЭДС самоиндукции может значительно превышать напряжение источника питания.

Как видно из схемы для изготовления бустера на TPS61160 производства фирмы Texas Instruments требуется совсем немного компонентов. Главными навесными деталями являются дроссель L1, диод Шоттки D1, выпрямляющий импульсное напряжение на выходе преобразователя, и Rset.

Резистор выполняет две функции. Во-первых, резистор ограничивает ток, протекающий через светодиоды, а во-вторых, резистор служит элементом обратной связи (своего рода датчиком). С него снимается измерительное напряжение, и внутренние схемы чипа стабилизируют ток, протекающий через LED, на заданном уровне. Изменяя номинал резистора можно изменять ток светодиодов.

Преобразователь на TPS61160 работает на частоте 1.2 МГц, максимальный выходной ток может составлять 1.2 А. С помощью микросхемы можно питать до десяти светодиодов включенных последовательно. Яркость светодиодов можно изменять путем подачи на вход «контроль яркости» сигнала ШИМ переменной скважности. КПД приведенной схемы составляет около 80%.

Нужно заметить, что бустеры обычно используются, когда напряжение на светодиодах выше напряжения источника питания. В случаях, когда требуется понизить напряжение, чаще применяют линейные стабилизаторы. Целую линейку таких стабилизаторов MAX16xxx предлагает фирма MAXIM. Типовая схема включения и внутренняя структура подобных микросхем представлена на рисунке.

Как видно из структурной схемы, стабилизация тока светодиодов осуществляется Р-канальным полевым транзистором. Напряжение ошибки снимается с резистора Rsens и подается на схему управления полевиком. Так как полевой транзистор работает в линейном режиме, КПД подобных схем заметно ниже, чем у схем импульсных преобразователей.

Микросхемы линейки MAX16xxx часто применяются в автомобильных приложениях. Максимальное входное напряжение чипов составляет 40 В, выходной ток – 350 мА. Они, как и импульсные стабилизаторы, допускают ШИМ-диммирование.

Стабилизатор на LM317

В качестве стабилизатора тока для светодиодов можно использовать не только специализированные микросхемы. Большой популярностью у радиолюбителей пользуется схема LM317.

LM317 представляет собой классический линейный стабилизатор напряжения имеющий множество аналогов. В нашей стране эта микросхема известна как КР142ЕН12А. Типовая схема включения LM317 в качестве стабилизатора напряжения показана на рисунке.

Для превращения этой схемы в стабилизатор тока достаточно исключить из схемы резистор R1. Включение LM317 в качестве линейного стабилизатора тока выглядит следующим образом.

Выполнить расчет этого стабилизатора довольно просто. Достаточно вычислить номинал резистора R1, подставив значение тока в следующую формулу:

R1=1.25*I0.

Мощность, рассеиваемая на резисторе равна:

W=I2R1.

Регулируемый стабилизатор

Предыдущую схему легко превратить в регулируемый стабилизатор. Для этого нужно постоянный резистор R1 заменить на потенциометр. Схема будет выглядеть так:

Как сделать стабилизатор для светодиода своими руками

Во всех приведенных схемах стабилизаторов используется минимальное количество деталей. Поэтому самостоятельно собрать подобные конструкции сможет даже начинающий радиолюбитель освоивший навыки работы с паяльником. Особенно просты конструкции на LM317. Для их изготовления даже не нужно разрабатывать печатную плату. Достаточно припаять подходящий резистор между опорным выводом микросхемы и ее выходом.

Также к входу и выходу микросхемы нужно припаять два гибких проводника и конструкция будет готова. В случае, если с помощью стабилизатора тока на LM317 предполагается питать мощный светодиод, микросхему нужно оснастить радиатором который обеспечит отвод тепла. В качестве радиатора можно использовать небольшую алюминиевую пластинку площадью 15-20 квадратных сантиметров.

Изготавливая конструкции бустеров, в качестве дросселей можно использовать катушки фильтров различных блоков питания. Например, для этих целей хорошо подойдут ферритовые кольца от блоков питания компьютеров, на которые следует намотать несколько десятков витков эмалированного провода диаметром 0.3 мм.

Какой стабилизатор использовать в авто

Сейчас автолюбители часто занимаются модернизацией светотехники своих машин, применяя для этих целей светодиоды или светодиодные ленты (читайте, как подключить светодиодную ленту в авто). Известно, что напряжение бортовой сети автомобиля может сильно меняться в зависимости от режима работы двигателя и генератора. Поэтому в случае с авто особенно важно применять не стабилизатор 12 вольт, а рассчитанный на конкретный тип светодиодов.

Для автомобиля можно посоветовать конструкции на основе LM317. Также можно использовать одну из модификаций линейного стабилизатора на двух транзисторах, в которой в качестве силового элемента использован мощный N-канальный полевой транзистор. Ниже приведены варианты подобных схем, в том числе и схема светодиодного драйвера.

Вывод

Подводя итог можно сказать, что для надежной работы светодиодных конструкций их необходимо питать с помощью стабилизаторов тока. Многие схемы стабилизаторов просты и доступны для изготовления своими руками. Мы надеемся, что приведенные в материале сведения будут полезны всем, кто интересуется данной темой.

Простой стабилизатор тока на 12В для светодиодов в авто

Важнейшим параметром питания любого светодиода является ток. При подключении светодиода в авто, необходимый ток можно задать с помощью резистора. В этом случае резистор рассчитывается исходя из максимального напряжения бортовой сети (14,5В). Отрицательной стороной данного подключения является свечение светодиода не на полную яркость при напряжении в бортовой сети автомобиля ниже максимального значения.

Более правильным способом является подключение светодиода через стабилизатор тока (драйвер). По сравнению с токоограничивающим резистором, стабилизатор тока обладает более высоким КПД и способен обеспечить светодиод необходимым током как при максимальном, так и при пониженном напряжении в бортовой сети автомобиля. Наиболее надежными и простыми в сборке являются стабилизаторы на базе специализированных интегральных микросхем (ИМ).

Стабилизатор на LM317

Трёхвыводной регулируемый стабилизатор lm317 идеально подходит для конструирования несложных источников питания, которые применяются в самых разнообразных устройствах. Простейшая схема включения lm317 в качестве стабилизатора тока имеет высокую надежность и небольшую обвязку. Типовая схема токового драйвера на lm317 для автомобиля представлена на рисунке ниже и содержит всего два электронных компонента: микросхему и резистор.

Помимо данной схемы, существует множество других, более сложных схемотехнических решений для построения драйверов с применением множества электронных компонентов. Детальное описание, принцип действия, расчеты и выбор элементов двух самых популярных схем на lm317 можно найти в данной статье.

Главные достоинства линейных стабилизаторов, построенных на базе lm317, простота сборки и дешевизна используемых в обвязке компонентов. Розничная цена самого ИС составляет не более 1$, а готовая схема драйвера не нуждается в наладке. Достаточно замерить мультиметром выходной ток, чтобы убедиться в его соответствии с расчётными данными.

К недостаткам ИМ lm317 можно отнести сильный нагрев корпуса при выходной мощности более 1 Вт и, как следствие, необходимость в отводе тепла. Для этого в корпусе типа ТО-220 предусмотрено отверстие под болтовое соединение с радиатором. Также недостатком приведенной схемы можно считать максимальный выходной ток , не более 1,5 А, что устанавливает ограничение на количество светодиодов в нагрузке. Однако этого можно избежать путём параллельного включения нескольких стабилизаторов тока или использовать вместо lm317 микросхему lm338 или lm350, которые рассчитаны на более высокие токи нагрузки.

Стабилизатор на PT4115

PT4115 – унифицированная микросхема, разработанная компанией PowTech специально для построения драйверов для мощных светодиодов, которую можно использовать также и в автомобиле. Типовая схема включения PT4115 и формула расчета выходного тока приведены на рисунке ниже.

Стоит подчеркнуть важность наличия конденсатора на входе, без которого ИМ PT4115 при первом же включении выйдет из строя.

Понять, почему так происходит, а также ознакомиться с более детальным расчетом и выбором остальных элементов схемы можно здесь. Известность микросхема получила, благодаря своей многофункциональности и минимальному набору деталей в обвязке. Чтобы зажечь светодиод мощностью от 1 до 10 Вт, автолюбителю нужно всего лишь рассчитать резистор и выбрать индуктивность из стандартного перечня.

PT4115 имеет вход DIM, который значительно расширяет её возможности. В простейшем варианте, когда нужно просто зажечь светодиод на заданную яркость, он не используется. Но если необходимо регулировать яркость светодиода, то на вход DIM подают либо сигнал с выхода частотного преобразователя, либо напряжение с выхода потенциометра. Существуют варианты задания определенного потенциала на выводе DIM с помощью МОП-транзистора. В этом случае в момент подачи питания светодиод светится на полную яркость, а при запуске МОП-транзистора светодиод уменьшает яркость наполовину.

К недостаткам драйвера светодиодов для авто на базе PT4115 можно отнести сложность подбора токозадающего резистора Rs из-за его очень малого сопротивления. От точности его номинала напрямую зависит срок службы светодиода.

Обе рассмотренные микросхемы прекрасно зарекомендовали себя в конструировании драйверов для светодиодов в автомобиле своими руками. LM317 – давно известный проверенный линейный стабилизатор, в надежности которого нет сомнений. Драйвер на его основе подойдёт для организации подсветки салона и приборной панели, поворотов и прочих элементов светодиодного тюнинга в авто.

PT4115 – более новый интегральный стабилизатор с мощным MOSFET-транзистором на выходе, высоким КПД и возможностью диммирования.

схема, регулируемый, импульсный, конструкция и назначение

На чтение 9 мин Просмотров 1.6к. Опубликовано Обновлено

Яркость светодиодных источников зависит от протекающего тока, а он в свою очередь – от напряжения питания. В условиях колебания нагрузки возникает пульсация светильников. Для ее предотвращения используется специальный драйвер – стабилизатор тока. При поломках элемент можно сделать самостоятельно.

Конструкция и принцип работы

Стабилизатор обеспечивает постоянство тока при его отклонении

Стабилизатор обеспечивает постоянство показателей рабочего тока LED-диодов при его отклонении от нормы. Он предотвращает перегрев и выгорание светодиодов, поддерживает постоянство потока при перепадах напряжения или разрядке АКБ.

Простейшее устройство состоит из трансформатора, выпрямительного моста, соединенного с резисторами и конденсаторами. Действие стабилизатора основывается на следующих принципах:

  • подача тока на трансформатор и изменение его предельной частоты до частоты электросети – 50 Гц;
  • регулировка напряжения на повышение и понижение с последующим выравниванием частоты до 30 Гц.

В процессе преобразования также задействуются выпрямители высоковольтного типа. Они определяют полярность. Стабилизация электрического тока осуществляется при помощи конденсаторов. Для снижения помех применяются резисторы.

Разновидности токовых стабилизаторов

Светодиод загорается при достижении порогового значения тока. Для маломощных устройств этот показатель равняется 20 мА, для сверхъярких – от 350 мА. Разброс порогового напряжения объясняет наличие различных видов стабилизаторов.

Резисторные стабилизаторы

Стабилизатор КРЕН

Для регулируемого стабилизатора параметров тока для маломощных светодиодов применяется схема КРЕН. Она предусматривает наличие элементов КР142ЕН12 либо LM317. Процесс выравнивания осуществляется при силе тока 1,5 А и напряжении на входе 40 В. В условиях нормального теплового режима резисторы рассеивают мощность до 10 т. Собственное энергопотребление составляет около 8 мА.

Узел LM317 удерживает на главном резисторе постоянную величину напряжения, регулируемую подстроечным элементом. Основной, или токораздающий элемент может стабилизировать ток, пропущенный через него. По этой причине стабилизаторы на КРЕН применяются для зарядки аккумуляторов.

Величина в 8 мА не изменяется даже при колебаниях тока и напряжения на входе.

Транзисторные устройства

Схема транзисторного стабилизатора напряжения

Регулятор на транзисторах предусматривает использование одного или двух элементов. Несмотря на простоту схемы при колебаниях напряжения не всегда бывает стабильный ток нагрузки. При его увеличении на одном транзисторе повышается напряжение резистора до 0,5-0,6 В. после этого начинает работать второй транзистор. В момент его открытия первый элемент закрывается, а сила и величина тока, проходящие через него, понижается.

Второй транзистор должен быть биполярным.

Две схемы для транзисторов разной проводимости, в которых стабилитроны заменены двумя обычными диодами VD1, VD2

Для реализации схемы с заменой стабилитронов на диоды применяются:

  • диоды VD1 и VD2;
  • резистор R1;
  • резистор R2.

Подача тока через светодиодный элемент задается резистором R2. Для выхода на линейный участок ВАХ-диодов с привязкой к току базового транзистора используется резистор R1. Чтобы транзистор сохранял устойчивость, напряжение питания не должно быть меньше суммарного напряжения диодов + 2-2,5 В.

Для получения тока 30 мА через 3 последовательно подключенных диода с напряжением 3,1 В по прямой производится запитка 12 В. Резисторное сопротивление должно равняться 20 Ом при мощности рассеивания 18 мВт.

Схема нормализует режим работы элементов, снижает токовые пульсации.

Схема с советскими транзисторами. Допустимое напряжение советских КТ940 или КТ969 – до 300 В, что подходит, если источник света – мощный SMD-элемент. Параметры тока задаются резистором. Напряжение стабилитрона составляет при этом 5,1 В, а мощность – 0,5 В.

Минус схемы – падение напряжения при повышении силы тока. Его можно устранить, заменив биполярный транзистор на MOSFET с низкими параметрами сопротивления. Мощный диод заменяется элементом IRF7210 на 12 А или IRLML6402 на 3,7 А.

Стабилизаторы тока на полевике

Стабилизатор напряжения на полевом транзисторе

Полевой элемент отличается закороченным истоком и затвором, а также встроенным каналом. При использовании полевика (IRLZ 24) с 3-мя выводами на вход подается напряжение 50 В, на выходе получается 15,7 В.

Для подачи напряжения задействуется потенциал заземления. Параметры тока на выходе зависят от начального тока стока, и не привязываются к истоку.

Линейные устройства

Стабилизатор, или делитель постоянного показателя тока принимает нестабильное напряжение. На выходе линейный прибор его выравнивает. Он функционирует по принципу постоянного изменения параметров сопротивления для выравнивания питания на выходе.

К преимуществам эксплуатации относятся минимальное число деталей, отсутствие помех. Недостатком является малый КПД при разнице питания на входе и выходе.

Феррорезонансное устройство

Стабилизатор для переменного тока устаревшей модели, схема которого представлена конденсатором и двумя катушками – с ненасыщенным и насыщенным сердечником. К насыщенному (индуктивному) сердечнику подается напряжение постоянного типа, не зависимое от параметров тока. Это облегчает подбор данных для второй катушки и емкостный диапазон стабилизации питания.

Устройство работает по принципу качелей, которые сразу сложно остановить или раскачать сильнее. Подача напряжения происходит по инерции, поэтому возможны падения нагрузки или разрыв цепи питания.

Особенности схемы токового зеркала

Классическая схема токового зеркала

Токовое зеркало, или отражатель выстраивается на паре транзисторов согласованного типа, т.е. с одинаковыми параметрами. Для их производства используется один светодиодный кристалл полупроводника.

Схема токового зеркала по уравнению Эберса-Молла. Принцип работы заключается в том, что транзисторные базы объединяются, а эмиттеры подкидываются на одну шину питания. В итоге параметры переходного напряжения сцепки «база – транзистор-эмиттер» равны.

Преимущества схемы заключаются в равном диапазоне устойчивости и отсутствии падения напряжение на резисторе-эмиттере. Параметры легче задаются при помощи тока. Недостаток заключается в эффекте Эрли – привязке напряжения на выходе к коллекторному и его колебания.

Схема токового зеркала Уилсона. Токовое зеркало может стабилизировать постоянную величину выходного тока и реализуется так:

  1. Транзисторы № 1 и № 1 включены по принципу стандартного токового зеркала.
  2. Транзистор № 3 фиксирует потенциал коллектора элемента № 1 на удвоенный параметр падения диодного напряжения.
  3. Оно будет меньше, чем напряжение питания, что подавляет эффект Эрли.
  4. Коллектор транзистора № 1 задействуется для установления режима схемы.
  5. Ток на выходе зависит от транзистора № 2.
  6. Транзистор № 3 трансформирует выходной ток в нагрузку с переменным напряжением.

Транзистор № 3 можно не согласовывать с остальными.

Стабилизатор компенсационного напряжения

Компенсационный стабилизатор напряжения

Выпрямитель работает по принципу обратной связи цепи для напряжения. Полное или частичное напряжение приравнивает к опоре. В результате стабилизатор генерирует параметры напряжения ошибки, устраняя колебания яркости для светодиодов. Прибор состоит из следующих элементов:

  • Регулирующий элемент или транзистор, который совместно с сопротивлением нагрузки образует делитель напряжения. Эмиттерный показатель транзистора должен превышать ток нагрузки в 1,2 раза.
  • Усилитель – управляет РЭ, выполняется на базе транзистора №2. Маломощный элемент согласуется с мощным по составному принципу.
  • Источник напряжения опоры – в схеме задействуется стабилизатор параметрического типа. Он выравнивает напряжение стабилитрона и резистора.
  • Дополнительные источники.
  • Конденсаторы – для сглаживания пульсаций, устранения паразитного возбуждения.

Стабилизаторы компенсационного напряжения работают по принципу увеличения входного напряжения с дальнейшим возрастанием токов. Закрытие первого транзистора увеличивает сопротивление и напряжение зоны коллектор-эмиттер. После подачи нагрузки оно выравнивается до номинала.

Устройства на микросхемах

Микросхема 142ЕН5

Для стабилизующих приборов применяется микросхема 142ЕН5 или LМ317. Она позволяет выровнять напряжение, принимая по цепи обратной связи сигнал от датчика, подключенного к сети тока нагрузки.

В качестве датчика задействует сопротивление, при котором регулятор может поддерживать постоянное напряжение и ток нагрузки. Сопротивление датчика будет меньше сопротивления по нагрузке. Схему задействуют для зарядных устройств, по ней же проектируется ЛЕД-лампа.

Импульсные стабилизаторы

Импульсный прибор отличается высоким КПД и при минимальных параметрах входного напряжения создают высокое напряжение потребителей. Для сборки используется микросхема МАХ 771.

Регулировать силу тока будут один или два преобразователя. Делитель выпрямительного типа выравнивает магнитное поле, понижая допустимую частоту напряжения. Для подачи тока на обмотку светодиодный элемент передает сигнал транзисторам. Стабилизация на выходе осуществляется посредством вторичной обмотки.

Как сделать стабилизатор тока для светодиодов самостоятельно

Изготовление стабилизатора для светодиодов своими руками осуществляется несколькими способами. Новичку целесообразно работать с простыми схемами.

На основе драйверов

Понадобится выбрать микросхему, которую трудно выжечь – LM317. Она будет выполнять роль стабилизатора. Второй элемент – переменный резистор с сопротивлением в 0,5 кОм с тремя выводами и ручкой регулировки.

Сборка осуществляется по следующему алгоритму:

  1. Припаять проводники к среднему и крайнему выводу резистора.
  2. Перевести мультиметр в режим сопротивления.
  3. Замерить параметры резистора – они должны равняться 500 Ом.
  4. Проверить соединения на целостность и собрать цепь.

На выходе получится модуль с мощностью 1,5 А. Для увеличения тока до 10 А можно добавить полевик.

Стабилизатор для автомобильной подсветки

Стабилизатор L7812

Для работы потребуется линейный прибор в виде микросхемы L7812, две клеммы, конденсатор 100n (1-2 шт.), текстолитовый материал и трубка с термоусадкой. Изготовление производится пошагово:

  1. Выбор схемы под L7805 из даташита.
  2. Вырезать из текстолита нужный по размеру кусок.
  3. Наметить дорожки, делая насечки отверткой.
  4. Припаять элементы так, чтобы вход был слева, а выход – справа.
  5. Сделать корпус из термотрубки.

Стабилизирующее устройство выдерживает до 1,5 А нагрузки, монтируется на радиатор.

В качестве радиатора задействуется кузов машины за счет соединения центрального вывода корпуса с минусом.

Нюансы расчета стабилизатора тока

Расчет стабилизатора производится на основании напряжения стабилизации U и тока (среднего) I. К примеру, напряжение входного делителя составляет 25 В, на выходе нужно получить 9 В. Вычисления предусматривают:

  1. Подбор по справочнику стабилитрона. Ориентируются на напряжение стабилизации: Д814В.
  2. Поиск среднего тока I по таблице. Он равен 5 мА.
  3. Вычисление подающего напряжения как разности стабильного напряжения входа и выхода: UR1 = Uвx — Uвых, или 25-9=16 В.
  4. Деление полученного значение по закону Ома на ток стабилизации по формуле R1 = UR1 / Iст, или 16/0,005=3200 Ом, или 3,2 кОм. Номинал элемента будет 3,3 кОм.
  5. Вычисление максимальной мощности по формуле РR1 = UR1 * Iст, или 16х0,005=0,08.

Через резистор проходит ток стабилитрона и выходной, поэтому его мощность должна быть в 2 раза больше (0,16 кВт). На основании таблицы данному номиналу соответствует 0,25 кВт.

Самостоятельная сборка стабилизатора для светодиодных устройств возможна только при знании схемы. Начинающим мастерам рекомендовано использовать простые алгоритмы. Рассчитать элемент по мощности можно на основании формул из школьного курса физики.

Стабилизатор тока для светодиода (LED) на микросхеме LM317

Бытует неправильное мнение, что для светодиода важным показателем является напряжение питания. Однако это не так. Для его исправной работы существенен прямой ток потребления (Iпотр.), который обычно бывает в районе 20 миллиампер. Величина номинального тока обусловлена конструкцией LED, эффективностью теплоотвода.

А вот величина падения напряжения, в большинстве своем  определяется материалом полупроводника, из которого изготовлен светодиод, может доходить от   1,8 до 3,5В.

Блок питания 0...30 В / 3A

Набор для сборки регулируемого блока питания...

Отсюда следует, что для нормальной работы LED необходим именно стабилизатор тока, а не напряжения. В данной статье рассмотрим стабилизатор тока на lm317 для светодиодов.

Стабилизатор тока  для светодиодов — описание

Конечно же, самым простым способ ограничить Iпотр. для LED является последовательное включение добавочного резистора. Но следует отметить, что данный способ малоэффективен по причине больших энергетических потерь, и  подходит лишь только для слаботочных LED.

Формула расчета необходимого сопротивления: Rд= (Uпит.-Uпад.)/Iпотр.

Пример: Uпит. = 12В; Uпад. на светодиоде = 1,5В; Iпотр. cветодиода = 0,02А. Необходимо рассчитать добавочное сопротивление Rд.

В нашем случае Rд = (12,5В-1,5В)/0,02А= 550 Ом.

Но опять, же повторюсь, данный способ стабилизации годится только для маломощных светодиодов.

Следующий вариант стабилизатора тока на  микросхеме LM317 более практичен. В ниже приведенной схеме, LM317 ограничивает Iпотр. LED, который задается сопротивлением R.

Для стабильной работы драйвера светодиода на LM317, входное напряжение должно превышать напряжение питания светодиода на 2-4 вольта. Диапазон ограничения выходного тока составляет  0,01А…1,5А и с выходным напряжением до 35 вольт.

Формула для расчета сопротивления резистора R:  R=1,25/Iпотр.

Пример: для LED с Iпотр. в 200мА,  R= 1,25/0, 2А=6,25 Ом.

Калькулятор стабилизатора тока на LM317

Для расчета сопротивления и мощности резистора просто введите необходимый ток:

Не забывайте, что максимальный непрерывный ток, которым может управляться LM317 составляет 1,5 ампер с хорошим радиатором.  Для более больших токов используйте стабилизатор LM338, который рассчитан на 5 ампер, а с хорошим радиатором до 8 ампер.

Если необходимо регулировать яркость свечения светодиода, то в статье светодиодный диммер приведен пример схемы с использованием стабилизатора напряжения LM2941.

Как самому изготовить стабилизатор тока для светодиодов: схемы

Иногда у автолюбителей появляется необходимость ограничить ток заряда АКБ, проверить тот или иной источник питания или пропустить напряжение через диоды. Чтобы осуществить одну из этих задач, есть смысл применить стабилизатор тока для светодиодов своими руками. Подробнее о том, какие существуют схемы для разработки данного девайса, вы узнаете ниже.

Содержание

[ Раскрыть]

[ Скрыть]

Схемы стабилизаторов и регуляторов тока

Источники тока не имеют ничего общего с источниками напряжения. Предназначение первых заключается в стабилизации выходного параметра, а также возможном изменении выходного напряжения. Это происходит так, чтобы уровень ток все время был одинаковым. Источники тока используются для запитки светодиодных ламп, заряда АКБ в авто и т.д. Если у вас возникла необходимость сделать простейший импульсный стабилизатор тока ходовых огней 12в для автомобиля своими руками, то предлагаем вашему вниманию несколько схем.

На КРЕНке

Обустройство цепи на кренке

Чтобы сделать простейший автомобильный импульсный стабилизатор тока в домашних условиях, вам потребуется микросхема 12v. Для этих целей отлично подойдет lm317. Такой стабилизатор напряжения 12 в lm317 считается регулируемым и способен функционировать с токами бортовой сети до полутора ампер. При этом показатель входного напряжения может составить до 40 вольт, lm317 в состоянии рассеивать мощность до 10 ватт. Но это возможно только в том случае, если будет соблюдаться тепловой режим.

В целом потребление тока lm317 сравнительно небольшое — в районе 8 мили ампер, и данный показатель почти никогда не изменяется. Даже в том случае, если через крен lm317 проходит другой ток или меняется показатель входного напряжение. Как вы можете понять, стабилизатор 12 в lm317 для бортовой сети авто дает возможность удерживать постоянное напряжение на компоненте R3.

Кстати, этот показатель можно регулировать благодаря использованию элемента R2, но пределы будут незначительными. В устройстве lm317 компонент R3 является устройством задающего тока. Так как показатель сопротивления lm317 всегда остается на одном и том же уровне, ток, который проходит через него, также будет стабильным (автор видео — Denis T).

Что касается входа крен lm317, ток на них составит на 8 мили ампер выше. Используя вышеописанную схему, можно разработать самый простой стабилизатор напряжения для ДХО автомобиля. Такой девайс может применяться как устройство электронной нагрузки, источника тока для подзарядки АКБ и других целей. Нужно отметить, что интегральные девайсы током 3а или меньше довольно быстро реагируют на различные изменения импульса. Что касается недостатков, то такие девайсы характеризуются слишком высоким сопротивлением, в результате чего придется применять мощные компоненты.

На двух транзисторах

Довольно распространенными сегодня являются стабилизаторы для бортовой сети автомобиля 12v на двух транзисторах. Одним из основных недостатков такого устройства является плохая стабильность тока, если происходят изменения в питающем напряжении вольт. Тем не менее, данная схема для бортовой сети автомобиля 12v подходит для многих задач.

Обустройство цепи на транзисторах

Ниже вы сможете ознакомиться с самой схемой. В этом случае устройством, которое раздает ток, является резистор R2. Когда данный показатель растет, соответственно растет и напряжение на данном элементе. В том случае, если показатель составляет от 0.5 до 0.6 вольт, открывается компонент VT1. При открытии данное устройство будет закрывать элемент VT2, в результате чего ток, который проходит через VT2, начнет снижаться. При разработке схемы можно использовать полевой транзистор Мосфет вместе VT2.

Что касается компонента VD1, то он применяется на напряжение от 8 до 15 вольт и нужен в том случае, если его уровень слишком высокий и работоспособность транзистора может быть нарушена. Если транзистор мощный, то показатель напряжения в сети авто может составить около 20 вольт. Необходимо помнить о том, что транзистор Мосфет открывается в том случае, когда показатель напряжения на затворе составит 2 вольта. Если вы используете универсальный выпрямитель для заряда АКБ или других задач, то вам вполне хватит работы транзистора и резистора R1.

На операционном усилителе (на ОУ)

Механизм на операционном усилителе

Вариант сборки устройства со специальным усилителем ошибки для авто актуален в том случае, если у вас возникла необходимость разработать устройство, работающее в широких пределах. В данном случае выполнять функцию токозадающего элемента будет R7. Операционный увелитель DA2.2 позволяет усилить уровень напряжения в вольтах токозадающего элемента. Устройство DA 2.1 предназначено для сравнивания уровня опорного параметра. Помните о том, что данная схема девайса на 3а нуждается в дополнительном питании, которое должно подаваться на разъем ХР2. Уровня напряжения в вольтах должно хватить для того, чтобы обеспечить функциональность элементов всей системы.

Устройство для авто должно быть дополнено генератором, в нашем случае эту функцию выполняет элемент REF198, характеризующийся уровнем выходного напряжения в 4 вольта. Сама схема стоит достаточно дорого, так что при необходимости вместо нее можно установить кренку. Чтобы правильно произвести настройку, следует установить ползунок резистора R1 в верхнее положение, а с помощью элемента R3 выставляется нужное значение тока 3а. Чтобы предотвратить возбуждение, используются компоненты R2, C2 и R4.

На микросхеме импульсного стабилизатора

Схема механизма с применением импульсного устройства

В некоторых случаях устройство для авто должно функционировать не только в большом диапазоне нагрузок, при этом обладая высоким коэффициентом полезного действия. Тогда использование компенсационных устройств будет не целесообразным, вместо них применяются импульсные элементы.

Предлагаем ознакомиться с одной из наиболее распространенных схем МАХ771, ее особенности следующие:

  • уровень опорного напряжения — 1.5 вольт;
  • коэффициент полезного действия при нагрузке от 10 мили ампер до 1 ампера составит около 90%;
  • показатель питания составляет от 2 до 16.5 вольт;
  • мощность на выходе достигает 15 ватт (автор видео — Андрей Канаев).

Что представляет собой процедура стабилизации? Компоненты R1 и R2 — это делители выходных показателей схемы. Когда уровень делимого напряжения становится больше, чем опорное, устройство автоматически снижает выходной параметр. При обратном процессе устройство будет увеличивать данный показатель. Вы сможете получить рабочий стабилизированный источник тока в том случае, если цепи будут поменяны таким образом, что система в целом станет реагировать на выходной параметр.

Если нагрузка на устройство не особо большая, то есть менее 1.5 вольт, микросхема будет функционировать в качестве рабочего стабилизатора. Но когда этот параметр начнет резко возрастать, девайс переключится в режим стабилизации. Монтаж резистора R8 необходим только тогда, когда уровень нагрузки слишком высокий и составляет более 16 вольт.

Что касается элементы R3, то он является токораздающим. Одним из основных недостатков такого варианта является слишком высокое падение нагрузки на вышеуказанном резисторе. Если вы хотите избавиться от этого минуса, то для того, чтобы увеличить сигнал, необходимо дополнительно установить операционный усилитель.

Заключение

В этой статье мы рассмотрели несколько вариантов стабилизирующих девайсов для авто. Разумеется, такие схемы всегда можно при необходимости модернизировать, способствуя повышению показателя быстродействия и т.д. Имейте в виду, что если нужно, вы всегда можете использовать специально разработанные микросхемы в качестве регулятора. Также при возможности можно самостоятельно производить достаточно мощные регулирующие компоненты, но таких варианты более актуальны для того, чтобы решать определенные задачи.

Как вы видите, разработка схемы — дело достаточно сложное и кропотливое, к нему нельзя просто так подойти, не имея соответствующего опыта. Отсутствие определенных навыков не позволит получить необходимый результат. Чтобы своими руками сделать такую схему для авто, необходимо внимательно выполнять все действия, описанные выше.

Видео «Устройство для питания светодиодов»

Как в домашних условиях сделать стабилизатор для питания ламп в авто или других целей — узнайте из видео (автор видео — Дед Синь).

 Загрузка ...

Стабилизатор тока для светодиодов

Ни для кого не секрет, что светодиодные лампы периодически перегорают, несмотря на продолжительные гарантийные сроки. У таких ламп имеются определенные параметры, требующие обязательной стабилизации. Это сила тока в самой лампе и падение напряжения в питающей сети. Для решения этой проблемы используется стабилизатор тока для светодиодов. Но, не все стабилизаторы могут решить поставленную задачу. Поэтому в некоторых случаях рекомендуется изготавливать стабилизатор своими руками. Прежде чем приступать к этому процессу следует разобраться в назначении, устройстве и принципе работы стабилизатора, чтобы не допустить ошибок при сборке схемы.

Назначение стабилизатора

Основной функцией стабилизатора является выравнивание тока, независимо от перепадов напряжения в электрической сети. Всего существует два типа стабилизирующих устройств – линейные и импульсные. В первом случае осуществляется регулировка всех выходных параметров путем распределения мощности между нагрузкой и собственным сопротивлением.

Второй вариант значительно эффективнее, поскольку в этом случае на светодиоды поступает лишь необходимое количество мощности. Действие таких стабилизаторов основано на принципе широтно-импульсной модуляции.

У импульсных стабилизаторов более высокий коэффициент полезного действия, составляющий не менее 90%. Однако у них довольно сложная схема и соответственно высокая стоимость по сравнению с приборами линейного типа. Следует отметить, что использование стабилизаторов LM317 допустимо только для линейных схем. Они не могут включаться в цепи с большими значениями токов. Именно поэтому данные устройства наилучшим образом подходят для совместного использования со светодиодами.

Необходимость использования стабилизаторов объясняется особенностями параметров светодиодов. Они отличаются нелинейной вольтамперной характеристикой, когда изменение напряжения на светодиоде приводит к непропорциональному изменению тока. С увеличением напряжения, возрастание тока в самом начале происходит очень медленно, поэтому свечения не наблюдается. Далее, когда напряжение достигает порогового значения, начинается излучение света с одновременным быстрым возрастанием тока. Если напряжение продолжает увеличиваться, в этом случае происходит еще большее возрастание тока, что приводит к сгоранию светодиода.

Характеристики светодиодов отражают значение порогового напряжения в виде прямого напряжения при номинальном токе. Показатель номинального тока для большинства светодиодов малой мощности составляет 20 мА. Мощные светодиоды требуют более высокого номинального тока, достигающего 350 мА и выше. Они выделяют большое количество тепла и устанавливаются на специальные теплоотводы.

Для того чтобы обеспечить нормальную работу светодиодов, питание к ним должно подключаться через стабилизатор тока. Это связано с разбросом порогового напряжения. То есть, различные типы светодиодов отличаются разным прямым напряжением. Даже у однотипных ламп может быть не одинаковое прямое напряжение, причем не только его минимальное, но и максимальное значение.

Таким образом, если подключить параллельно два светодиода к одному и тому же источнику, то они будут пропускать через себя совершенно разный ток. Различие токов приводит к преждевременному выходу их из строя или мгновенному перегоранию. Чтобы избежать подобных ситуаций, светодиоды рекомендуется включать совместно со стабилизирующими устройствами, предназначенные для выравнивания тока и доведения его до определенной, заданной величины.

Стабилизирующие устройства линейного типа

С помощью стабилизатора выполняется установка тока, проходящего через светодиод, с заданным значением, не зависящим от напряжения, приложенного к схеме. Если напряжение превысит пороговый уровень, ток все равно останется прежним и не будет изменяться. В дальнейшем, когда общее напряжение увеличится, его рост произойдет лишь на стабилизаторе тока, а на светодиоде оно останется неизменным.

Таким образом, при неизменных параметрах светодиода, стабилизатор тока может называться стабилизатором его мощности. Распределение активной мощности, выделяемой устройством в виде тепла, происходит между стабилизатором и светодиодом пропорционально напряжению на каждом из них. Данный тип стабилизатора получил название линейного.

Нагрев линейного стабилизатора тока возрастает вместе с ростом приложенного к нему напряжения. Это является его основным недостатком. Тем не менее, это устройство обладает рядом преимуществ. Во время работы отсутствуют электромагнитные помехи. Конструкция очень простая, что делает изделие достаточно дешевым в большинстве схем.

Существуют такие области применения, в которых линейный стабилизатор тока для светодиодов на 12 В становится более эффективным, по сравнению с импульсным преобразователем, особенно когда напряжение на входе лишь незначительно выше напряжения на светодиоде. Если питание осуществляется от сети, в схеме может использоваться трансформатор, к выходу которого подключается линейный стабилизатор.

Таким образом, вначале напряжение снижается до такого же уровня, как и в светодиоде, после чего линейный стабилизатор устанавливает необходимое значение тока. Другой вариант предполагает приближение напряжения светодиода к питающему напряжению. С этой целью выполняется последовательное соединение светодиодов в общую цепочку. В результате, общее напряжение в цепи составит сумму напряжений каждого светодиода.

Некоторые стабилизаторы тока могут быть выполнены на полевом транзисторе, с использованием р-п-перехода. Ток стока устанавливается с помощью напряжения затвор-исток. Ток, проходящий через транзистор, такой же, как и начальный ток стока, указанный в технической документации. Значение минимального рабочего напряжения такого устройства зависит от транзистора и составляет порядка 3 В.

Импульсные стабилизаторы тока

К более экономичным устройствам относятся стабилизаторы тока, основой которых является импульсный преобразователь. Данный элемент известен еще, как ключевой преобразователь или конвертер. Внутри преобразователя мощность прокачивается определенными порциями в виде импульсов, что и определило его название. В нормально работающем устройстве потребление мощности происходит непрерывно. Она непрерывно передается между входной и выходной цепями и также непрерывно поступает в нагрузку.

В электрических схемах стабилизатор тока и напряжения на основе импульсных преобразователей имеет практически одинаковый принцип действия. Единственным отличием является контроль над током через нагрузку, вместо напряжения на нагрузке. Если ток в нагрузке снижается, стабилизатор осуществляет подкачку мощности. В случае увеличения – выполняется снижение мощности. Это позволяет создавать стабилизаторы тока для мощных светодиодов.

В наиболее распространенных схемах дополнительно имеется реактивный элемент, называемый дросселем. От входной цепи на него определенными порциями поступает энергия, которая в дальнейшем передается на нагрузку. Такая передача происходит через коммутатор или ключ, находящийся в двух основных состояниях – выключенном и включенном. В первом случае ток не проходит, а мощность не выделяется.

Во втором случае ключ проводит ток, обладая при этом очень малым сопротивлением. Поэтому выделяемая мощность также близка нулю. Таким образом, передача энергии происходит практически без потерь мощности. Однако импульсный ток считается нестабильным и для его стабилизации используются специальные фильтры.

Наряду с явными преимуществами, импульсный преобразователь обладает серьезными недостатками, устранение которых требует специфических конструктивных и технических решений. Эти устройства отличаются сложностью конструкции, они создают электромагнитные и электрические помехи. Они затрачивают определенное количество энергии для собственной работы и в результате нагреваются. Их стоимость существенно выше, чем у линейных стабилизаторов и трансформаторных устройств.

Тем не менее, большинство недостатков успешно преодолеваются, поэтому импульсные стабилизаторы пользуются широкой популярностью у потребителей.

Драйвер питания светодиодов

Регулируемый стабилизатор постоянного тока

и драйвер светодиодов

% PDF-1.4 % 1 0 объект > эндобдж 5 0 obj / Title (NSI50150AD - Регулируемый стабилизатор постоянного тока и светодиодный драйвер) >> эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > поток application / pdf

  • ON Semiconductor
  • NSI50150AD - Регулируемый стабилизатор постоянного тока и светодиодный драйвер
  • Регулируемый регулятор постоянного тока (CCR) - это простой, экономичное и надежное устройство, предназначенное для обеспечения рентабельности решение для регулирования тока в светодиодах.CCR основан на Технология самосмещенного транзистора (SBT) и регулирует ток в течение широкий диапазон напряжений. Он рассчитан на отрицательную температуру коэффициент защиты светодиодов от теплового разгона при экстремальных напряжениях и токи. CCR включается немедленно и находится на 14% от нормы с всего 0,5 В Вак. Контакт Radj позволяет настроить Ireg (SS) на более высокое токи, подключив резистор между Radj (вывод 3) и катодом (Вывод 4). Контакт Radj также можно оставить открытым (без подключения), если нет требуется регулировка.Не требует внешних компонентов, что позволяет быть спроектированным как регулятор на стороне высокого или низкого давления. Высокий анодекатод номинальное напряжение выдерживает скачки напряжения, распространенные в автомобильной промышленности, Промышленные и коммерческие вывески. Это устройство доступен в термостойком корпусе и соответствует строгим требованиям Стандарт AEC-Q101, который не содержит свинца, соответствует требованиям RoHS и использует безгалогенная формовочная масса.
  • 2015-03-23T15: 06: 29-07: 00BroadVision, Inc.2020-08-24T09: 33: 38 + 02: 002020-08-24T09: 33: 38 + 02: 00Acrobat Distiller 10.0.0 (Windows) uuid: d4a49759-a1fe-4c4c-9cf3-f15b594787a0uuid: b9205193-6711-4bfd-8101-9722e1187b67 Распечатать конечный поток эндобдж 4 0 obj > эндобдж 6 0 obj > эндобдж 7 0 объект > эндобдж 8 0 объект > эндобдж 9 0 объект > эндобдж 10 0 obj > эндобдж 11 0 объект > эндобдж 12 0 объект > эндобдж 13 0 объект > эндобдж 14 0 объект > эндобдж 15 0 объект > эндобдж 16 0 объект > эндобдж 17 0 объект > эндобдж 18 0 объект > эндобдж 19 0 объект > эндобдж 20 0 объект > поток HtUr6 & #

    % PDF-1.7 % 29 0 объект > эндобдж xref 29 136 0000000016 00000 н. 0000003574 00000 н. 0000003746 00000 н. 0000005059 00000 н. 0000005091 00000 н. 0000005228 00000 н. 0000005363 00000 п. 0000005407 00000 н. 0000005452 00000 п. 0000005497 00000 н. 0000005542 00000 н. 0000005588 00000 н. 0000005634 00000 п. 0000005679 00000 н. 0000005723 00000 н. 0000005767 00000 н. 0000005811 00000 н. 0000005857 00000 н. 0000005902 00000 н. 0000006015 00000 н. 0000006060 00000 н. 0000006095 00000 н. 0000006140 00000 п. 0000006185 00000 п. 0000007757 00000 н. 0000008191 00000 п. 0000008438 00000 п. 0000008928 00000 н. 0000010612 00000 п. 0000010748 00000 п. 0000011297 00000 п. 0000011769 00000 п. 0000011898 00000 п. 0000012009 00000 п. 0000012034 00000 п. 0000012497 00000 п. 0000012522 00000 п. 0000012999 00000 н. 0000013252 00000 п. 0000013711 00000 п. 0000013966 00000 п. 0000014561 00000 п. 0000016573 00000 п. 0000018429 00000 п. 0000018855 00000 п. 0000018942 00000 п. 0000019358 00000 п. 0000019848 00000 н. 0000021626 00000 п. 0000023669 00000 п. 0000025446 00000 п. 0000027450 00000 п. 0000027555 00000 п. 0000046744 00000 п. 0000047004 00000 п. 0000049568 00000 п. 0000049956 00000 н. 0000052605 00000 п. 0000078691 00000 п. 0000078760 00000 п. 0000078829 00000 п. 0000086549 00000 п. 0000086633 00000 п. 0000093328 00000 п. 0000103551 00000 н. 0000103819 00000 п. 0000104167 00000 н. 0000104202 00000 н. 0000104338 00000 п. 0000104464 00000 н. 0000104729 00000 н. 0000104894 00000 н. 0000105528 00000 н. 0000105683 00000 п. 0000105906 00000 н. 0000106141 00000 п. 0000106287 00000 н. 0000106424 00000 н. 0000106563 00000 н. 0000106698 00000 н. 0000106856 00000 п. 0000107164 00000 н. 0000107670 00000 п. 0000107835 00000 п. 0000142425 00000 н. 0000144233 00000 н. 0000144668 00000 н. 0000145168 00000 н. 0000155404 00000 н. 0000156168 00000 н. 0000172369 00000 н. 0000182386 00000 н. 0000184929 00000 н. 0000193380 00000 н. 0000194036 00000 н. 0000194487 00000 н. 0000204653 00000 н. 0000237447 00000 н. 0000237967 00000 н. 0000247825 00000 н. 0000275424 00000 н. 0000282854 00000 н. 0000291189 00000 н. 0000297961 00000 н. 0000307984 00000 н. 0000308873 00000 н. 0000337434 00000 н. 0000360113 00000 п. 0000367199 00000 н. 0000372654 00000 н. 0000388229 00000 п. 0000388787 00000 н. 0000394277 00000 н. 0000399919 00000 н. 0000406924 00000 н. 0000421827 00000 н. 0000433711 00000 н. 0000444174 00000 н. 0000471340 00000 н. 0000528506 00000 н. 0000529129 00000 н. 0000658445 00000 н. 0000675653 00000 н. 0000676559 00000 н. 0000677526 00000 н. 0000719592 00000 н. 0000764222 00000 н. 0000791679 00000 п. 0000797168 00000 н. 0000797727 00000 н. 0000798291 00000 п. 0000803672 00000 н. 0000814186 00000 н. 0000814555 00000 н. 0000814657 00000 н. 0000003016 00000 н. трейлер ] / Назад 1069978 >> startxref 0 %% EOF 164 0 объект > поток hb``b`) a`g`AD8X81Z9 @ H @ NUFEYL ^ AVB \ QIJMZKSGQP T \

    Схема светодиодного регулятора тока

    - Комната для роботов

    На этой странице описана схема включения различных светодиодов в составе средства тестирования светодиодов с ЖК-дисплеем.Эта схема очень похожа на исходную схему постоянного тока LM317, но с дополнительными компонентами для поддержки измерений. Вам следует прочитать эту страницу, чтобы понять, как работает основная схема, и узнать формулу текущего диапазона.

    Схема стабилизатора тока тестера светодиодов

    В расширенную схему теперь входят:

    SW1: Выключатель питания. Что мне понравилось в оригинальном тестере светодиодов, так это то, что его не нужно было включать или выключать; светодиод замкнул цепь.Без светодиода ток не течет. Подумав, я мог бы придумать транзисторный переключатель для включения микроконтроллера, когда на контактных площадках будет установлен светодиод. Между тем, простой переключатель предотвращает разряд батареи, когда инструмент не используется.

    D1, C1, VR1, R2, R1: Эти компоненты идентичны оригинальному тестеру светодиодов. Подробности см. На этой странице.

    Тестовые площадки для светодиодов: Тестовые площадки теперь ближе друг к другу, чем в предыдущей конструкции.Это упрощает восполнение пробела небольшими светодиодами для поверхностного монтажа. Оригинальные тестовые планшеты со временем довольно сильно поцарапались, но не настолько, чтобы перестали работать. Я ожидаю того же результата и от нового тестера. В частности, красивое золотое покрытие не прослужит долго.

    Светодиодные испытательные площадки, изношенные за десять лет использования

    Такие открытые контактные площадки потенциально опасны для схем. Что происходит, когда светодиодный провод, пинцет или плоскогубцы замыкают подушечку? Ну не очень.Помните, что это схема с ограничением по току. В конечном итоге через резистор R6 (47 Ом) будет протекать 20 мА, который рассеивает 18 мВт. Корпус TO-92 рассеивает остаток (162 мВт), что ниже максимального тепловыделения TO-92 (600 мВт).

    Теперь мы переходим к нескольким новым интересным моментам ...

    R4, R5: Свежая батарея на 9 В измеряет 9,6 В. Вычтите падение 1,5 В для LM317L при комнатной температуре, обеспечивающей низкий ток.Это означает, что напряжение на верхней светодиодной тестовой площадке может достигать 8,1 В. Это слишком много для микроконтроллера на 5 В. Эта пара резисторов 10 кОм делит напряжение пополам, позволяя микроконтроллеру безопасно измерять напряжение в верхней части тестовой площадки. (Микроконтроллер просто удваивает измеренное значение в своих расчетах, чтобы определить фактическое напряжение.)

    R6: Резистор 47 Ом, расположенный непосредственно под тестовой площадкой светодиода низкого уровня, предоставляет три части информации:

    1. Если напряжение равно нулю, значит, светодиод не подключен.
    2. Вычитание высокого напряжения контактной площадки из низкого напряжения контактной площадки дает падение напряжения светодиода.
    3. Расчет низкого напряжения при фиксированном сопротивлении 47 Ом определяет ток. Например, 0,94 В ÷ 47 Ом = 20 мА.

    C4, C6: Эти конденсаторы 0,1 мкФ стабилизируют напряжение на тестовых площадках для измерения.

    Разделенная схема

    Но где микроконтроллер и дисплей?

    Что мне больше всего нравится в этом тестовом приборе, так это то, что ограничение тока и светодиодное освещение не зависят от измерения и отображения.Даже если в коде микроконтроллера есть ошибка, светодиод горит и безопасен.

    На микроконтроллерной стороне схемы делятся только четыре провода:

    • + 9VDC после переключателя и защиты полярности
    • ЗЕМЛЯ
    • Светодиодная площадка высокого напряжения (разделенная пополам)
    • Светодиодная панель низкого напряжения

    Давайте посмотрим, как микроконтроллер использует эти соединения.


    Простой линейный стабилизатор постоянного тока повышает допустимую нагрузку на светодиоды

    µModule (микромодуль) LTM9100 от Linear Technology принимает логические входы, которые позволяют внутреннему изолированному контроллеру переключателя питания управлять переключением MOSFET / IGBT с внешним питанием при напряжении до 1000 В постоянного тока.Он использует барьер гальванической развязки для отделения логических входов от контроллера выключателя питания, который может включать и выключать источники питания высокого напряжения. При этом изолирующий барьер защищает свои низковольтные логические входы от соседнего высоковольтного контроллера переключателя мощности.

    Во многих компьютерных приложениях используются высокие напряжения, которыми можно управлять с помощью LTM9100. Одно из таких приложений - промышленные моторные приводы, которые могут работать от 170 до 680 В постоянного тока. Сетевые солнечные системы могут работать до 600 В и более.Первичная мощность некоторых современных истребителей составляет 270 В постоянного тока. Литий-ионные батареи в электромобилях могут достигать напряжения до 400 В.

    Кроме того, центры обработки данных рассматривают возможность распределения высоковольтной мощности для снижения тока, потерь в кабелях I 2 R и веса кабелей. В этих типах приложений компьютерные команды могут создавать логические входы, которые позволяют LTM9100 управлять высоковольтной мощностью, которую необходимо включать и выключать с помощью контролируемого пускового тока.

    Ключом к защите электропитания LTM9100 является его внутренний барьер гальванической развязки 5 кВ RMS , который отделяет цифровой входной интерфейс от контроллера переключателя питания, который управляет внешним N-канальным MOSFET или IGBT-переключателем ( Рис.1 ). Микромодуль имеет интерфейс I 2 C, который обеспечивает доступ к изолированным цифровым измерениям тока нагрузки, напряжения и температуры шины, что позволяет контролировать мощность и энергию шины высокого напряжения.

    1. LTM9100 используется в качестве изолированного драйвера переключателя нагрузки верхнего плеча с использованием внешнего силового МОП-транзистора.

    Вы можете настроить этот изолированный контроллер переключателя питания для использования в приложениях с высокой или низкой стороны (отсюда и его имя Anyside), как показано на Рис.2 . Кроме того, его можно использовать в плавучих приложениях.

    Регулируемые пороги блокировки при пониженном и повышенном напряжении гарантируют, что нагрузка будет работать только тогда, когда входное напряжение находится в допустимом диапазоне. Автоматический выключатель с ограничением тока защищает источник питания от перегрузки и короткого замыкания.

    Этот изолированный контроллер выключателя питания минимизирует пусковой ток за счет плавного пуска нагрузки. Он достаточно универсален для управления пусковым током в платах с горячей заменой, трансформаторах переменного тока, моторных приводах и индуктивных нагрузках.

    Более старый метод управления пусковым током использует термисторы с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) или ограничители пускового тока NTC. Эти устройства начинают с высокого сопротивления при комнатной температуре до включения питания или нагрузки; высокое сопротивление ограничивает пусковой ток при включении. Однако, если цепь быстро выключается и включается, ограничения пускового тока не происходит, потому что резистор недостаточно остыл, чтобы восстановить свое высокое сопротивление.

    2. LTM9100 может быть сконфигурирован как для работы на стороне высокого, так и на стороне низкого уровня (возврат на землю).

    Другие методы управления пусковым током включают симисторы перехода через ноль, схемы управления активным коэффициентом мощности (PFC) и индуктивную входную фильтрацию с демпфированием. Они могут быть сложными, громоздкими и в первую очередь для входов переменного тока.

    Рис. 3 - упрощенная схема LTM9100, показывающая его изолирующий барьер, который разделяет микромодуль на логическую и изолированную стороны. Для питания изолированной стороны используется полностью интегрированный регулятор напряжения, включая трансформатор, поэтому внешние компоненты не требуются.Логическая сторона содержит драйвер полного моста, работающий на частоте 2 МГц, который связан по переменному току с первичной обмоткой трансформатора. Блокирующий конденсатор постоянного тока предотвращает насыщение трансформатора из-за дисбаланса рабочего цикла драйвера. Трансформатор масштабирует первичное напряжение, которое выпрямляется симметричным удвоителем напряжения. Такая топология снижает синфазные возмущения напряжения на изолированной стороне заземления и устраняет насыщение трансформатора, вызванное вторичным дисбалансом.

    Встроенный регулятор напряжения питает 10.4 В и 5 В для контроллера выключателя питания. Изолированные измерения тока нагрузки и двух входов напряжения выполняются 10-разрядным АЦП и доступны через интерфейс I 2 C. Логика и интерфейс I 2 C отделены от контроллера переключателя питания изоляционным барьером 5 кВ RMS , что делает LTM9100 идеальным для систем, в которых контроллер переключателя питания работает с шинами до 1000 В, постоянного тока, . Гальваническая развязка необходима для защиты цепей управления, безопасности оператора и прерывания цепей заземления.

    3. Барьер гальванической развязки разделяет LTM9100 на изолированную сторону и логическую сторону. 10-битный АЦП в контроллере переключателя питания контролирует напряжение SENSE на резисторе считывания тока RS. Цепи высокого напряжения

    управляются путем кодирования сигналов в импульсы и передачи их через границу изоляции с помощью трансформаторов без сердечника, сформированных в подложке микромодуля, как показано на рис. 4 . Бесперебойная связь гарантируется для переходных процессов в синфазном режиме 50 кВ / мкс.Эта система с обновлением данных, проверкой ошибок, безопасным отключением в случае сбоя и чрезвычайно высокой устойчивостью к синфазным помехам является надежным решением для изоляции двунаправленных сигналов.

    Чтобы гарантировать прочный изолирующий барьер, каждый LTM9100 проходит производственные испытания на 6 кВ RMS . Кроме того, он будет соответствовать стандарту UL 1577, что позволит производителям конечного оборудования сэкономить месяцы времени на сертификацию. Сквозная изоляция на большом расстоянии означает высокий уровень электростатического разряда ± 20 кВ через барьер.

    LTM9100 идеально подходит для использования в сетях, где заземление может принимать различные напряжения.Изолирующий барьер блокирует высокие перепады напряжения и исключает контуры заземления и чрезвычайно устойчив к синфазным переходным процессам между плоскостями заземления.

    Хотя его основное применение - управление внешним N-канальным переключателем MOSFET, вы также можете использовать IGBT. Это может быть необходимо для приложений с напряжением выше 250 В, где традиционные полевые МОП-транзисторы с достаточным SOA (безопасная рабочая зона) и низким R DS (ON) могут быть недоступны.

    IGBT доступны с номинальным напряжением 600 В, 1200 В и выше.Не все IGBT подходят, однако, только те, которые предназначены для работы на постоянном или близком к постоянному току, как указано в их технических характеристиках рабочих характеристик SOA. Дополнительную озабоченность вызывает напряжение насыщения коллектор-эмиттер IGBT. Пороговое значение сливного штифта составляет 1,77 В. В некоторых случаях напряжение насыщения IGBT, V CE (SAT) , может быть выше, чем это, что требует делителя напряжения на входном контакте Drain.

    4. LTM9100 передает сигналы и мощность через изолирующий барьер. Сигналы кодируются в импульсы и проходят через границу изоляции с помощью трансформаторов без сердечника, сформированных в подложке микромодуля.Это обеспечивает чрезвычайно надежную схему двунаправленной связи.

    IGBT следует выбирать с максимальным пороговым напряжением между затвором и эмиттером, В GE (TH) , что соответствует минимальному хорошему состоянию питания LTM9100 GATE, или В S минимальному UVLO (блокировка при пониженном напряжении) 8,5 В. Пороговое напряжение, указанное в таблице электрических характеристик устройства, часто соответствует очень низким токам коллектора.

    Внутренний усилитель (A1), подключенный к контактам Sense, контролирует ток нагрузки через внешний резистор считывания RS, обеспечивая защиту от перегрузки по току и короткого замыкания.В условиях перегрузки по току ток ограничивается до 50 мВ / RS посредством регулирования затвора. Если состояние перегрузки по току сохраняется более 530 мкс, ворота отключаются.

    При использовании силового полевого МОП-транзистора LTM9100 контролирует напряжение стока и затвора, чтобы определить, полностью ли усилен полевой МОП-транзистор. После успешного включения полевого МОП-транзистора два сигнала Power Good выводятся на контакты PG и PGIO. Эти штифты позволяют включать и упорядочивать нагрузки. Вывод PGIO также может быть настроен как вход или выход общего назначения.

    Перед включением полевого МОП-транзистора напряжение питания внутреннего привода затвора V S и V CC2 должно превышать их пороговые значения блокировки при пониженном напряжении. MOSFET отключается до тех пор, пока не будут выполнены все условия запуска.

    10-битный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) в контроллере переключателя мощности измеряет напряжение считывания, полученное с усилителя A1. Кроме того, он измеряет напряжения на выводах ADIN2 и ADIN, которые используются для вспомогательных функций, таких как измерение напряжения шины или температуры и т. Д.

    Интерфейс I 2 C позволяет читать регистры данных АЦП. Это также позволяет хосту опрашивать устройство и определять, произошла ли ошибка. Вы можете использовать контакт ALERT * на логическом входе в качестве прерывания, чтобы хост мог реагировать на сбой в режиме реального времени. Два контакта с тремя состояниями, ADR0 и ADR1, позволяют программировать восемь возможных адресов устройства. Интерфейс также может быть сконфигурирован для однопроводного широковещательного режима, отправляя данные АЦП и информацию о неисправности через вывод SDA на хост без синхронизации линии SCL.Эта однопроводная односторонняя связь упрощает проектирование системы.

    Цепи логического управления питаются от внутреннего LDO, который получает 5 В от источника питания VS. Выход 5 В доступен на выводе VCC2 для управления внешними цепями (ток нагрузки до 15 мА). VCC2 развязан внутри конденсатором емкостью 1 мкФ.

    В диапазоне температур от -40 o C до 105 o C LTM9100 предлагается в корпусе BGA 22 мм x 9 мм x 5,16 мм с расстоянием утечки 14,6 мм между логической стороной и изолированной стороной.

    Типы конструкции, работы и проектирования

    Как и в ситуациях, когда нам нужно регулировать напряжение в наших конструкциях, существуют сценарии, в которых нам нужно регулировать ток, который подается в определенную часть нашей цепи. В отличие от преобразования (переход от одного уровня напряжения к другому), которое обычно является одной из основных причин регулирования напряжения, регулирование тока обычно заключается в поддержании постоянного тока, который подается, независимо от изменений сопротивления нагрузки или входного напряжения.Цепи (встроенные или нет), которые используются для обеспечения источника постоянного тока , называются (постоянными) регуляторами тока и очень часто используются в силовой электронике.

    Хотя регуляторы тока использовались в нескольких приложениях на протяжении многих лет, возможно, до недавнего времени они не были одной из самых популярных тем в обсуждениях проектирования электроники. Текущие регуляторы теперь достигли своего рода повсеместного статуса благодаря их важным приложениям в светодиодном освещении среди других приложений.

    В сегодняшней статье мы рассмотрим эти регуляторы тока и исследуем лежащие в их основе принципы работы, их конструкцию, типы и области применения, среди прочего .

    Принцип действия регулятора тока

    Работа регулятора тока аналогична работе регулятора напряжения с основным отличием в параметре, который они регулируют, и величине, которую они изменяют для обеспечения своего выхода. В регуляторах напряжения ток изменяется для достижения необходимого уровня напряжения, в то время как регуляторы тока обычно включают изменения напряжения / сопротивления для достижения требуемого выходного тока.Таким образом, хотя это возможно, обычно трудно одновременно регулировать напряжение и ток в цепи.

    Чтобы понять, как работают регуляторы тока, необходимо быстро взглянуть на закон Ома;

      В = ИК или I = В / П  

    Это означает, что для поддержания постоянного тока на выходе эти два свойства (напряжение и сопротивление) должны поддерживаться постоянными в цепи или регулироваться таким образом, чтобы при изменении одного значения другого соответственно регулировалось для сохранения такой же выходной ток.Таким образом, регулирование тока включает в себя регулировку напряжения или сопротивления в цепи или обеспечение неизменности значений сопротивления и напряжения независимо от требований / воздействий подключенной нагрузки.

    Регулятор тока рабочий

    Чтобы правильно описать, как работает регулятор тока, рассмотрим приведенную ниже принципиальную схему.

    Переменный резистор в приведенной выше схеме используется для представления действия регулятора тока.Предположим, что переменный резистор автоматизирован и может автоматически регулировать собственное сопротивление. Когда схема находится под напряжением, переменный резистор регулирует свое сопротивление, чтобы компенсировать изменения тока из-за изменения сопротивления нагрузки или напряжения питания. Относительно базового класса электричества вы должны помнить, что при увеличении нагрузки, которая по сути является сопротивлением (+ емкость / индуктивность), происходит эффективное падение тока, и наоборот. Таким образом, когда нагрузка в цепи увеличивается (увеличение сопротивления), а не падение тока, переменный резистор уменьшает свое собственное сопротивление, чтобы компенсировать повышенное сопротивление и обеспечить одинаковые токи.Таким же образом, когда сопротивление нагрузки уменьшается, переменное сопротивление увеличивает свое собственное сопротивление, чтобы компенсировать уменьшение, таким образом поддерживая значение выходного тока.

    Другой подход к регулированию тока состоит в том, чтобы подключить достаточно высокий резистор параллельно нагрузке так, чтобы в соответствии с законами основного электричества ток протекал по пути с наименьшим сопротивлением, который в этом случае будет проходить через нагрузку с только «незначительное» количество тока, протекающего через резистор с высоким номиналом.

    Эти изменения также влияют на напряжение, поскольку некоторые регуляторы тока поддерживают ток на выходе, изменяя напряжение. Таким образом, практически невозможно регулировать напряжение на том же выходе, на котором регулируется ток.

    Конструкция регуляторов тока Регуляторы тока

    обычно реализуются с использованием стабилизаторов напряжения на основе микросхем, таких как MAX1818 и LM317, или с использованием пассивных и активных компонентов, таких как транзисторы и стабилитроны.

    Проектирование регуляторов тока с использованием регуляторов напряжения

    Для разработки регуляторов тока с использованием регулятора напряжения на основе микросхемы, метод обычно включает настройку регуляторов напряжения с постоянным сопротивлением нагрузки, и обычно используются линейные регуляторы напряжения, поскольку напряжение между выходом линейных регуляторов и их землей обычно составляет Таким образом, жестко регулируемый, фиксированный резистор может быть вставлен между выводами, так что фиксированный ток течет к нагрузке.Хороший пример дизайна, основанного на этом, был опубликован Budge Ing в одной из публикаций EDN в 2016 году.

    Используемая схема использует линейный стабилизатор LDO MAX1818 для создания стабилизированного источника постоянного тока на стороне высокого напряжения. Источник питания (показанный на изображении выше) был разработан таким образом, что он питает RLOAD постоянным током, который равен I = 1,5 В / ROUT. Где 1,5 В - предустановленное выходное напряжение MAX1818 , но его можно изменить с помощью внешнего резистивного делителя.

    Для обеспечения оптимальной производительности конструкции напряжение на входной клемме MAX1818 должно быть до 2,5 В, но не выше 5,5 В, поскольку это рабочий диапазон, указанный в техническом паспорте. Чтобы удовлетворить это условие, выберите значение ROUT, которое позволяет от 2,5 В до 5,5 В между IN и GND. Например, при нагрузке, скажем, 100 Ом при 5 В VCC, устройство правильно работает с ROUT выше 60 Ом, так как это значение допускает максимальный программируемый ток 1,5 В / 60 Ом = 25 мА. Тогда напряжение на устройстве будет равно минимально допустимому: 5 В - (25 мА × 100 Ом) = 2.5В.

    Другие линейные регуляторы, такие как LM317, также могут использоваться в аналогичном процессе проектирования, но одно из основных преимуществ , которые имеют микросхемы типа MAX1818 по сравнению с другими, заключается в том, что они включают тепловое отключение, которое может быть очень важным в текущем положении , поскольку температура ИС имеет тенденцию к нагреванию при подключении нагрузок с высокими требованиями к току.

    Для регулятора тока на базе LM317 рассмотрите схему ниже;

    LM317 сконструированы таким образом, что регулятор продолжает регулировать свое напряжение до тех пор, пока напряжение между его выходным контактом и его регулировочным контактом не достигнет 1.25 В и как таковой делитель обычно используется при реализации в ситуации регулятора напряжения. Но для нашего случая использования в качестве регулятора тока это на самом деле очень упрощает нам задачу, потому что, поскольку напряжение постоянно, все, что нам нужно сделать, чтобы сделать ток постоянным, - это просто вставить резистор последовательно между выводами Vout и ADJ. как показано на схеме выше. Таким образом, мы можем установить выходной ток на фиксированное значение, которое задается:

      I = 1,25 / R 
     

    Значение R является определяющим фактором значения выходного тока.

    Чтобы создать регулятор переменного тока, нам нужно только добавить переменный резистор в схему вместе с другим резистором, чтобы создать делитель на регулируемом выводе, как показано на изображении ниже.

    Работа схемы такая же, как и в предыдущей, с той разницей, что ток можно регулировать в цепи, поворачивая ручку потенциометра для изменения сопротивления. Напряжение на R составляет;

      В = (1 + R1 / R2) x 1.25  

    Это означает, что ток через R равен;

      I  R  = (1,25 / R) x (1+ R1 / R2). 
     

    Это дает цепи диапазон тока I = 1,25 / R и (1,25 / R) x (1 + R1 / R2)

    Зависит от установленного тока; Убедитесь, что номинальная мощность резистора R может выдерживать ток, протекающий через него.

    Преимущества и недостатки использования LDO в качестве регулятора тока

    Ниже приведены некоторые преимущества для выбора подхода линейного регулятора напряжения.

    ИС регулятора
    1. имеют защиту от перегрева, которая может пригодиться при подключении нагрузок с повышенными требованиями к току.
    2. ИС регулятора
    3. имеют больший допуск для больших входных напряжений и в значительной степени поддерживают высокое рассеивание мощности.
    4. Подход ИС регулятора предполагает использование меньшего количества компонентов с добавлением лишь нескольких резисторов в большинстве случаев, за исключением случаев, когда требуются более высокие токи и подключены силовые транзисторы.Это означает, что вы можете использовать одну и ту же микросхему для регулирования напряжения и тока.
    5. Уменьшение количества компонентов может означать сокращение стоимости внедрения и времени разработки.

    Недостатки:

    С другой стороны, конфигурации, описанные в рамках подхода ИС регулятора, позволяют пропускать ток покоя от регулятора к нагрузке в дополнение к регулируемому выходному напряжению. Это приводит к ошибке, которая может быть недопустимой в некоторых приложениях.Однако это можно уменьшить, выбрав регулятор с очень низким током покоя.

    Еще одним недостатком подхода к регулятору IC является отсутствие гибкости в конструкции.

    Помимо использования микросхем регуляторов напряжения, регуляторы тока также могут быть спроектированы с использованием желейных частей, включая транзисторы, операционные усилители и стабилитроны с необходимыми резисторами. Стабилитрон используется в схеме, вероятно, просто, как если бы вы помните, что стабилитрон используется для регулирования напряжения.Конструкция регулятора тока с использованием этих деталей является наиболее гибкой, поскольку их обычно легко интегрировать в существующие схемы.

    Регулятор тока на транзисторах

    В этом разделе мы рассмотрим два дизайна. В первом будут использованы только транзисторы, а во втором - операционный усилитель и силовой транзистор .

    Для транзисторов рассмотрим схему ниже.

    Регулятор тока, описанный на схеме выше, является одной из простейших конструкций регулятора тока. Это регулятор тока низкого напряжения ; Подключил после нагрузки до земли. Он состоит из трех основных компонентов; управляющий транзистор (2N5551), силовой транзистор (TIP41) и шунтирующий резистор (R). Шунт, который по сути представляет собой резистор малой мощности, используется для измерения тока, протекающего через нагрузку. При включении цепи на шунте отмечается падение напряжения.Чем выше значение сопротивления нагрузки RL, тем больше падение напряжения на шунте. Падение напряжения на шунте действует как триггер для управляющего транзистора, так что чем выше падение напряжения на шунте, тем больше транзистор проводит и регулирует напряжение смещения, приложенное к базе силового транзистора, для увеличения или уменьшения проводимости с резистор R1, действующий как резистор смещения.

    Как и в других схемах, переменный резистор может быть добавлен параллельно шунтирующему резистору для изменения уровня тока путем изменения величины напряжения, приложенного к базе управляющего транзистора.

    Регулятор тока с операционным усилителем

    Для второго варианта конструкции рассмотрим схему ниже;

    Эта схема основана на операционном усилителе , и, как и в примере с транзистором, также использует шунтирующий резистор для измерения тока. Падение напряжения на шунте подается в операционный усилитель, который затем сравнивает его с опорным напряжением, установленным стабилитроном ZD1.Операционный усилитель компенсирует любые расхождения (высокие или низкие) в двух входных напряжениях, регулируя свое выходное напряжение. Выходное напряжение операционного усилителя подключается к мощному полевому транзистору, и проводимость зависит от приложенного напряжения.

    Основным отличием этой конструкции от первой является опорное напряжение, реализуемое стабилитроном. Обе эти конструкции являются линейными, и при высоких нагрузках будет генерироваться большое количество тепла, поэтому к ним должны быть присоединены радиаторы для отвода тепла.

    Преимущества и недостатки

    Основным преимуществом этого подхода к проектированию является гибкость, которую он предоставляет проектировщику. Детали могут быть выбраны, а конструкция сконфигурирована по вкусу без каких-либо ограничений, связанных с внутренней схемой, которая характерна для подхода, основанного на регуляторе, основанном на ИС.

    С другой стороны, этот подход имеет тенденцию быть более утомительным, трудоемким, требует большего количества деталей, громоздких, подверженных сбоям и более дорогих по сравнению с подходом на основе регуляторов.

    Применение регуляторов тока

    Регуляторы постоянного тока находят применение во всех видах устройств, от цепей питания до цепей зарядки аккумуляторов, драйверов светодиодов и других приложений, где необходимо регулировать постоянный ток независимо от приложенной нагрузки.

    Вот и все! Надеюсь, ты кое-что узнал.

    До следующего раза!

    Регулятор напряжения для линейного постоянного тока (1.5А) Драйвер светодиода?

    Я подумываю о создании собственного драйвера для светодиода ~ 1,5 А для питания микроскопа для моих исследований.

    Для этого приложения эффективность не критична, но поскольку время экспозиции камеры может быть коротким (~ 1 мс), важна стабильность / отсутствие пульсации. Таким образом, здесь обычно избегают понижающих / повышающих или других импульсных регуляторов, а также ШИМ. (Возможно, подходящая выходная фильтрация решит эту проблему, но время включения / выключения <500 нс [редактировать: <500 микросекунд] также очень желательно.)

    Какой регулятор тока лучше всего подходит для этой установки? (Я буду использовать приличный импульсный источник постоянного напряжения, чтобы обеспечить входную мощность для любого источника постоянного тока, который я выберу.)

    Одним из вариантов было бы использовать регулируемый регулятор напряжения, такой как LM317 (но способный обрабатывать больший ток, поэтому, возможно, LT1764, который также имеет полезный вывод отключения), настроенный в стандартном режиме постоянного тока, где ток определяется резистор между выводами Vout и Vadj.(Напряжение между этими контактами поддерживается на уровне ~ 1,21 В для LT1764, поэтому для 1 А вам понадобится резистор на 1,2 Ом, а для 1,5 А - резистор на 0,8 Ом.)


    (источник: diyaudioprojects.com)

    Другой вариант может заключаться в использовании нового регулятора напряжения «с одним резистором», такого как LT3083, где напряжение регулируется сопротивлением заземления с одного контакта (через который проталкивается 50 микроампер путем изменения напряжения: так, например, резистор 20 кОм индуцирует выход 1 В, а резистор сопротивлением 1 Ом на этом выходе, следовательно, вызовет ток 1 А).

    Вот две "рекомендуемые" схемы постоянного тока из таблицы: Источник постоянного тока:

    Или драйвер светодиода с меньшим падением напряжения

    Самое приятное в LT3083 заключается в том, что для регулировки тока можно использовать потенциометр 20 кОм, в отличие от LT1674, где вам понадобится 20-омный потенциометр (гораздо труднее получить) для регулировки между ~ 0,1A и 1,5A. . Но я не уверен, какая из двух предложенных схем драйвера для LT3083 будет более устойчивой к пульсации от источника входного напряжения, если таковая имеется.И я не знаю, плохая ли это идея по другим причинам по сравнению с более стандартными регуляторами. (например, если контакт adj оставлен плавающим, похоже, что LT3083, вероятно, повысит напряжение и зажжет светодиод. Так что, если горшок выходит из строя или разрывается соединение, это может быть плохой новостью.)

    Итак, у кого-нибудь есть предложения по лучшему варианту?

    Simple Power LED Linear Current Regulator, исправленный и уточненный: 3 шага

    Эта инструкция по сути является повторением схемы линейного регулятора тока Дэна.Его версия, конечно, очень хороша, но чего-то не хватает ясности. Это моя попытка решить эту проблему. Если вы понимаете и можете создать версию Дэна, моя версия, вероятно, не скажет вам ничего ужасно нового. Однако ...

    ... Собирая свой собственный регулятор на основе регулятора Дэна, я продолжал смотреть на его фотографии компонентов и прищуриваться - , какой контакт с каким другим? Это связано с этим или нет? Это, конечно, простая схема, но я не инженер-электрик и не хотел ошибаться... Потому что, даже немного ошибившись, иногда приводит к самопожертвованию.

    Я добавил компонент: переключатель между плюсовым выводом источника питания постоянного тока и остальной частью схемы, чтобы я мог включать и выключать его. Нет причин исключать это, и это очень удобно.

    Я должен также отметить здесь в начале: какие бы утверждения Дэна ни были об обратном, эта схема в конечном итоге НЕ подходит для питания светодиода от источника питания, который значительно превышает падение напряжения светодиода.Я пробовал управлять одним синим светодиодом 3,2 В на 140 мАч (проверенный ток был на самом деле 133 мАч - очень близко) от источника питания, рассчитанного на 9,5 В, и в результате в течение 60 секунд светодиод начал мигать, а затем, в конце концов, выключить ... Он делал это несколько раз с постоянно сокращающимися периодами времени между включением и отказом. Теперь вообще не включается. Сказав это, я также почти непрерывно управлял одним светодиодом высокой мощности RGB в течение месяца, используя другой источник питания, который более точно соответствует падению напряжения светодиода - так что эта схема может работать , вроде как, но не всегда , конечно, не так, как было обещано изначально, и вполне может испортить ваш индикатор питания по пути.Голос опыта здесь говорит, что он будет работать до тех пор, пока требования ваших светодиодов точно соответствуют мощности в вольтах, поступающей от вашего источника питания. Если вы заметили мерцание, это означает, что светодиод (ы) перегорел и уже необратимо поврежден. Мне потребовалось шесть разрушенных светодиодов питания, чтобы понять это. «Многие ботаны умерли, чтобы донести до нас эту информацию ...»

    Припасы:

    Вот список поставки Дэна компонентов, слово в слово, но с поправкой на первый элемент (Дэн ошибочно назвал товарный номер Резистор 10 кОм, а не резистор 100 кОм - в списке теперь отображается номер правильного типа).Я также добавил ссылки на упомянутые продукты:
    —-

    R1: резистор приблизительно 100 кОм (например: Yageo FMP100JR-52-100K)
    R3: резистор установки тока - см. Ниже
    Q1: маленький транзистор NPN например: Fairchild 2N5088BU)
    Q2: большой N-канальный полевой транзистор (например, Fairchild FQP50N06L)
    Светодиод: светодиодный индикатор питания (например: Luxeon 1-ваттная белая звезда LXHL-MWEC)

    ——

    Компонент переключателя, S1 должен быть рассчитан на напряжение источника питания постоянного тока, который вы собираетесь использовать.Например, выключатель на 12 В не будет рассчитан на питание 18 В.

    Обратите внимание, что Q2 также называется MOSFET, nMOSFET, NMOS, n-канальным MOSFET и n-канальным QFET MOSFET взаимозаменяемо, Q1 также называется биполярным переходным транзистором NPN или NPN BJT.

    Дэн не углубляется в то, что означает «приблизительно», и не объясняет, как далеко вы можете зайти или на что это повлияет; он также не объясняет «малый» или «большой» и те эффекты, которые они могут иметь .К сожалению, я тоже не могу. Кажется, мы застряли в соблюдении этих конкретных компонентов, пока не получим степень в области электротехники. Строгое соблюдение правил кажется единственным разумным вариантом, особенно учитывая хрупкость светодиодов.

    Относительно R3:

    Согласно Дэну, значение R3 в омах должно быть связано с током, при котором вы хотите управлять своим светодиодом (пределы которого уже установлены производителем), чтобы желаемый ток в амперах = 0.5 / R3. В таком уравнении большее сопротивление в R3 приведет к меньшему току, протекающему через светодиод. Интуитивно это приводит к выводу, что идеальное сопротивление (то есть полное отсутствие резистора) будет означать, что светодиод не будет работать (0,5 / бесконечность = меньше нуля). На самом деле я вовсе не уверен, что это правда, и мои собственные эмпирические тесты этой схемы показывают, что это не так. Тем не менее, если мы будем действовать по плану Дэна, резистор R3 5 Ом будет производить постоянный ток 0.5/5 = 0,1 ампер или 100 миллиампер. Большая часть светодиодов питания, похоже, работает около 350 мАч, поэтому для них вам нужно установить значение R3 около 1,5 Ом. Для тех, кто менее знаком с резисторами, имейте в виду, что вы можете установить это 1,5 Ом, используя комбинацию разных резисторов, подключенных параллельно, при условии, что ваш окончательный комбинированный результат составляет 1,5 Ом. Например, если вы используете два резистора, ваше значение R3 будет равно значению резистора 1, умноженному на значение резистора 2, и произведению, разделенному на сумму R1 + R2.Другой пример: 1 резистор 5 Ом, соединенный параллельно с другим резистором, скажем, 3 Ом, дает вам (5x3) / (5 + 3) = 15/8 = 1,875 Ом, что затем приведет к постоянному току в этой цепи 0,5 / 1,875 = 0,226 ампер или 266 мАч.

    Резисторы рассчитаны на разные способности рассеивать мощность. Маленькие резисторы могут рассеивать меньше энергии, чем большие, потому что более крупные не сгорают так быстро, если через них проходит слишком большой ток. В этой схеме нельзя использовать резистор поверхностного монтажа, потому что он не справляется с рассеиваемой мощностью.Кроме того, вы не сможете найти резистор «слишком большого размера». Большие / физически большие резисторы просто способны выдерживать большую мощность, чем меньшие. Более крупные могут стоить дороже и занимать больше места, но стоимость обычно незначительна (каждая сломанная стереосистема имеет в себе сотню резисторов с огромной номинальной мощностью), а разница в пространстве составляет порядка кубических миллиметров, поэтому не стесняйтесь ошибаться, проявляя осторожность и используйте самые большие резисторы подходящего сопротивления, какие только сможете найти.Вы можете выбрать один слишком маленький, но невозможно выбрать слишком большой.

    Обратите внимание: если у вас есть под рукой нихромовый провод с высоким сопротивлением, вы, вероятно, можете отрезать его до длины, которая будет соответствовать вашим потребностям в сопротивлении, без необходимости использовать несколько резисторов. Вам понадобится омметр, чтобы проверить фактическое значение сопротивления, и имейте в виду, что, вероятно, существует некоторая степень сопротивления (возможно, до 1 Ом) между двумя проводами вашего омметра, как есть: сначала проверьте это с помощью прикоснувшись к ним вместе и посмотрите, что считывает устройство, затем учтите это, когда вы определите, сколько нихромовой проволоки вы собираетесь использовать (если вы обнаружите 0.Сопротивление 5 Ом, когда вы касаетесь проводов омметра вместе, и вам нужно получить, скажем, 1,5 Ом сопротивления на вашем нихромовом проводе, затем вам понадобится этот провод, чтобы «измерить» 2,0 Ом сопротивления для вас на Омметр).

    В качестве альтернативы можно использовать кусочек нихромовой проволоки для замыкания этой цепи даже для светодиода, номинальный ток которого вам неизвестен! Когда ваша цепь будет завершена, но без R3, используйте длину нихромовой проволоки, которая определенно длиннее, чем необходимое вам сопротивление, по крайней мере, на дюйм или два (чем толще этот провод, тем длиннее кусок вам понадобится.Потом включите схему - ничего не произойдет. Теперь прикрепите электрическую дрель к середине U-образной части нихромовой проволоки так, чтобы по мере вращения сверла она начинала наматывать проволоку на сверло. МЕДЛЕННО включите дрель. Если все остальные части схемы подключены правильно, светодиод вскоре загорится очень тускло и станет ярче по мере того, как провод становится короче! Остановитесь, когда свет станет ярким - если провод станет слишком коротким, светодиод перегорит. Однако не всегда легко определить, когда наступил этот момент, поэтому вы рискуете, применив эту технику.

    Относительно радиаторов:
    Дэн также упоминает о возможной важности радиаторов для этого проекта и о необходимости внешнего источника питания постоянного тока на напряжение от 4 до 18 вольт (очевидно, ампер не имеет значения для этой мощности. поставка, хотя я этого доподлинно не знаю). Если вы работаете с мощным светодиодом, вам понадобится какой-то радиатор, прикрепленный к нему, и, вероятно, вам понадобится один, выходящий за рамки простой алюминиевой «звезды» с крыльями летучей мыши, снабженной множеством светодиодов Luxeon.Радиатор для Q2 понадобится только в том случае, если вы используете в цепи более 200 мАч энергии и / или разница напряжений между источником питания постоянного тока и совокупным «падением» напряжения ваших светодиодов является «большим» (если разница больше 2 вольт, я бы обязательно радиатор использовал). Для наиболее эффективного использования любого радиатора также требуется использование небольшого количества термопасты (Arctic Silver считается продуктом высшего качества): очистите радиатор и корпус полевого МОП-транзистора / светодиода спиртом, смажьте гладкий, ровный, ТОНКИЙ слой термопасты на каждой поверхности (я предпочитаю использовать лезвие ножа X-acto для получения абсолютно гладких, самых ровных и тонких результатов), затем прижмите поверхности вместе и закрепите одним или несколькими винтами в подходящем место.В качестве альтернативы есть несколько видов термоленты, которые также могут служить той же цели.

    Вот несколько подходящих вариантов радиатора и источника питания для типичной схемы с одним светодиодом (помните, что во многих конфигурациях вам может потребоваться ДВА радиатора - один для светодиода и один для MOSFET):

    Радиатор
    Источник питания

    Относительно источников питания:
    Краткое примечание относительно источников питания: практически все блоки питания указывают где-нибудь на упаковке, сколько вольт они будут и сколько ампер может дать .Тем не менее, количество вольт почти всегда занижено , и практически все блоки питания на самом деле выдают некоторое количество напряжения больше , чем указано на их упаковке. По этой причине будет важно протестировать любой данный источник питания, который утверждает, что выдает напряжение около верхнего предела нашего спектра (то есть около 18 вольт), чтобы убедиться, что он на самом деле не выдает слишком большую мощность (25 вольт, вероятно, превышают конструктивные ограничения нашей схемы).

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *