Импульсный стабилизатор тока для светодиодов: Стабилизатор тока для светодиодов, схемы

Содержание

Стабилизатор напряжения или стабилизатор тока. Что ставить?

Каждый раз, читая новые записи в блогах я сталкиваюсь с одной и той же ошибкой — ставят стабилизатор тока там, где нужен стабилизатор напряжения и наоборот. Постараюсь объяснить на пальцах, не углубляясь в дебри терминов и формул. Особенно будет полезно тем, кто ставит драйвер для мощных светодиодов и питает им множество маломощных. Для вас — отдельный абзац в конце статьи. 😉

Для начала разберемся с понятиями:

СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ
Исходя из названия — стабилизирует напряжение. Если написано, что стабилизатор 12В и 3А, то значит стабилизирует именно на напряжение 12В! А вот 3А — это максимальный ток, который может отдать стабилизатор. Максимальный! А не «всегда отдает 3 ампера». То есть от может отдавать и 3 миллиампера, и 1 ампер, и два… Сколько ваша схема кушает, столько и отдает. Но не больше трех. Собственно это главное.


Когда-то они были такие и подключали к ним телевизоры…

И теперь я перейду к описанию видов стабилизаторов напряжения:

Линейные стабилизаторы (те же КРЕН или LM7805/LM7809/LM7812 и тп)


Вот она — LM7812. Наш советский аналог — КРЕН8Б
.
Самый распространенный вид. Они не могут работать на напряжении ниже, чем указанное у него на брюхе. То есть если LM7812 стабилизирует напряжение на 12ти вольтах, то на вход ему подать нужно как минимум примерно на полтора вольта больше. Если будет меньше, то значит и на выходе стабилизатора будет меньше 12ти вольт. Не может он взять недостающие вольты из ниоткуда. Потому и плохая это идея — стабилизировать напряжение в авто 12-вольтовыми КРЕНками. Как только на входе меньше 13.5 вольт, она начинает и на выходе давать меньше 12ти.

Еще один минус линейных стабилизаторов — сильный нагрев при хорошей такой нагрузке. То есть деревенским языком — все что выше тех же 12ти вольт, то превращается в тепло. И чем выше входное напряжение, тем больше тепла. Вплоть до температуры жарки яичницы. Чуть нагрузили ее больше, чем пара мелких светодиодов и все — получили отличный утюг.

Импульсные стабилизаторы — гораздо круче, но и дороже. Обычно для рядового покупателя это уже выглядит как некая платка с детальками.


Например вот такая платка — импульсный стабилизатор напряжения.
Бывают трех видов: понижающие, повышающие и всеядные. Самые крутые — всеядные. Им все равно, что на входе напряжение ниже или выше нужного. Он сам автоматом переключается в режим увеличения или уменьшения напряжения и держит заданное на выходе. И если написано, что ему на вход можно от 1 до 30 вольт и на выходе будет стабильно 12, то так оно и будет.

Но дороже. Но круче. Но дороже…
Не хотите утюг из линейного стабилизатора и огромный радиатор охлаждения впридачу — ставьте импульсный.
Какой вывод по стабилизаторам напряжения?
ЗАДАЛИ ЖЕСТКО ВОЛЬТЫ — а ток может плавать как угодно (в определенных пределах конечно)

СТАБИЛИЗАТОР ТОКА
В применении к светодиодам именно их еще называют «светодиодный драйвер». Что тоже будет верно.


Вот, к примеру, готовый драйвер. Хотя сам драйвер — маленькая черная восьминогая микросхема, но обычно драйвером называют всю схему сразу.
Задает ток. Стабильно! Если написано, что на выходе 350мА, то хоть ты тресни — будет именно так. А вот вольты у него на выходе могут меняться в зависимости от требуемого светодиодам напряжения. То есть вы их не регулируете, драйвер сделает все за вас исходя из количества светодиодов.
Если очень просто, то описать могу только так. =)
А вывод?
ЗАДАЛИ ЖЕСТКО ТОК — а напряжение может плавать.

Теперь — к светодиодам. Ведь весь сыр-бор из-за них.

Светодиод питается ТОКОМ. Нет у него параметра НАПРЯЖЕНИЕ. Есть параметр — падение напряжения! То есть сколько на нем теряется. Если написано на светодиоде 20мА 3.4В, то это значить что ему надо не больше 20 миллиампер. И при этом на нем потеряется 3.4 вольта. Не для питания нужно 3.4 вольта, а просто на нем «потеряется»!

То есть вы можете питать его хоть от 1000 вольт, только если подадите ему не больше 20мА. Он не сгорит, не перегреется и будет светить как надо, но после него останется уже на 3.4 вольта меньше. Вот и вся наука. Ограничьте ему ток — и он будет сыт и будет светить долго и счастливо.

Вот берем самый распространненый вариант соединения светодиодов (такой почти во всех лентах используется) — последовательно соединены 3 светодиода и резистор. Питаем от 12 вольт. Резистором мы ограничиваем ток на светодиоды, чтобы они не сгорели (про расчет не пишу, в интернете навалом калькуляторов). После первого светодиода остается 12-3.4= 8.6 вольт………Нам пока хватает. На втором потеряется еще 3.4 вольта, то есть останется 8.6-3.4=5.2 вольта. И для третьего светодиода тоже хватит. А после третьего останется 5.2-3.4=1.8 вольта. И если захотите поставить четвертый, то уже не хватит. Вот если запитать не от 12В а от 15, то тогда хватит. Но надо учесть, что и резистор тоже надо будет пересчитать. Ну вот собственно и пришли плавно к…

Простейший ограничитель тока — резистор. Их часто ставят на те же ленты и модули. Но есть минусы — чем ниже напряжение, тем меньше будет и ток на светодиоде. И наоборот. Поэтому если у вас в сети напряжение скачет, что кони через барьеры на соревнованиях по конкуру (а в автомобилях обычно так и есть), то сначала стабилизируем напряжение, а потом ограничиваем резистором ток до тех же 20мА. И все. Нам уже плевать на скачки напряжения (стабилизатор напряжения работает), а светодиод сыт и светит на радость всем.
То есть — если ставим резистор в автомобиле, то нужно стабилизировать напряжение.

Можно и не стабилизировать, если вы расчитаете резистор на максимально-возможное напряжение в сети автомобиля, у вас нормальная бортовая сеть (а не китайско-русский тазопром) и сделаете запас по току хотя бы в 10%.
Ну и к тому же резисторы можно ставить только до определенной величины тока. После некоторого порога резисторы начинают адски греться и приходится их сильно увеличивать в размерах (резисторы 5Вт, 10Вт, 20Вт и тд). Плавно превращаемся в большой утюг.

Есть еще вариант — поставить в качестве ограничителя что-нибудь типа LM317 в режиме токового стабилизатора.


LM317. Внешне как и LM7812. Корпус один, смысл несколько разный. Но и они тоже греются, ибо это тоже линейный регулятор (помните я писал про КРЕН в абзаце о стабилизаторах напряжения?). И тогда создали…

Импульсный стабилизатор тока (или драйвер).


Вот такой маленький может быть драйвер.

Он в себе включает сразу все что надо. И почти не греется (только если дико перегрузить или неправильно собрана схема). Поэтому обычно и ставят их для светодиодов мощнее 0.5Вт. Самый греющийся элемент во всей схеме — это сам светодиод. Но ему на роду пока написано — греться. Главное не перегреваться выше определенной температуры. А то если перегреть, то дико начинает деградировать кристалл светодиода и он тускнеет, начинает менять цвет и тупо умирает (привет, китайские лампочки!).

Ну а в заключении — к тому, что постоянно пытаюсь доказать в дискуссиях. И доказываю. Вот только каждому отдельно объяснять одно и то же — язык отвалится. Поэтому попробую еще раз в этой статье.

Постоянно наблюдаю такую картину — задают ток драйвером для мощных светодиодов (скажем — 350мА) и ставят несколько веток светодиодов без ограничительных резисторов и прочего. И ведь люди, то вроде бы и не самые ламеры, а совершают одну и ту же ошибку раз за разом. Рассказываю, почему это плохо и к чему может привести:

Из закона Ома для полной цепи:
Сила тока в неразветвленной цепи равна сумме сил тока на ее параллельных участках.
Многие так и считают — «каждая ветка по 20мА, у меня 20 веток. Драйвер отдает 350мА, значит на каждую ветку придется даже меньше — по 17.5мА. Бинго!»
А вот и не Бинго!, а Жопа! Почему?

Сила тока в каждой ветке будет равна, если у вас идеальнейшие светодиоды с абсолютно одинаковыми параметрами. Тогда и ток будет во всех ветках одинаков, и никаких ограничителей тока не надо — взяли и поделили общий ток на количество одинаковых веток. Но такое — только в сказках.

Если параметры чуть-чуть отличаются — получили в одной ветке 19мА, в другой 17, в третьей 20… Общее количество тока так и остается неизменным — 350мА, а вот в ветках творится безумная кака. На взгляд и не определишь, вроде светят одинаково… И вот у вас одна ветка, самая прожорливая, начинает греться сильнее остальных. И жрать больше. И греться еще сильнее. А потом раз — и потухла. И все эти ее миллиамперы разбежались по остальным веткам. И вот еще одна ветка, недавно вроде нормально горевшая берет и тухнет следом. И уже вдвое больший ток уходит на другие ветки, ведь общий ток жестко задан 350мА. Процесс лавинообразный и вот уже пришел кирдык всей этой схеме, потому что все 350мА усосались в оставшиеся светодиоды и никто-никто их не спас… А стояли бы, как полагается, по отдельному стабилизатору (хотя бы банальному резистору) на каждой ветка — работала бы и дальше.


Вот как раз то, о чем я говорю. На картинке речь о 1Вт-светодиодах, но и с любыми другими картина та же.
Именно это мы и видим в китайских модулях и кукурузинах, которые горят как спички через неделю/месяц работы. Потому что светодиоды имеют адский разброс, а китайцы на драйверах экономят покруче, чем кто либо еще. Почему не горят фирменные модули и лампы Osram, Philips и тд? Потому что они делают довольно мощную отбраковку светодиодов и от всего дичайшего количества выпущенных светодиодов остается 10-15%, которые по параметрам практически идентичны и из них можно сделать такой простой вид, какой и пытаются сделать многие — один мощный драйвер и много одинаковых цепочек светодиодов без драйверов. Но только вот в условиях «купил светодиоды на рынке и запаял сам» как правило будет им нехорошо. Потому что даже у «некитая» будет разброс. Может повезти и работать долго, а может и нет.

именно!

Да и токовый драйвер по-сравнению со стабилизатором напряжения и копеечными резисторами как правило дороже. Ну нафига стрелять в мишень для мелкокалиберной винтовки из танка? Цель-то поразим, вопросов нет. Но вместе с ней еще и воронку оставим. =))


Запомните раз и навсегда! Я вас умоляю! =)
Да и просто — сделать правильно и сделать «смотрите как я сэкономил, а остальные — дураки» — это несколько разные вещи. Даже очень сильно разные. Учитесь делать не как пресловутые китайцы, учитесь делать красиво и правильно. Это сказано давно и не мной. Я лишь попробовал в стотыщпятьсотый раз объяснить прописные истины. Уж извиняйте, если криво объяснял =)

Вот прекрасная иллюстрация. Разве вы думаете мне не хотелось сэкономить и уменьшить количество драйверов раза в 3-4? Но так — правильно, а значит будет работать долго и счастливо.

Ну и напоследок тем, кому даже такое изложение было слишком заумным.
Запомните следующее и старайтесь следовать этому (здесь «цепочка» — это один светодиод или несколько ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО-соединенных светодиодов):

1.—-КАЖДОЙ цепочке — свой ограничитель тока (резистор или драйвер…)
2. —Маломощная цепочка до 300мА? Ставим резистор и достаточно.
3. —Напряжение нестабильно? Cтавим СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ
4. —Ток больше 300мА? Ставим на КАЖДУЮ цепочку ДРАЙВЕР (стабилизатор тока) без стабилизатора напряжения.

Вот так будет правильно и самое главное — будет работать долго и светить ярко! Ну и надеюсь, что все вышенаписанное убережет многих от ошибок и поможет сэкономить средства и нервы.

Стабилизатор напряжения для фонарика. Стабилизатор напряжения и стабилизатор тока. Обзор известных моделей

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.

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 . 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 более практичен. В ниже приведенной схеме, LM317 ограничивает Iпотр. LED, который задается сопротивлением R.

Для стабильной работы 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 , который рассчитан на 5 ампер, а с хорошим радиатором до 8 ампер.

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

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, ). 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 .

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 R set .

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 R sens 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:

Мощность, рассеиваемая на резисторе равна:

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, ). 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 .

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.

Стабилизаторы тока предназначены для стабилизации тока на нагрузке. Напряжение на нагрузке зависит от его сопротивления. Стабилизаторы необходимы для функционирования различных электронных приборов, например .

Можно выполнить настройку падения напряжения таким образом, что оно будет очень маленьким. Это дает возможность снижения потерь при хорошей стабильности тока на выходе. На выходе транзистора сопротивление очень большое. Такая схема применяется для подключения светодиодов или зарядки аккумуляторных батарей малой мощности.

Напряжение на транзисторе определяется стабилитроном VD1. R2 играет роль датчика тока и обуславливает ток на выходе стабилизатора. При увеличении тока падение напряжения на этом резисторе становится больше. Напряжение поступает на эмиттер транзистора. В итоге напряжение на переходе база-эмиттер, которое равно разности напряжения базы и эмиттерного напряжения, снижается, и ток возвращается к заданной величине.

Схема токового зеркала

Аналогично функционируют генераторы тока. Популярной схемой таких генераторов является «токовое зеркало», в которой вместо стабилитрона применяется биполярный транзистор, а точнее, эмиттерный переход. Вместо сопротивления R2 применяется сопротивление эмиттера.

Стабилизаторы тока на полевике

Схема с применением полевых транзисторов более простая.

Нагрузочный ток проходит через R1. Ток в цепи: «+» источника напряжения, сток-затвор VТ1, нагрузочное сопротивление, отрицательный полюс источника – очень незначительный, так как сток-затвор имеет смещение в обратную сторону.

Напряжение на R1 положительное: слева «-», справа напряжение равно напряжению правого плеча сопротивления. Поэтому напряжение затвора относительно истока минусовое. При снижении нагрузочного сопротивления, ток повышается. Поэтому напряжение затвора по сравнению с истоком имеет еще большую разницу. Вследствие этого транзистор закрывается сильнее.

При большем закрытии транзистора нагрузочный ток снизится, и возвратится к начальной величине.

Устройства на микросхеме

В прошлых схемах имеются элементы сравнения и регулировки. Аналогичная структура схемы применяется при проектировании устройств, выравнивающих напряжение. Отличие устройств, стабилизирующих ток и напряжение, заключается в том, что в цепь обратной связи сигнал приходит от датчика тока, который подключен к цепи нагрузочного тока. Поэтому для создания стабилизаторов тока используют популярные микросхемы 142 ЕН 5 или LМ 317.

Здесь роль датчика тока играет сопротивление R1, на котором стабилизатор поддерживает постоянное напряжение и нагрузочный ток. Величина сопротивления датчика значительно ниже, чем нагрузочное сопротивление. Снижение напряжения на датчике влияет на напряжение выхода стабилизатора. Подобная схема хорошо сочетается с зарядными устройствами, светодиодами.

Импульсный стабилизатор

Высокий КПД имеют импульсные стабилизаторы, выполненные на основе ключей. Они способны при незначительном напряжении входа создавать высокое напряжение на потребителе. Такая схема собрана на микросхеме МАХ 771 .

Сопротивления R1 и R2 играют роль делителей напряжения на выходе микросхемы. Если напряжение на выходе микросхемы становится выше опорного значения, то микросхема снижает выходное напряжение, и наоборот.

Если схему изменить таким образом, чтобы микросхема реагировала и регулировала ток на выходе, то получится стабилизированный источник тока.

При падении напряжения на R3 ниже 1,5 В, схема работает в качестве стабилизатора напряжения. Как только нагрузочный ток повышается до определенного уровня, то на резисторе R3 падение напряжения становится больше, и схема действует как стабилизатор тока.

Сопротивление R8 подключается по схеме тогда, когда напряжение становится выше 16,5 В. Сопротивление R3 задает ток. Отрицательным моментом этой схемы можно отметить значительное падение напряжения на токоизмерительном сопротивлении R3. Эту проблему можно решить путем подключения операционного усилителя для усиления сигнала с сопротивления R3.

Стабилизаторы тока для светодиодов

Изготовить такое устройство самостоятельно можно с применением микросхемы LМ 317. Для этого останется только подобрать резистор. Питание для стабилизатора целесообразно применять следующее:

  • Блок от принтера на 32 В.
  • Блок от ноутбука на 19 В.
  • Любой блок питания на 12 В.

Достоинством такого устройства является низкая стоимость, простота конструкции, повышенная надежность. Сложную схему нет смысла собирать самостоятельно, проще ее приобрести.

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 . 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 h 21 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 , который имеет два вывода и для увеличения надежности, имеет отрицательный температурный коэффициент — при увеличении температуры, ток через светодиоды снижается.

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 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 /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%.

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 .

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 . 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.

Читайте так же

NCP3066 – импульсный стабилизатор тока для питания сверхярких светодиодов

Автор: admin

21 Окт

NCP3066 может использоваться как понижающий, или как повышающий преобразователь. Она представляет собой монолитный импульсный стабилизатор тока, предназначенный для питания сверхярких светодиодов.

ИС отличается очень малым пороговым напряжением на входе обратной связи, задающего величину тока через цепочку светодиодов. Номинальное значение этого напряжения равно 235 мВ. Кроме того, ИС NCP3066 совместима с входным напряжением до 40 В, что позволяет ей работать с 12В-ыми источниками, как переменного, так и постоянного тока (наиболее часто используются в светотехнике), а также с нестабилизированными источниками питания, как например, аккумуляторные батареи. Импульсный стабилизатор NCP3066 может работать по различным топологиям (понижающая, повышающая и инвертирующая), при этом, требуя минимальное число внешних компонентов. Доступно автомобильное исполнение ИС NCV3066, а также ее версия без функции включения/отключения: NCP3065.

Отличительные особенности:

  • Встроенный коммутатор на ток 1.5А
  • Входной диапазон: 3…40 В
  • Малое пороговое напряжение в цепи обратной связи: 235 мВ
  • Пошаговое ограничение тока
  • Не требуются цепи компенсации обратной связи
  • Регулировка частоты преобразования до 250 кГц
  • Возможность работы с выходными керамическими конденсаторами любого типа или без выходного конденсатора
  • Защита от перегрева с гистерезисной характеристикой
  • Функции защиты
  • Вывод ON/OFF для ШИМ-управления яркостью
  • Маломощный дежурный режим работы (<100 мкА)

Области применения:

  • Источники постоянного тока
  • Драйверы мощных и сверхярких (HBLED) светодиодов

 

Запросить образцы, средства разработки или техническую поддержку

 

Документация на NCP3066
Веб-страница NCP3066 на сайте On Semiconductor

  • Рубрика: ON Semiconductor
  • Светодиод пульсирует и стробирует в машинном зрении

    Светодиоды

    можно использовать для непрерывного освещения, поддерживая постоянный ток, протекающий через устройство.

    С другой стороны, светодиоды могут легко управляться в импульсном режиме (вкл/выкл) и могут включаться и выключаться последовательно, включая их только при необходимости.

    Использование светодиодов в импульсном режиме имеет много преимуществ:

    • Продление срока службы.
    • Уменьшение рассеиваемой мощности.
    • Снижение выработки тепла.

    Если ток (или напряжение) управления светодиодом устанавливается на номинальное значение, заявленное производителем светодиода, на определенное время, а затем обнуляется, мы говорим о импульсном режиме : светодиод просто включается и выкл.

    Светодиоды

    также могут работать с более высокой интенсивностью (т. е. с перегрузкой), чем номинальные значения, что дает больше света, но только в течение ограниченного периода времени: в этом случае мы говорим, что светодиод работает в стробоскопическом режиме .

    Стробирование необходимо всякий раз, когда приложению требуется повышенное количество света, чтобы заморозить движение быстро движущихся объектов, чтобы исключить влияние окружающего света, сохранить срок службы светодиода и синхронизировать время включения света (тонн) с время захвата камеры и предмета, подлежащего проверке.

    Чтобы правильно стробировать светодиодный светильник, необходимо учитывать несколько параметров (см. рисунок):

    • Максимальная ширина импульса или время включения ( t на ): максимальное время, в течение которого светодиод может быть включен при максимальном прямом токе.
    • Рабочий цикл D определяется как (обычно выражается в %):

    `D=t_(вкл)/(t_(вкл)+t_(выкл))`

    Где t выкл. — это время, в течение которого светодиод не горит, а T = t вкл. + t выкл. это период цикла. Рабочий цикл дает долю в % времени цикла, в течение которой светодиоды могут быть включены. Период T также может быть задан как частота цикла f = 1/T, выраженная в герцах (Гц).

    Параметры рабочих циклов.

    Запуск и стробирование.

    Как определить максимальное t на для разных частот стробирования?

    Ключевым моментом при управлении светодиодом в стробирующем режиме является не превышение максимальной номинальной мощности светодиода. Мощность, рассеиваемая устройством, выражается следующим уравнением:

    `P_(diss)=V_(среднее)*I_(среднее)`

    Это уравнение легко вычислить, имея дело с непрерывным световым освещением.С другой стороны, когда светодиод стробируется, необходимо учитывать время включения и выключения. Обычно прожекторы Opto Engineering поставляются со всеми характеристиками стробирования светодиодов (см. рисунок).

    Характеристики стробоскопа продукта

    Например, для осветителя LTPB, показанного на рисунке выше, максимальный управляющий ток составляет 1,8 А, а максимальное время t на равно 1 мс при стробировании с частотой 15 Гц. В этом случае максимальный средний ток светодиода равен:

    `I_(среднее,макс.)=I_(макс.)*t_(вкл.)/(t_(вкл.)+t_(выкл))`

    Вспоминая, что частота стробирования:

    `f=1/T=1/(t_(вкл)+t_(выкл))`

    ток можно рассчитать как:

    `I_(среднее,макс.)=I_(макс.)*t_(вкл.)*f`

    Или по-другому, используя определение рабочего цикла D:

    `I_(среднее,макс.) = I_(макс.)*D`

    Подставляя максимальный ток возбуждения, время включения и частоту стробирования, получаем:

    Этот ток НЕ ДОЛЖЕН превышаться при использовании этого облучателя.

    Если, например, мы хотим стробировать на частоте 30 Гц (удвоенной по отношению к предыдущей частоте), обязательно уменьшить время включения до 0,5 мс (половина предыдущего времени включения), чтобы произведение максимальный ток возбуждения (1,8 А) при новых двух данных (30 Гц и 0,5 мс) не превышает значения 27 мА.

    Таким образом, преимущества и недостатки стробирующих светодиодных источников следующие:

    ПРЕИМУЩЕСТВА

    НЕДОСТАТКИ

    Можно получить большое количество света за короткий промежуток времени (обязательно для быстрого применения)

    Контроллер света необходим для правильного стробирования светодиодного источника

    Увеличение срока службы светодиода

    Должна быть обеспечена синхронность между освещением и захватом камеры

    Может уменьшить рассеиваемую мощность

    Импульсный стабилизатор тока для светодиодов.Простые линейные стабилизаторы тока для светодиодов своими руками

    Познавательная статья о светодиодных стабилизаторах тока и многом другом. Рассмотрены схемы линейных и импульсных стабилизаторов тока.

    Стабилизатор тока для светодиода устанавливается во многих конструкциях светильников. Светодиоды, как и все диоды, имеют нелинейную вольт-амперную характеристику. Это означает, что при изменении напряжения на светодиоде ток изменяется непропорционально. При увеличении напряжения сначала очень медленно растет ток, при этом светодиод не загорается.Затем при достижении порогового напряжения светодиод начинает светиться и ток очень быстро увеличивается. При дальнейшем повышении напряжения ток катастрофически возрастает и светодиод перегорает.

    Пороговое напряжение указано в спецификациях светодиода как прямое напряжение при номинальном токе. Номинальный ток для большинства маломощных светодиодов составляет 20 мА. Для мощных светодиодов освещения номинальный ток может достигать 350 мА и более. Кстати, мощные светодиоды выделяют тепло и должны монтироваться на радиатор.

    Для правильной работы светодиода его необходимо запитать 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 светодиодов как минимальное и максимальное значения. Следовательно, два светодиода, подключенные к одному и тому же источнику напряжения параллельно, будут пропускать разные токи. Этот ток может быть настолько разным, что светодиод может выйти из строя раньше или сгореть сразу.Кроме того, регулятор напряжения также имеет дрейф параметров (в зависимости от уровня первичной мощности, от нагрузки, от температуры, точно по времени). Поэтому включение светодиодов без устройств выравнивания тока нежелательно. Рассмотрены различные способы выравнивания тока. В данной статье рассматриваются устройства, которые устанавливают вполне определенный, заданный ток — стабилизаторы тока.

    Типы стабилизаторов тока

    Стабилизатор тока устанавливает заданный ток через светодиод вне зависимости от приложенного к цепи напряжения.При повышении напряжения на цепи выше порогового уровня ток достигает установленного значения и далее не изменяется. При дальнейшем увеличении общего напряжения напряжение на светодиоде перестает изменяться, а напряжение на регуляторе тока увеличивается.

    Так как напряжение на светодиоде определяется его параметрами и в общем случае неизменно, регулятор тока можно также назвать регулятором мощности светодиода. В простейшем случае выделяемая устройством активная мощность (тепло) распределяется между светодиодом и стабилизатором пропорционально напряжению на них.Такой стабилизатор называется линейным. Есть и более экономичные устройства — стабилизаторы тока на основе импульсного преобразователя (переключатель-преобразователь или преобразователь). Они называются импульсными, потому что качают внутрь себя мощность порциями — импульсами по мере необходимости потребителю. Правильный импульсный преобразователь непрерывно потребляет мощность, внутренне передает ее импульсами от входной цепи к выходной цепи и снова непрерывно отдает мощность в нагрузку.

    Линейный стабилизатор тока

    Линейный регулятор тока греется тем сильнее, чем больше на него подается напряжение.Это его главный недостаток. Однако он имеет ряд преимуществ, например:

    • Линейный стабилизатор не создает электромагнитных помех
    • Простой дизайн
    • Низкая стоимость в большинстве приложений

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

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

    Схемы линейных стабилизаторов тока

    Простейшая схема стабилизатора тока на одном транзисторе (схема «а»).Поскольку транзистор является усилителем тока, его выходной ток (ток коллектора) больше тока управления (тока базы) в h 21 раз (усиление). Базовый ток можно установить с помощью батарейки и резистора, либо с помощью стабилитрона и резистора (схема «б»). Однако такая схема сложна в настройке, полученный стабилизатор будет зависеть от температуры, к тому же транзисторы имеют большой разброс параметров и при замене транзистора ток придется подбирать заново.Схема с обратной связью «в» и «г» работает намного лучше. Резистор R в схеме действует как обратная связь — при увеличении тока увеличивается напряжение на резисторе, тем самым запирается транзистор и уменьшается ток. Схема «г», при использовании однотипных транзисторов, обладает большей температурной стабильностью и возможностью минимизировать номинал резистора, что снижает минимальное напряжение стабилизатора и мощность рассеяния на резисторе R.

    Стабилизатор тока может быть выполнен на базе полевого транзистора с p-n переходом (схема «д»).Напряжение затвор-исток определяет ток стока. При нулевом напряжении затвор-исток ток через транзистор равен начальному току стока, указанному в документации. Минимальное рабочее напряжение такого стабилизатора тока зависит от транзистора и достигает 3 вольт. Некоторые производители электронных компонентов выпускают специальные устройства — готовые стабилизаторы фиксированного тока, собранные по этой схеме — CRD (Current Regulatory Devices) или CCR (Constant Current Regulator).Некоторые называют его диодным стабилизатором, потому что он работает как диод наоборот.

    On Semiconductor выпускает, например, линейный стабилизатор серии NSIxxx, который имеет два выхода и для повышения надежности имеет отрицательный температурный коэффициент — при повышении температуры ток через светодиоды уменьшается.

    Стабилизатор тока на основе импульсного преобразователя очень похож по конструкции на стабилизатор напряжения на основе импульсного преобразователя, но регулирует не напряжение на нагрузке, а ток через нагрузку.При уменьшении тока в нагрузке он накачивает мощность, при увеличении — уменьшает. Наиболее распространенные схемы импульсных преобразователей включают в себя реактивный элемент — дроссель, который с помощью переключателя (ключа) накачивается порциями энергии из входной цепи (от входной емкости) и, в свою очередь, передает это к нагрузке. Помимо очевидного преимущества экономии энергии, импульсные преобразователи имеют ряд недостатков, с которыми приходится бороться различными схемотехническими и конструктивными решениями:

    • Импульсный преобразователь создает электрические и электромагнитные помехи
    • Обычно имеет сложную структуру
    • Не имеет абсолютного КПД, то есть расходует энергию на собственную работу и нагревается
    • Обычно имеет более высокую стоимость, чем, например, трансформатор плюс линейные устройства

    Поскольку экономия энергии имеет решающее значение во многих приложениях, разработчики компонентов и схем пытаются уменьшить влияние этих недостатков и часто добиваются успеха.

    Схемы импульсных преобразователей

    Поскольку в основе стабилизатора тока лежит импульсный преобразователь, 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 нем не вырабатывается питание. Во включенном состоянии ключ проводит ток, но имеет очень низкое сопротивление (в идеале нулевое), соответственно отдает мощность близкую к нулю. Таким образом, ключ может передавать порции энергии из входной цепи в выходную цепь практически без потерь мощности.Однако вместо стабильного тока, который можно получить от линейного источника питания, на выходе такого ключа будет импульсное напряжение и ток. Для того, чтобы снова получить стабильное напряжение и ток, можно поставить фильтр.

    С помощью обычного RC-фильтра можно получить результат, однако КПД такого преобразователя будет не лучше линейного, так как вся избыточная мощность будет выделяться на активном сопротивлении резистора. Но если использовать фильтр вместо RC — LC (схема «б»), то за счет «специфических» свойств индуктивности можно избежать потерь мощности.Индуктивность обладает полезным реактивным свойством — ток через нее постепенно увеличивается, подводимая к ней электрическая энергия преобразуется в магнитную и накапливается в сердечнике. После выключения ключа ток в дросселе не исчезает, напряжение на дросселе меняет полярность и продолжает заряжать выходной конденсатор, индуктивность становится источником тока через шунтирующий диод Д. Такая индуктивность, предназначенная для передачи мощности , называется дросселем. Ток в дросселе исправно работающего устройства присутствует постоянно — так называемый непрерывный режим или режим непрерывного тока (в западной литературе этот режим называется режимом постоянного тока — ССМ).При уменьшении тока нагрузки напряжение на таком преобразователе возрастает, энергия, запасенная в дросселе, уменьшается и устройство может переходить в прерывистый режим работы, когда ток в дросселе становится прерывистым. При таком режиме работы уровень помех, создаваемых устройством, резко возрастает. Некоторые преобразователи работают в граничном режиме, когда ток через дроссель приближается к нулю (в западной литературе этот режим называется Border Current Mode — BCM). В любом случае через индуктор протекает значительный постоянный ток, что приводит к намагничиванию сердечника, в связи с чем индуктор изготавливают специальной конструкции — с зазором или с использованием специальных магнитных материалов.

    Стабилизатор на основе 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 небольшого измерительного сопротивления Ri (схема «б»), включенного последовательно с нагрузкой.

    Ключ преобразователя в зависимости от сигнала регулятора включается с разной скважностью.Существует два распространенных способа управления ключом — широтно-импульсная модуляция (ШИМ) и текущий режим. В режиме PWM сигнал ошибки управляет шириной импульса при сохранении частоты повторения. 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 преобразователем, так как напряжение на нагрузке всегда ниже напряжения источника питания.

    Поскольку через дроссель постоянно протекает однонаправленный ток, то требования к выходному конденсатору можно уменьшить, дроссель с выходным конденсатором играет роль эффективного LC-фильтра. В некоторых схемах стабилизаторов тока, например для светодиодов, выходной конденсатор может вообще отсутствовать. В западной литературе понижающий преобразователь называется понижающим преобразователем.

    Повышающий преобразователь

    Приведенная ниже схема импульсного регулятора также работает с дросселем, но дроссель всегда подключается к выходу блока питания.Когда ключ разомкнут, питание подается через дроссель и диод на нагрузку. Когда ключ закрыт, индуктор накапливает энергию; при размыкании ключа ЭДС, возникающая на его выводах, добавляется к ЭДС источника питания и напряжение на нагрузке увеличивается.

    В отличие от предыдущей схемы, выходной конденсатор заряжается прерывистым током, поэтому выходной конденсатор должен быть большим и может понадобиться дополнительный фильтр. В западной литературе повышающий преобразователь называется повышающим преобразователем.

    инверторный преобразователь

    Аналогично работает и другая схема импульсного преобразователя — при замыкании ключа дроссель накапливает энергию, при размыкании ключа ЭДС, возникающая на его выводах, будет иметь противоположный знак и на нагрузке появится отрицательное напряжение.

    Как и в предыдущей схеме, выходной конденсатор заряжается прерывистым током, поэтому выходной конденсатор должен быть большим, и может понадобиться дополнительный фильтр. В западной литературе инвертирующий преобразователь называется преобразователем Buck-Boost.

    Преобразователи прямого и обратного хода

    Чаще всего блоки питания изготавливаются по схеме, использующей в своем составе трансформатор. Трансформатор обеспечивает гальваническую развязку вторичной цепи от источника питания, кроме того, КПД источника питания на основе таких цепей может достигать 98% и более. Прямой преобразователь (схема «а») передает энергию от источника к нагрузке в момент включения ключа. По сути, это модифицированный понижающий преобразователь.Обратноходовой преобразователь (схема «б») передает энергию от источника к нагрузке в выключенном состоянии.

    В прямом преобразователе трансформатор работает нормально, а энергия накапливается в катушке индуктивности. По сути, это генератор импульсов с LC-фильтром на выходе. Обратноходовой преобразователь накапливает энергию в трансформаторе. То есть трансформатор сочетает в себе свойства трансформатора и дросселя, что создает определенные трудности при выборе его конструкции.

    В западной литературе прямоточный преобразователь называется прямым преобразователем.Обратноходовой преобразователь.

    Применение импульсного преобразователя в качестве стабилизатора тока

    Большинство импульсных блоков питания имеют стабилизацию выходного напряжения. Типовые схемы таких блоков питания, особенно мощных, кроме обратной связи по выходному напряжению, имеют схему управления током ключевого элемента, например, низкоомный резистор. Такой контроль позволяет обеспечить режим работы дроссельной заслонки. Простейшие стабилизаторы тока используют этот управляющий элемент для стабилизации выходного тока.Таким образом, стабилизатор тока еще проще, чем стабилизатор напряжения.

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

    Схема понижающего преобразователя работает в режиме постоянного тока с внешним переключателем. Схема была выбрана из множества других, потому что она показывает, насколько простой и эффективной может быть схема импульсного регулятора тока с внешним переключателем.На приведенной выше схеме микросхема управления IC1 управляет работой MOSFET-переключателя Q1. Поскольку преобразователь работает в режиме постоянного тока, нет необходимости устанавливать выходной конденсатор. Во многих схемах в истоковой цепи коммутатора установлен датчик тока, однако это снижает скорость включения транзистора. На приведенной схеме датчик тока R4 установлен в первичной цепи питания, в итоге схема получилась простой и эффективной. Ключ работает на частоте 700 кГц, что позволяет установить компактный дроссель.При выходной мощности 7 Вт, входном напряжении 12 вольт при работе на токе 700 мА (3 светодиода) КПД устройства составляет более 95%. Схема стабильно работает до 15 Вт выходной мощности без применения дополнительных мер по отводу тепла.

    Еще более простая схема получается при использовании микросхем ключевого стабилизатора со встроенным ключом. Например, схема стабилизатора тока ключевого светодиода на микросхеме /CAT4201:

    Для работы устройства мощностью до 7 Вт необходимо всего 8 компонентов, включая саму микросхему.Импульсный регулятор работает в режиме ограничения тока и требует для работы небольшого выходного керамического конденсатора. Резистор R3 нужен при питании от 24 вольт и выше для уменьшения скорости нарастания входного напряжения, хотя это несколько снижает КПД устройства. Частота работы превышает 200 кГц и меняется в зависимости от нагрузки и входного напряжения. Это связано с методом регулирования — контролем пикового тока дросселя. При достижении током максимального значения ключ размыкается, при снижении тока до нуля включается.КПД устройства достигает 94%.

    Практически всем автомобилистам знакома такая проблема, как быстрый выход из строя светодиодных ламп. Которые часто размещают в габаритных огнях, дневных ходовых огнях (ДХО) или других огнях.
    Как правило, эти светодиодные лампы имеют малую мощность и потребляемый ток. Чем именно обусловлен их выбор.
    Сам по себе светодиод легко служит в оптимальных условиях более 50 000 часов, но в автомобиле, особенно отечественном, его иногда не хватает и на месяц.Сначала светодиод начинает мерцать, а потом и вовсе перегорает.

    Чем это объясняется?

    Производитель лампы пишет маркировку «12V». Это оптимальное напряжение, при котором светодиоды в светильнике работают практически на максимуме. А если подать на эту лампу 12 В, то она проработает на максимальной яркости очень долго.
    Так почему он сгорает в машине? Изначально напряжение бортовой сети автомобиля составляет 12,6 В. Уже видно завышение в 12. А напряжение сети работающего автомобиля может доходить до 14.5 В. Добавим ко всему этому различные скачки от переключения мощных ламп дальнего или ближнего света, мощные импульсы напряжения и магнитные помехи при запуске двигателя от стартера. И получаем не самую лучшую сеть для питания светодиодов, которые, в отличие от ламп накаливания, очень чувствительны ко всем перепадам.
    Так как часто в простых китайских лампах нет ограничивающих элементов, кроме резистора, лампа выходит из строя из-за перенапряжения.
    За свою практику я сменил десятки таких ламп.Большинство из них не прослужили и года. В итоге я устал и решил поискать выход попроще.

    Простой стабилизатор напряжения для светодиодов

    Чтобы обеспечить комфортную работу светодиодов, я решил сделать простой стабилизатор. Совершенно не сложно, повторить сможет любой автолюбитель.
    Все что нам понадобится:
    • — кусок текстолита для платы,
    Похоже, все. Вся техника стоит копейки на Али Экспресс — ссылки в списке.

    Схема стабилизатора


    Схема взята из даташита на микросхему L7805.


    Все просто — слева вход, справа выход. Такой стабилизатор выдерживает нагрузку до 1,5 А при условии установки на радиатор. Естественно, для маленьких лампочек радиатор не нужен.

    Сборка стабилизатора для светодиодов

    Все, что нужно, это вырезать нужный кусок из текстолита. Травить дорожки не нужно — простые линии вырезаю обычной отверткой.
    Припаяйте все элементы и готово. Не нуждается в настройке.


    В роли корпуса выступает термообдув.
    Еще одним преимуществом схемы является то, что в качестве радиатора модно использовать кузов автомобиля, так как центральный вывод корпуса микросхемы подключен к минусу.


    Все, светодиоды больше не перегорают. Больше года за рулем и забыл об этой проблеме, что и вам советую.

    Известно, что яркость светодиода очень зависит от тока, протекающего через него.При этом ток светодиода очень круто зависит от напряжения питания. Это приводит к заметной пульсации яркости даже при незначительной нестабильности питания.

    Но пульсации не страшны, что гораздо хуже, малейшее повышение напряжения питания может привести к такому сильному увеличению тока через светодиоды, что они просто перегорят.

    Чтобы этого не произошло, светодиоды (особенно мощные) обычно запитывают через специальные схемы — драйверы, которые по сути являются стабилизаторами тока.В данной статье будут рассмотрены схемы простых стабилизаторов тока для светодиодов (на транзисторах или распространенных микросхемах).

    Есть еще очень похожие светодиоды — SMD 5730 (без единицы в названии). У них мощность всего 0,5 Вт и максимальный ток 0,18 А. Так что не путайте.

    Так как при последовательном соединении светодиодов общее напряжение будет равно сумме напряжений на каждом из светодиодов, то минимальное напряжение питания схемы должно быть: Uпит = 2,5 + 12 + (3.3 х 10) = 47,5 Вольт.

    Рассчитать сопротивление и мощность резистора для других значений тока можно с помощью простой программы Regulator Design (скачать).

    Очевидно, чем выше выходное напряжение стабилизатора, тем больше тепла будет выделяться на токозадающем резисторе и, следовательно, тем хуже КПД. Поэтому для наших целей лучше подходит LM7805, чем LM7812.

    ЛМ317

    Не менее эффективен линейный стабилизатор тока для светодиодов на LM317.Типовая схема переключения:

    Простейшая схема включения светодиодов LM317, позволяющая собрать мощную лампу, состоит из выпрямителя с емкостным фильтром, стабилизатора тока и 93 светодиодов SMD 5630 . Здесь используются MXL8-PW35-0000 (3500К, 31 Лм, 100 мА, 3,1 В, 400 мВт, 5,3х3 мм).

    Если такая большая гирлянда светодиодов не нужна, то в драйвер на LM317 придется добавить балластный резистор или конденсатор для питания светодиодов (для гашения избыточного напряжения).Как это сделать мы очень подробно рассмотрели в .

    Недостатком такой схемы драйвера тока для светодиодов является то, что при повышении напряжения в сети выше 235 вольт LM317 будет выходить за пределы расчетного режима работы, а при его снижении до ~208 вольт и ниже микросхема полностью прекращает работу для стабилизации и глубина ряби будет целиком и полностью зависеть от бака С1.

    Поэтому надо использовать такую ​​лампу, где напряжение более-менее стабильное.И на емкости этого конденсатора экономить не стоит. Диодный мост можно взять готовый (например, миниатюрный МБ6С) или собрать из подходящих диодов (U обр не менее 400 В, прямой ток >= 100 мА). Идеально подходит для упомянутых выше. 1N4007 .

    Как видите, схема простая и не содержит дорогих компонентов. Вот текущие цены (и они, скорее всего, будут падать дальше):

    наименование технические характеристики цена
    СМД 5630 светодиод, 3.3 В, 0,15 А, 0,5 Вт 240 руб. / 1000шт
    ЛМ317 1,25–37 В, >1,5 А 112 руб. / 10 кусочков.
    МБ6С 600 В, 0,5 А 67 руб. / 20шт
    120 мкФ, 400 В 18×30 мм 560 руб. / 10 кусочков.

    Таким образом, потратив в общей сложности 1000 рублей, можно собрать десяток 30-ваттных (!!!) немигающих (!!!) лампочек. А так как светодиоды работают не на полную мощность, а единственный электролит не перегревается, то эти лампы будут практически вечными.

    Вместо заключения

    К недостаткам приведенных в статье схем можно отнести низкий КПД из-за бесполезной траты мощности на регулирующие элементы. Впрочем, это свойственно всем линейным стабилизаторам тока.

    Низкий КПД недопустим для устройств с питанием от автономных источников тока (лампы, фонари и т.п.). Значительного повышения КПД (90% и более) можно добиться при использовании.


    Несмотря на богатый выбор светодиодных фонарей различной конструкции в магазинах, радиолюбители разрабатывают собственные схемы питания белых сверхъярких светодиодов.В основном задача сводится к тому, как запитать светодиод всего от одной батарейки или аккумулятора, провести практические исследования.

    После получения положительного результата схема разбирается, детали укладываются в коробку, опыт завершается и наступает моральное удовлетворение. Часто исследования на этом заканчиваются, но иногда опыт сборки того или иного узла на макетной плате превращается в настоящий дизайн, выполненный по всем правилам искусства. Ниже приведены несколько простых схем, разработанных радиолюбителями.

    В некоторых случаях очень сложно установить, кто является автором схемы, так как одна и та же схема фигурирует на разных сайтах и ​​в разных статьях. Часто авторы статей честно пишут, что эта статья была найдена в Интернете, но кто впервые опубликовал эту схему — неизвестно. Многие схемы просто скопированы с плат тех же китайских фонариков.

    Зачем нужны преобразователи

    Дело в том, что прямое падение напряжения на, как правило, не менее 2.4…3,4В, поэтому зажечь светодиод от одной батарейки с напряжением 1,5В, а тем более от батарейки с напряжением 1,2В, просто невозможно. Есть два выхода. Либо использовать батарею из трех и более гальванических элементов, либо соорудить хотя бы самую простую.

    Это преобразователь, который позволит вам питать фонарик всего от одной батарейки. Такое решение удешевляет блоки питания, а также позволяет более полно использовать: многие преобразователи работоспособны при глубоком разряде аккумулятора до 0.7В! Использование конвертера также позволяет уменьшить размер фонарика.

    Цепь является блокирующим генератором. Это одна из классических схем электроники, поэтому при правильной сборке и исправных деталях она сразу начинает работать. Главное в этой схеме правильно намотать трансформатор Тр1, не перепутать фазировку обмоток.

    В качестве сердечника для трансформатора можно использовать ферритовое кольцо из платы от плохой. Достаточно намотать несколько витков изолированного провода и соединить обмотки, как показано на рисунке ниже.

    Трансформатор можно намотать обмоточным проводом типа ПЭВ или ПЭЛ диаметром не более 0,3 мм, что позволит уложить на кольцо несколько большее число витков, не менее 10…15, что несколько улучшит работу схемы.

    Обмотки следует намотать в два провода, а затем соединить концы обмоток, как показано на рисунке. Начало обмоток на схеме показано точкой. В качестве можно использовать любой маломощный транзистор n-p-n проводимости: КТ315, КТ503 и им подобные.В настоящее время проще найти импортный транзистор, например BC547.

    Если под рукой нет транзистора структуры n-p-n, то можно использовать, например, КТ361 или КТ502. Однако в этом случае придется поменять полярность батареи.

    Резистор R1 подбирается по наилучшему свечению светодиода, хотя схема работает и при его замене просто перемычкой. Приведенная выше схема предназначена просто «для души», для экспериментов. Так после восьми часов непрерывной работы на одном светодиоде батарея с 1.5В «садится» на 1,42В. Можно сказать, что он почти не разряжается.

    Для изучения нагрузочной способности схемы можно попробовать подключить еще несколько светодиодов параллельно. Например, при четырех светодиодах схема продолжает работать достаточно стабильно, при шести светодиодах начинает греться транзистор, при восьми светодиодах яркость заметно падает, транзистор греется очень сильно. И схема, тем не менее, продолжает работать. Но это только в порядке научных изысканий, так как транзистор в таком режиме долго не проработает.

    Если вы планируете создать простой фонарик на основе этой схемы, то вам придется добавить еще пару деталей, которые обеспечат более яркое свечение светодиода.

    Нетрудно заметить, что в этой схеме светодиод питается не пульсирующим, а постоянным током. Естественно, в этом случае яркость свечения будет несколько выше, а уровень пульсаций излучаемого света будет значительно меньше. В качестве диода подойдет любой высокочастотный диод, например, КД521 ().

    Дроссельные преобразователи

    Еще одна простая схема показана на рисунке ниже. Она несколько сложнее схемы на рисунке 1, содержит 2 транзистора, но вместо трансформатора с двумя обмотками имеет только дроссель L1. Такой дроссель можно намотать на кольце от той же энергосберегающей лампы, для чего потребуется намотать всего 15 витков обмоточного провода диаметром 0,3…0,5 мм.

    При указанной настройке дросселя количество светодиодов может достигать 3.8 В (прямое падение напряжения на светодиоде 5730 составляет 3,4 В), что достаточно для питания светодиода мощностью 1 Вт. Настройка схемы заключается в подборе емкости конденсатора С1 в пределах ±50% по максимальной яркости светодиода. Схема работоспособна при снижении напряжения питания до 0,7В, что обеспечивает максимальное использование емкости аккумулятора.

    Если дополнить рассматриваемую схему выпрямителем на диоде D1, фильтром на конденсаторе C1 и стабилитроном D2, то получится маломощный блок питания, который можно использовать для питания схем на ОУ или других электронных компонентов .При этом индуктивность дросселя подбирается в пределах 200…350 мкГн, диод Д1 с барьером Шоттки, стабилитрон Д2 подбирается по напряжению питаемой цепи.

    При удачном стечении обстоятельств, используя такой преобразователь, можно получить на выходе напряжение 7…12В. Если вы собираетесь использовать преобразователь для питания только светодиодов, стабилитрон D2 можно исключить из схемы.

    Все рассмотренные схемы являются простейшими источниками напряжения: ограничение тока через светодиод осуществляется примерно так же, как это делается в различных брелоках или в зажигалках со светодиодами.

    Светодиод через кнопку включения, без какого-либо ограничительного резистора, питается от 3…4 маленьких дисковых батареек, внутреннее сопротивление которых ограничивает ток через светодиод на безопасном уровне.

    Цепи обратной связи по току

    А светодиод ведь токовый прибор. Не зря в документации на светодиоды указан постоянный ток. Поэтому реальные схемы питания светодиодов содержат обратную связь по току: как только ток через светодиод достигает определенного значения, выходной каскад отключается от источника питания.

    Стабилизаторы напряжения

    тоже работают точно так же, только есть обратная связь по напряжению. Схема питания светодиодов с обратной связью по току показана ниже.

    При ближайшем рассмотрении видно, что в основе схемы лежит все тот же блок-генератор, собранный на транзисторе VT2. Транзистор VT1 является управляющим в цепи обратной связи. Обратная связь в этой схеме работает следующим образом.

    Светодиоды

    питаются от напряжения, которое накапливается на электролитическом конденсаторе.Конденсатор заряжается через диод импульсным напряжением с коллектора транзистора VT2. Выпрямленное напряжение используется для питания светодиодов.

    Ток через светодиоды проходит по следующему пути: плюсовая пластина конденсатора, светодиоды с ограничительными резисторами, резистор обратной связи по току (датчик) Roc, минусовая пластина электролитического конденсатора.

    При этом на резисторе обратной связи создается падение напряжения Uoc=I*Roc, где I — ток через светодиоды.С увеличением напряжения на (генератор все еще работает и заряжает конденсатор) увеличивается ток через светодиоды, а, следовательно, увеличивается и напряжение на резисторе обратной связи Roc.

    Когда Uoc достигает 0,6В, транзистор VT1 открывается, закрывая переход база-эмиттер транзистора VT2. Транзистор VT2 закрывается, блокировочный генератор останавливается и прекращается зарядка электролитического конденсатора. Под воздействием нагрузки конденсатор разряжается, напряжение на конденсаторе падает.

    Уменьшение напряжения на конденсаторе приводит к уменьшению тока через светодиоды, и, как следствие, уменьшению напряжения обратной связи Uoc. Поэтому транзистор VT1 закрывается и не мешает работе блокинг-генератора. Генератор запускается, и весь цикл повторяется снова и снова.

    Изменяя сопротивление резистора обратной связи, можно изменять ток через светодиоды в широких пределах. Такие схемы называются импульсными стабилизаторами тока.

    Встроенные стабилизаторы тока

    В настоящее время стабилизаторы тока для светодиодов выпускаются в интегральном исполнении. Примерами могут служить специализированные микросхемы ZXLD381, ZXSC300. Приведенные ниже схемы взяты из даташитов (DataSheet) этих микросхем.

    На рисунке показано устройство микросхемы ZXLD381. Он содержит генератор ШИМ (импульсное управление), датчик тока (Rsense) и выходной транзистор. Есть только две подвесные части.Это светодиод и дроссель L1. Типичная схема переключения показана на следующем рисунке. Микросхема выпускается в корпусе SOT23. Частота генерации 350КГц задается внутренними конденсаторами, изменить ее нельзя. КПД устройства 85%, запуск под нагрузкой возможен уже при напряжении питания 0,8В.

    Прямое напряжение светодиода должно быть не более 3,5В, как указано в нижней строке под рисунком. Ток через светодиод регулируется изменением индуктивности катушки индуктивности, как показано в таблице в правой части рисунка.Средняя колонка показывает пиковый ток, последняя колонка показывает средний ток через светодиод. Для снижения уровня пульсаций и увеличения яркости свечения возможно использование выпрямителя с фильтром.

    Здесь используем светодиод с прямым напряжением 3,5В, высокочастотный диод D1 с барьером Шоттки, конденсатор С1, желательно с низким значением эквивалентного последовательного сопротивления (низкое ESR). Эти требования необходимы для того, чтобы повысить общий КПД устройства, как можно меньше нагревать диод и конденсатор.Выходной ток подбирается подбором индуктивности дросселя в зависимости от мощности светодиода.

    Отличается от ZXLD381 тем, что не имеет внутреннего выходного транзистора и токоизмерительного резистора. Такое решение позволяет значительно увеличить выходной ток устройства, а значит, использовать светодиод большей мощности.

    В качестве датчика тока используется внешний резистор R1, изменяя значение которого можно установить требуемый ток в зависимости от типа светодиода.Расчет этого резистора производится по формулам, приведенным в даташите на микросхему ZXSC300. Мы не будем приводить здесь эти формулы, при необходимости легко найти даташит и подсмотреть формулы оттуда. Выходной ток ограничен только параметрами выходного транзистора.

    При первом включении всех описанных схем желательно подключить аккумулятор через резистор 10 Ом. Это поможет избежать гибели транзистора при, например, неправильном соединении обмоток трансформатора.Если при этом резисторе загорается светодиод, то резистор можно убрать и произвести дальнейшие настройки.

    Борис Аладышкин

    Стабилизаторы тока, в отличие от стабилизаторов напряжения, стабилизируют ток . В этом случае напряжение на нагрузке будет зависеть от ее сопротивления. Стабилизаторы тока необходимы для питания электронных устройств, таких как светодиоды или газоразрядные лампы, их можно использовать в паяльных станциях или термостабилизаторы для установки рабочей температуры.Кроме того, стабилизаторы тока необходимы для зарядки различных типов аккумуляторов. Стабилизаторы тока широко используются в составе интегральных схем для задания тока усилительных и преобразовательных каскадов. Там их обычно называют генераторами тока.

    Особенностью стабилизаторов тока является их высокое выходное сопротивление. Это исключает влияние входного напряжения и сопротивления нагрузки на выходной ток. Конечно, в простейшем случае генератором тока могут служить источник напряжения и резистор.Такая схема часто используется для питания индикаторного светодиода. Аналогичная схема показана на рисунке 1.


    Рис. 1. Схема стабилизатора тока на резисторе

    Недостатком данной схемы является необходимость использования высоковольтного источника питания. Только в этом случае можно использовать достаточно высокоомный резистор и добиться приемлемой стабильности тока. В этом случае мощность рассеивается в резисторе P=I R , что может быть недопустимо при больших токах.

    Стабилизаторы тока на транзисторах зарекомендовали себя гораздо лучше. Здесь мы воспользуемся тем, что выходное сопротивление транзистора очень велико. Это хорошо видно на выходных характеристиках транзистора. Для иллюстрации на рис. 2 показано, как определить выходное сопротивление транзистора по его выходным характеристикам.


    Рис. 2. Определение выходного сопротивления транзистора по его выходной характеристике

    В этом случае падение напряжения можно задать малым, что позволяет получить малые потери при высокой стабильности выходного тока.Это позволяет использовать данную схему для питания светодиодов подсветки или для зарядки маломощных аккумуляторов. Схема стабилизатора тока на биполярном транзисторе представлена ​​на рисунке 3.


    Рисунок 3. Схема стабилизатора тока на транзисторе

    В этой схеме напряжение на базе транзистора задается стабилитроном VD1, датчиком тока служит резистор R2. Именно его сопротивление определяет выходной ток стабилизатора. С увеличением тока увеличивается падение напряжения на нем.Наносится на эмиттер транзистора. В результате напряжение база-эмиттер, определяемое как разница между постоянным напряжением на базе и напряжением на эмиттере, уменьшается, а ток возвращается к заданному значению.

    Аналогичным образом работают генераторы тока

    , наиболее известным из которых является схема «токового зеркала». Вместо стабилитрона в нем используется эмиттерный переход биполярного транзистора, а в качестве резистора R2 используется внутреннее сопротивление эмиттера транзистора.Схема токового зеркала представлена ​​на рисунке 4.


    Рис. 4. Схема «токового зеркала»

    Стабилизаторы тока, работающие по принципу работы схемы, показанной на рис. 3, собраны на полевых транзисторах еще проще. В них вместо стабилизатора напряжения можно использовать потенциал земли. Схема стабилизатора тока, выполненного на полевом транзисторе, представлена ​​на рисунке 5.


    Рисунок 5. Схема стабилизатора тока на полевом транзисторе

    Все рассмотренные схемы объединяют в себе управляющий элемент и схему сравнения.Аналогичная ситуация наблюдалась и при разработке компенсационных стабилизаторов напряжения. Стабилизаторы тока отличаются от стабилизаторов напряжения тем, что сигнал в цепь обратной связи поступает от датчика тока, включенного в цепь тока нагрузки. Поэтому для реализации стабилизаторов тока используются такие распространенные микросхемы, как 142ЕН5 (LM7805) или LM317. На рис.6 показана схема стабилизатора тока на микросхеме LM317.



    Рисунок 6. Схема стабилизатора тока на микросхеме LM317

    Датчиком тока является резистор R1 и на нем стабилизатор поддерживает неизменным напряжение и, следовательно, ток в нагрузке.Сопротивление датчика тока намного меньше сопротивления нагрузки. Падение напряжения на датчике соответствует выходному напряжению компенсационного регулятора. Схема, показанная на рисунке 6, идеально подходит как для питания светодиодов освещения, так и для зарядных устройств.

    А отлично подходят в качестве стабилизаторов тока. Они обеспечивают большую эффективность. по сравнению с компенсационными стабилизаторами. Именно эти схемы обычно используются в качестве драйверов внутри светодиодных ламп.

    Литература:

    1. Сажнев А.М., Рогулина Л.Г., Абрамов С.С. «Электроснабжение устройств и систем связи»: Учебник / ГОУ ВПО СибГУТИ. Новосибирск, 2008 г. — 112 с.
    2. Алиев И.И. Электротехнический справочник. — 4-е изд. правильно — М.: ИП Радио Софт, 2006. — 384 с.
    3. Гейтенко Е.Н. Источники вторичного электропитания. Схемотехника и расчет. Руководство. — М., 2008. — 448 с.
    4. Электропитание приборов и систем телекоммуникаций: Учебник для вузов / В.М. Бушуев, В.А. Деминский, Л.Ф. Захаров и др. – М., 2009. – 384 с.

    Импульс временной метки управления током

    В импульсном режиме максимальная амплитуда тока составляет 3 А для светодиодов на 12 В. В каждом цикле можно выводить импульс. Заданные параметры силы тока и длительности импульса передаются с каждым новым заданным временем начала. Данные могут передаваться одновременно со временем запуска, так что в каждом цикле возможен новый импульсный выход с другими параметрами.

    Для всех импульсных режимов работы (импульс временной метки управления током, триггерный импульс управления током, импульс ПЛК управления током) необходимо учитывать максимальный постоянный рабочий цикл как функцию выходного тока.

    — Iвых = 1 А: ПВ 20 %

    — Iвых = 2 А: ПВ 10 %

    — Iвых = 3 А: ПВ 8 %

    В этом режиме работы можно настроить триггер вход как вход разрешения, чтобы его можно было использовать в качестве внешнего переключателя. В этом случае выход может активироваться только при наличии определенного сигнала на триггерном входе.Если триггерный вход активен, импульс с указанными параметрами выводится, когда достигается указанное время запуска постоянного тока. Более подробную информацию и ввод в эксплуатацию можно найти в главе «Аппаратное включение».

    Особенно в импульсных режимах с управляемым током рекомендуется использовать автоматическое определение выходного напряжения, поскольку, возможно, для генерации импульсов сильного тока на выходе требуется высокое предварительное напряжение для создания крутых фронтов. Они могут быть выше, чем напряжения, указанные в паспорте светодиода.

    При снятии напряжения питания при работе в импульсных режимах на выходе будет неисправность. Кроме того, на выходе светодиода может возникнуть перегрузка по току. Поэтому необходимо обеспечить стабильное напряжение питания. Чтобы свести к минимуму риск неисправности и перегрузки по току, бит разрешения можно установить вместе с выходным битом, чтобы разрешение не устанавливалось постоянно.

    Чтобы настроить светодиодный выход как распределенный импульсный выход, управляемый часами, выполните следующие настройки:

    Мощный импульсный стабилизатор напряжения и тока.Две простые, но надежные схемы регулятора тока для светодиодов в авто

    Каждый раз, когда я читаю новые записи в блоге, я сталкиваюсь с одной и той же ошибкой — поставить стабилизатор тока там, где нужно стабилизатор напряжения и наоборот. Попробую объяснить на пальцах, не углубляясь в дебри терминов и формул. Особенно будет полезно тем, кто ставит драйвер для мощных светодиодов и кормит им многих слабых.Для вас — отдельный абзац в конце статьи.

    Начнем с понятий:

    РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ
    Судя по названию — стабилизирует напряжение. Если написано, что стабилизатор 12В и 3А, то он стабилизирует именно на напряжение 12В! Но 3А это максимальный ток, который может дать стабилизатор. Максимум! А не «всегда дает 3 ампера». То есть может и 3 миллиампера отдать, и 1 ампер, и два… Сколько ваша схема жрет, столько и отдает.Но не более трех. На самом деле это главное.



    Когда-то такие были и телевизоры к ним подключали…

    А теперь перейду к описанию типов стабилизаторов напряжения:

    Линейные стабилизаторы (тот же РОЛЛ или LM7805/LM7809/LM7812 и т.д.)

    Вот он — LM7812. Наш советский аналог — КРЕН8Б

    Самый распространенный тип. Они не могут работать при напряжении ниже указанного на его брюхе.То есть, если LM7812 стабилизирует напряжение на уровне 12 вольт, то его нужно подать на вход как минимум примерно на полтора вольта больше. Если меньше, значит, на выходе стабилизатора будет меньше 12 вольт. Он не может взять недостающие вольты из ниоткуда. Поэтому плохая идея — стабилизировать напряжение в машине 12-вольтовыми валками. Как только на входе меньше 13,5 вольт, на выходе начинает давать меньше 12.

    Еще один минус линейных стабилизаторов-сильный нагрев при такой хорошей нагрузке.То есть деревенским языком — все, что выше тех же 12 вольт, превращается в тепло. И чем выше входное напряжение, тем больше тепла. До температуры жарки яиц. Нагрузили чуть больше пары маленьких светодиодов и все — получили отличное железо.

    Импульсные стабилизаторы — гораздо круче, но и дороже. Обычно для обычного покупателя это уже похоже на своеобразный платок с деталями.

    Например вот такая платка — импульсный стабилизатор напряжения.

    Различают три вида: понижающие, повышающие и всеядные. Самые крутые всеядны. Им все равно, что входное напряжение ниже или выше желаемого. Он автоматически переходит в режим повышения или понижения напряжения и удерживает заданную мощность. А если написано, что на вход можно подавать от 1 до 30 вольт и на выходе будет стабильно 12, то так оно и будет.

    Но дороже. Но жестче. Но дороже…
    Если не хотите железо от линейного стабилизатора и огромный радиатор охлаждения в придачу, ставьте импульсный.
    Какой вывод по стабилизаторам напряжения?
    УСТАНОВИТЬ ЖЕСТКИЕ ВОЛЬТЫ — а ток может плавать как угодно (в пределах конечно)

    СТАБИЛИЗАТОР ТОКА
    Применительно к светодиодам их также называют «драйверами светодиодов». Что тоже было бы правдой.

    Вот, например, готовый драйвер. Хотя сам драйвер представляет собой небольшую черную восьминогую микросхему, обычно драйвером называют всю схему сразу.

    Устанавливает ток.Стабильный! Если написано, что на выходе 350мА, то хоть тресни, так и будет. Но вольты на его выходе могут варьироваться в зависимости от напряжения, необходимого светодиодам. То есть вы их не регулируете, за вас все сделает драйвер исходя из количества светодиодов.
    Если очень просто, то могу описать только так. =)
    Что с выводом?
    УСТАНОВИТЬ СИЛЬНЫЙ ТОК — и напряжение может плавать.

    Теперь — к светодиодам. Ведь вся суета из-за них.

    Светодиод питается от ТОКА. У него нет параметра НАПРЯЖЕНИЕ. Есть параметр — падение напряжения! То есть сколько потеряно . Если на светодиоде написано 20мА 3,4В, то это значит, что ему нужно не более 20 миллиампер. И при этом на нем потеряется 3,4 вольта. Не для питания нужно 3,4 вольта, а просто «потеряться» на нем!

    То есть питать его можно хоть от 1000 вольт, только если подать не более 20мА. Он не сгорит, не перегреется и будет светить как надо, но после него будет 3.на 4 вольта меньше. Это все наука. Ограничьте ему ток — и он будет сыт и будет светить долго и счастливо.

    Здесь берем самый распространенный вариант подключения светодиодов (такой используется почти во всех лентах) — 3 светодиода и резистор соединены последовательно. Питаем от 12 вольт. Ограничиваем ток на светодиоды резистором, чтобы они не перегорели (про расчет не пишу, калькуляторов в интернете полно). После первого светодиода остается 12-3,4=8,6 вольт……… Нам еще хватает.На втором потеряется еще 3,4 вольта, то есть останется 8,6-3,4=5,2 вольта. И для третьего светодиода тоже достаточно. А после третьего останется 5,2-3,4=1,8 вольта. А если хотите поставить четвертый, то его мало. Вот если питать не от 12В а от 15 то хватит. Но надо учитывать, что резистор тоже нужно будет пересчитывать. Ну собственно плавно дошли до…

    Простейший ограничитель тока — резистор. Их часто размещают на одних и тех же лентах и ​​модулях. Но есть и минусы — чем меньше напряжение, тем меньше ток на светодиоде. И наоборот. Поэтому, если в вашей сети прыгает напряжение, что лошади прыгают через барьеры на соревнованиях по конкуру (а в автомобилях это обычно бывает), то мы сначала стабилизируем напряжение, а потом резистором ограничиваем ток до тех же 20мА. И это все. Нас больше не волнуют скачки напряжения (стабилизатор напряжения работает), а светодиод сыт и светит на радость всем.
    Т.е. — если ставить в машину резистор, то нужно стабилизировать напряжение.

    Можно не стабилизировать, если рассчитать резистор на максимально возможное напряжение в сети автомобиля, у вас нормальная бортовая сеть (а не китайско-российский тазопром) и сделать запас по току не менее 10%.
    Ну, кроме того, резисторы можно настроить только на определенное значение тока. После определенного порога резисторы начинают чертовски греться и приходится сильно увеличивать их габариты (резисторы 5Вт, 10Вт, 20Вт и т.). Плавно превращаемся в большой утюг.

    Есть еще вариант- поставить в качестве ограничителя что-то вроде LM317 в режиме стабилизатора тока.

    ЛМ317. Внешне похож на LM7812. Тело одно, смысл несколько иной. Но они же и греются, ведь это тоже линейный регулятор (помните я писал про КРЕН в абзаце про стабилизаторы напряжения?). А потом создали…

    Импульсный стабилизатор тока (или драйвер).

    Я именно об этом и говорю.На картинке речь идет о светодиодах мощностью 1Вт, но с любыми другими картина такая же.
    Именно это мы и видим в китайских модулях и кукурузе, которые после недели/месяца работы горят как спички. Потому что светодиоды имеют адское распространение, а китайцы больше всех экономят на драйверах. Почему не загораются фирменные модули и лампы Osram, Philips и т.п.? Потому что они делают довольно мощную отбраковку светодиодов и остается 10-15% дичайшего количества производимых светодиодов, практически идентичных по параметрам и из них можно сделать такой простой вид, который многие пытаются сделать — один мощный драйвер и множество одинаковых цепочек светодиодов без драйверов.Вот только в условиях «купил светодиоды на рынке и сам перепаял», как правило, им это не на пользу. Потому что даже у «некитайца» будет разброс. Может повезти и работать долго, а может и нет.

    Запомните раз и навсегда! Я умоляю тебя! =)
    А легко — сделать правильно и сделать «смотри как я сэкономил, а остальные дураки» — это несколько разные вещи. Даже очень разные. Учитесь делать не так, как пресловутые китайцы, учитесь делать это красиво и правильно.Это было сказано давно и не мной. Я просто пытался объяснить прописные истины в сотый и пятисотый раз. Извините, если плохо объяснил =)

    Вот отличная иллюстрация. Думаете, я не хотел сэкономить и сократить количество водителей в 3-4 раза? Но это правильно, а значит будет работать долго и счастливо.

    И, наконец, для тех, кому даже такая презентация показалась слишком заумной.
    Запомните следующее и попробуйте следовать ему (здесь «цепочка» — это один светодиод или несколько светодиодов в ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ порядке):

    1.— КАЖДАЯ цепь имеет свой ограничитель тока (резистор или драйвер…)
    2. — Маломощная цепь до 300мА? Ставим резистор и хватит.
    3. Напряжение нестабильно? Ставим СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ
    4. — Ток больше 300мА? Ставим на КАЖДУЮ цепь ДРАЙВЕР (стабилизатор тока) без стабилизатора напряжения.

    Вот так будет правильно и самое главное — будет работать долго и ярко светить! Что ж, надеюсь, что все вышеперечисленное многих убережет от ошибок и поможет сэкономить деньги и нервы.

    Стабилизаторы тока

    предназначены для стабилизации тока на нагрузке. Напряжение на нагрузке зависит от ее сопротивления. Стабилизаторы необходимы для функционирования различных электронных устройств, например.

    Падение напряжения можно отрегулировать так, чтобы оно было очень маленьким. Это позволяет снизить потери при хорошей стабильности тока на выходе. На выходе транзистора сопротивление очень велико. Эта схема используется для подключения светодиодов или зарядки маломощных аккумуляторов.

    Напряжение на транзисторе определяется стабилитроном VD1. R2 играет роль датчика тока и определяет ток на выходе стабилизатора. По мере увеличения тока падение напряжения на этом резисторе становится больше. Напряжение подается на эмиттер транзистора. В результате напряжение на переходе база-эмиттер, равное разнице между базовым и эмиттерным напряжением, уменьшается, а ток возвращается к заданному значению.

    Схема токового зеркала

    Генераторы тока работают аналогично. Популярной схемой для таких генераторов является «токовое зеркало», в котором вместо стабилитрона используется биполярный транзистор, а точнее эмиттерный переход. Вместо сопротивления R2 используется сопротивление эмиттера.

    Стабилизаторы тока на поле

    Схема на полевых транзисторах более простая.

    Ток нагрузки проходит через резистор R1.Ток в цепи: «+» источника напряжения, сток-затвор VT1, сопротивление нагрузки, отрицательный полюс истока очень мал, так как сток-затвор имеет смещение в обратную сторону.

    Напряжение на R1 положительное: слева «-», справа напряжение равно напряжению правого плеча сопротивления. Следовательно, напряжение на затворе относительно истока минусовое. С уменьшением сопротивления нагрузки ток увеличивается. Поэтому напряжение затвора по сравнению с истоком имеет еще большую разницу.В результате транзистор закрывается сильнее.

    При большем закрытии транзистора ток нагрузки уменьшится и вернется к исходному значению.

    Устройства на микросхеме

    В прошлых схемах есть элементы сравнения и подгонки. Подобная схемная структура используется в конструкции устройств выравнивания напряжения. Отличие устройств, стабилизирующих ток и напряжение, в том, что в цепь обратной связи сигнал поступает от датчика тока, который подключен к цепи тока нагрузки.Поэтому для создания стабилизаторов тока используются популярные микросхемы 142 ЕН 5 или LM 317.

    Здесь роль датчика тока играет сопротивление R1, на котором стабилизатор поддерживает постоянное напряжение и ток нагрузки. Значение сопротивления датчика намного ниже сопротивления нагрузки. Снижение напряжения на датчике влияет на выходное напряжение стабилизатора. Эта схема хорошо сочетается с зарядными устройствами, светодиодами.

    Стабилизатор импульсный

    Стабилизатор импульсный, выполненный на основе ключей, имеет высокий КПД.Они способны создавать при незначительном входном напряжении высокое напряжение на потребителе. Такая схема собрана на микросхеме MAX 771 .

    Резисторы R1 и R2 играют роль делителей напряжения на выходе микросхемы. Если напряжение на выходе микросхемы становится выше опорного значения, то микросхема снижает выходное напряжение, и наоборот.

    Если изменить схему таким образом, чтобы микросхема реагировала и регулировала ток на выходе, то получится стабилизированный источник тока.

    Когда напряжение на резисторе R3 падает ниже 1,5 В, схема действует как регулятор напряжения. Как только ток нагрузки возрастает до определенного уровня, падение напряжения на резисторе R3 становится больше, и схема действует как регулятор тока.

    Резистор R8 включается по схеме при повышении напряжения выше 16,5 В. Резистор R3 задает ток. Отрицательным моментом этой схемы является значительное падение напряжения на токоизмерительном сопротивлении R3.Эту проблему можно решить, подключив операционный усилитель для усиления сигнала с R3.

    Стабилизаторы тока для светодиодов

    Такое устройство можно сделать самостоятельно, используя микросхему LM 317. Для этого нужно всего лишь подобрать резистор. Для стабилизатора желательно использовать следующий блок питания:

    • Блок принтера 32В.
    • Блок от ноутбука на 19 В.
    • Блок питания любой 12В.

    Преимуществом такого устройства является низкая стоимость, простота конструкции, повышенная надежность.Самостоятельно собирать сложную схему нет смысла, проще ее приобрести.

    При обсуждении электрических цепей часто используются термины «регулятор напряжения» и «регулятор тока». Но в чем разница между ними? Как работают эти стабилизаторы? В какой схеме нужен дорогой регулятор напряжения, а где достаточно простого стабилизатора? Ответы на эти вопросы вы найдете в этой статье.

    Рассмотрим регулятор напряжения на примере устройства LM7805.В его характеристиках указано: 5В 1,5А. Значит стабилизирует напряжение и оно до 5В. 1,5А — это максимальный ток, который может провести стабилизатор. Пиковый ток. То есть может отдавать и 3 миллиампера, и 0,5 ампера, и 1 ампер. Столько, сколько тока требуется нагрузке. Но не более полутора. В этом основное отличие стабилизатора напряжения от стабилизатора тока.

    Типы стабилизаторов напряжения

    Существует всего 2 основных типа стабилизаторов напряжения:

    Линейные регуляторы напряжения

    Например, микросхемы БАНК или , LM1117 , LM350 .

    Кстати, КРЕН — это не аббревиатура, как многие думают. Это аббревиатура. Советская микросхема стабилизатора, аналогичная ЛМ7805, имела обозначение КР142ЕН5А. Ну и еще есть КР1157ЕН12В, КР1157ЕН502, КР1157ЕН24А и куча других. Для краткости все семейство микросхем стало называться «КРЭН». Затем КР142ЕН5А превращается в КРЕН142.

    Советский стабилизатор КР142ЕН5А. Аналог LM7805.

    Стабилизатор LM7805

    Самый распространенный тип.Их недостаток в том, что они не могут работать при напряжении ниже заявленного выходного напряжения. Если он стабилизирует напряжение на уровне 5 вольт, то его нужно подать на вход как минимум на полтора вольта больше. Если подать меньше 6,5 В, то выходное напряжение «просядет», и 5 В мы уже не получим. Еще один недостаток линейных стабилизаторов — сильный нагрев под нагрузкой. Собственно, в этом и заключается принцип их работы — все, что выше стабилизированного напряжения, просто превращается в тепло.Если подать на вход 12 В, то 7 уйдет на нагрев корпуса, а 5 пойдет на потребителя. При этом корпус будет нагреваться настолько, что без радиатора микросхема просто сгорит. Из всего этого вытекает еще один серьезный недостаток – линейный стабилизатор не следует использовать в устройствах с батарейным питанием. Энергия аккумуляторов будет расходоваться на нагрев стабилизатора. Всех этих недостатков лишены импульсные стабилизаторы.

    Импульсные стабилизаторы напряжения

    Импульсные стабилизаторы — лишены недостатков линейных, но и дороже.Это уже не просто микросхема с тремя выводами. Они выглядят как доска с частями.

    Один из вариантов исполнения импульсного стабилизатора.

    Стабилизаторы импульсные Бывают трех видов: понижающие, повышающие и всеядные. Наиболее интересны всеядные. Независимо от входного напряжения, на выходе будет именно то, что нам нужно. Всеядному импульснику все равно, что напряжение на входе ниже или выше желаемого.Он автоматически переходит в режим повышения или понижения напряжения и удерживает заданную мощность. Если в характеристиках указано, что на вход стабилизатора можно подавать от 1 до 15 вольт и на выходе будет стабильно 5, то так оно и будет. Кроме того, нагрев импульсных регуляторов настолько мал, что в большинстве случаев им можно пренебречь. Если ваша схема будет питаться от батареек или размещаться в закрытом корпусе, где недопустим сильный нагрев линейного стабилизатора — ставьте импульсный.Я использую копеечные регулируемые импульсные стабилизаторы напряжения, которые заказываю на Алиэкспресс. Ты можешь купить.

    Хорошо. А что со стабилизатором тока?

    Я не открою Америку, если скажу, что стабилизатор тока стабилизирует ток.
    Стабилизаторы тока также иногда называют светодиодным драйвером. Внешне они похожи на импульсные стабилизаторы напряжения. Хотя сам стабилизатор представляет собой небольшую микросхему, все остальное необходимо для обеспечения корректной работы режима. Но обычно драйвером называется сразу вся схема.

    Так выглядит стабилизатор напряжения. Цепь, обведенная красным, — это та же цепь, что и стабилизатор. Все остальное на доске является обязательным.

    Так. Водитель устанавливает ток. Стабильный! Если написано, что на выходе будет ток 350мА, то будет именно 350мА. Но выходное напряжение может варьироваться в зависимости от напряжения, требуемого потребителем. Не будем вдаваться в дебри теории по этому поводу. как это все работает. Только помните, что вы не регулируете напряжение, драйвер все сделает за вас исходя из потребителя.

    Так зачем все это нужно?

    Теперь вы знаете, чем стабилизатор напряжения отличается от стабилизатора тока и можете ориентироваться в их многообразии. Возможно, вы никогда не понимали, зачем нужны эти вещи.

    Пример: вы хотите запитать 3 светодиода от бортовой сети автомобиля. Как вы можете узнать из, для светодиода важно контролировать силу тока. Используем самый распространенный вариант подключения светодиодов: 3 светодиода и резистор соединены последовательно. Напряжение питания — 12 вольт.

    Резистором ограничиваем ток на светодиоды, чтобы не перегорели. Пусть падение напряжения на светодиоде будет 3,4 вольта.
    После первого светодиода остается 12-3,4=8,6 вольт.
    У нас пока достаточно.
    На втором потеряется еще 3,4 вольта, то есть останется 8,6-3,4 = 5,2 вольта.
    И на третий светодиод тоже хватит.
    А после третьего останется 5,2-3,4=1,8 вольта.
    Если вы хотите добавить четвертый светодиод — этого недостаточно.
    Если напряжение питания поднять до 15В, то хватит. Но тогда и резистор нужно будет пересчитывать. Резистор — простейший стабилизатор (ограничитель) тока. Их часто размещают на одних и тех же лентах и ​​модулях. У него есть минус — чем меньше напряжение, тем меньше будет ток на светодиоде (закон Ома, с ним не поспоришь). Это означает, что если входное напряжение нестабильно (обычно это бывает в автомобилях), то сначала нужно стабилизировать напряжение, а потом можно ограничить ток до необходимых значений резистором.Если мы используем резистор в качестве ограничителя тока там, где напряжение нестабильно, нам необходимо стабилизировать напряжение.

    Стоит помнить, что резисторы имеет смысл ставить только до определенной силы тока. После определенного порога резисторы начинают сильно греться и приходится ставить резисторы помощнее (почему в этом приборе резистор говорит о мощности). Увеличивается тепловыделение, снижается КПД.

    Также называется светодиодным драйвером. Часто те, кто не очень в этом разбирается, стабилизатор напряжения называют просто драйвером светодиода, а импульсный регулятор тока — , хороший драйвер светодиода .Он обеспечивает стабильное напряжение и ток одновременно. И почти не греется. Вот как это выглядит:

    Существует заблуждение, что для светодиода важным показателем является напряжение питания. Однако это не так. Для его правильной работы существенное значение имеет потребление постоянного тока (Iпотр.), которое обычно находится в районе 20 миллиампер. Значение номинального тока обусловлено конструкцией светодиода, эффективностью отвода тепла.

    А вот величина падения напряжения, по большей части определяемая полупроводниковым материалом, из которого изготовлен светодиод, может достигать от 1.8 до 3,5В.

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

    Стабилизатор тока для светодиодов — описание

    Конечно, проще всего ограничить Icon. для LED. Но следует отметить, что этот метод малоэффективен из-за больших потерь энергии, и подходит только для слаботочных светодиодов.

    Формула расчета необходимого сопротивления: Rд = (Uпит.-Упад.) / Икона.

    Пример: Upit. = 12В; Падение на светодиоде = 1,5В; Иконки. Светодиод = 0,02 А. Необходимо рассчитать добавочное сопротивление Rd.

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

    Но опять же, повторюсь, этот способ стабилизации подходит только для маломощных светодиодов.

    Следующий вариант стабилизатор тока более практичный. На диаграмме ниже LM317 ограничивает Ipot. Светодиод, который задается сопротивлением R.

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

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

    Пример: для светодиода со значком. при 200 мА R= 1,25/0, 2A=6,25 Ом.

    Калькулятор стабилизатора тока на LM317

    Чтобы рассчитать сопротивление и мощность резистора, просто введите требуемый ток:

    Имейте в виду, что максимальный непрерывный ток, который может выдержать LM317, равен 1.5 ампер с хорошим радиатором. Для более высоких токов используйте тот, который рассчитан на 5 ампер, и с хорошим радиатором до 8 ампер.

    Если вам нужно отрегулировать яркость светодиода, то в статье приведен пример схемы с использованием стабилизатора напряжения LM2941.

    Полупроводниковый прибор, о котором пойдет речь, предназначен для стабилизации тока на необходимом уровне, имеет низкую стоимость и позволяет упростить разработку схем для многих электронных устройств.Постараюсь немного восполнить недостаток информации о простых схемных решениях стабилизаторов постоянного тока.

    Немного теории

    Идеальный источник тока имеет бесконечно большую ЭДС и бесконечно большое внутреннее сопротивление, что позволяет получить требуемый ток в цепи, не зависящий от сопротивления нагрузки.

    Рассмотрение теоретических предположений о параметрах источника тока помогает понять определение идеального источника тока.Ток, создаваемый идеальным источником тока, остается постоянным при изменении сопротивления нагрузки от короткого замыкания до бесконечности. Для сохранения величины тока неизменной величина ЭДС изменяется от значения, не равного нулю, до бесконечности. Свойство источника тока, позволяющее получать стабильное значение тока: при изменении сопротивления нагрузки ЭДС источника тока изменяется таким образом, что значение тока остается постоянным.

    Реальные источники тока поддерживают ток на требуемом уровне в ограниченном диапазоне напряжения, генерируемого на нагрузке, и ограниченном сопротивлении нагрузки.Рассмотрен идеальный источник, а реальный источник тока может работать при нулевом сопротивлении нагрузки. Режим закрытия выхода источника тока не является исключением или трудно реализуемой функцией источника тока, это один из режимов работы, в который устройство может безопасно перейти в случае случайного замыкания выхода и перейти в рабочий режим с сопротивлением нагрузки больше нуля.

    Источник реального тока используется вместе с источником напряжения. Сеть 220 вольт 50 Гц, лабораторный блок питания, аккумуляторная батарея, бензогенератор, солнечная батарея – источники напряжения, обеспечивающие подачу электроэнергии потребителю.Последовательно с одним из них включен стабилизатор тока. Выход такого устройства рассматривается как источник тока.

    Простейший стабилизатор тока представляет собой двухполюсник, ограничивающий протекающий через него ток до значения и точности, соответствующих данным производителя. Такой полупроводниковый прибор в большинстве случаев имеет корпус, напоминающий маломощный диод. Из-за внешнего сходства и наличия всего двух выводов компоненты этого класса в литературе часто называют диодными стабилизаторами тока.Внутренняя схема не содержит диодов, такое название закрепилось только из-за внешнего сходства.

    Примеры диодных стабилизаторов тока

    Диодные стабилизаторы тока

    выпускаются многими производителями полупроводников.

    1N5296
    Производители: Microsemi и CDI

    Ток стабилизации 0,91 мА ± 10 %
    Минимальное напряжение на клеммах в режиме стабилизации 1,29 В
    Максимальное импульсное напряжение 100 В

    E-103
    Производитель Semitec

    Ток стабилизации 10 мА ± 10%
    Минимальное напряжение на клеммах в режиме стабилизации 4.2 В

    L-2227
    Производитель Semitec

    Ток стабилизации 25 мА ± 10%
    Минимальное напряжение на клеммах в режиме стабилизации 4 В
    Максимальное импульсное напряжение 50 В

    От теории к практике

    Использование диодных стабилизаторов тока упрощает электрические схемы и снижает стоимость устройств.Использование диодных стабилизаторов тока привлекательно не только своей простотой, но и повышением устойчивости разрабатываемых устройств. Один полупроводник этого класса в зависимости от типа обеспечивает стабилизацию тока на уровне от 0,22 до 30 миллиампер. Названия этих полупроводниковых приборов по ГОСТу и схемное обозначение найти не удалось. В схемах статьи пришлось использовать обозначение обычного диода.

    При включении в цепь питания светодиода диодный стабилизатор обеспечивает требуемый режим и надежную работу.Одной из особенностей диодного стабилизатора тока является работа в диапазоне напряжений от 1,8 до 100 вольт, что позволяет защитить светодиод от выхода из строя при воздействии на него импульсных и длительных изменений напряжения. Яркость и оттенок свечения светодиода зависит от протекающего тока. Один диодный стабилизатор тока может обеспечить работу нескольких последовательно соединенных светодиодов, как показано на схеме.

    Эту схему легко преобразовать в зависимости от светодиодов и напряжения питания.Один или несколько диодных стабилизаторов тока, включенных параллельно в цепь светодиодов, будут задавать ток светодиода, а количество светодиодов зависит от диапазона питающего напряжения.

    Используя диодные источники тока, можно построить индикатор или осветительный прибор, рассчитанный на питание постоянным током. Благодаря стабильной подаче тока источник света будет иметь постоянную яркость свечения при колебаниях напряжения питания.

    Использование резистора в цепи светодиода индикатора напряжения питания двигателя постоянного тока станка для сверления плат привело к быстрому выходу из строя светодиода.Использование диодного стабилизатора тока позволило получить надежную работу индикатора. Диодные стабилизаторы тока можно включать параллельно. Требуемый режим питания нагрузок можно получить изменением типа или включением необходимого количества этих устройств параллельно.

    При питании светодиода оптопары через резистор пульсации питающего напряжения схемы приводят к колебаниям яркости, накладывающимся на фронт прямоугольного импульса.Использование диодного стабилизатора тока в цепи питания светодиода, входящего в состав оптопары, позволяет уменьшить искажения цифрового сигнала, передаваемого через оптопару, и повысить надежность информационного канала.

    Использование диодного стабилизатора тока, задающего режим работы стабилитрона, позволяет разработать простой источник опорного напряжения. При изменении тока питания на 10 процентов напряжение на стабилитроне изменяется на 0.2 процента, а поскольку ток стабилен, значение опорного напряжения остается стабильным при изменении других факторов.

    Влияние пульсаций напряжения питания на выходное опорное напряжение уменьшено на 100 децибел.

    внутренняя цепь

    Вольт-амперная характеристика помогает понять работу диодного стабилизатора тока. Режим стабилизации начинается, когда напряжение на клеммах прибора превышает примерно два вольта. При напряжении более 100 вольт происходит пробой.Реальный ток стабилизации может отклоняться от номинального тока до десяти процентов. При изменении напряжения от 2 до 100 вольт ток стабилизации меняется на 5 процентов. Диодные стабилизаторы тока, выпускаемые некоторыми производителями, изменяют ток стабилизации при изменении напряжения до 20 процентов. Чем выше ток стабилизации, тем больше отклонение при увеличении напряжения. Параллельное соединение пяти приборов, рассчитанных на ток 2 миллиампер, позволяет получить более высокие параметры, чем один на 10 миллиампер.Поскольку минимальное напряжение стабилизации тока уменьшается, диапазон напряжений, в котором работает стабилизатор, увеличивается.

    Основой схемы диодного стабилизатора тока является полевой транзистор с p-n переходом Ом. Напряжение затвор-исток определяет ток стока. При нулевом напряжении затвор-исток ток через транзистор равен начальному току стока, который протекает при напряжении между стоком и истоком, превышающем напряжение насыщения.Поэтому для нормальной работы диодного стабилизатора тока напряжение, подаваемое на выводы, должно быть больше определенного значения от 1 до 3 вольт.

    Полевой транзистор имеет большой разброс начального тока стока, это значение нельзя точно предсказать. Дешевые диодные стабилизаторы тока представляют собой полевые транзисторы с выборкой по току, в которых затвор соединен с истоком.

    При смене полярности напряжения диодный стабилизатор тока превращается в обычный диод.Это свойство связано с тем, что p-n переход полевого транзистора смещен в прямом направлении и ток протекает по цепи затвор-сток. Максимальный обратный ток некоторых диодных стабилизаторов тока может достигать 100 миллиампер.

    Источник тока 0,5 А или более

    Для стабилизации токов 0,5-5 ампер и более применима схема, основным элементом которой является мощный транзистор. Диодный стабилизатор тока стабилизирует напряжение на резисторе 180 Ом и на основе транзистора КТ818.Изменение резистора R1 от 0,2 до 10 Ом изменяет ток, протекающий в нагрузку. С помощью этой схемы можно получить ток, ограниченный максимальным током транзистора или максимальным током источника питания. Применение диодного стабилизатора тока с максимально возможным номинальным током стабилизации улучшает стабильность выходного тока схемы, но при этом не следует забывать о минимально возможном рабочем напряжении диодного стабилизатора тока. Изменение резистора R1 на 1-2 Ом существенно меняет выходной ток схемы.Этот резистор должен иметь большую способность рассеивания тепла, изменение сопротивления из-за нагрева приведет к отклонению выходного тока от заданного значения. Резистор R1 лучше всего собрать из нескольких мощных резисторов, соединенных параллельно. Резисторы, используемые в схеме, должны иметь минимальное отклонение сопротивления при изменении температуры. При построении регулируемого источника стабильного тока или для точной настройки выходного тока резистор 180 Ом можно заменить на переменный. Для повышения стабильности тока транзистор КТ818 усилен вторым транзистором меньшей мощности.Транзисторы включены в составную транзисторную схему. При использовании составного транзистора минимальное напряжение стабилизации увеличивается.

    Данная схема может быть использована для питания соленоидов, электромагнитов, обмоток шаговых двигателей, в гальванике, для зарядки аккумуляторов и для других целей. Транзистор необходимо установить на радиатор. Конструкция устройства должна обеспечивать хороший отвод тепла.

    Если бюджет проекта позволяет увеличить затраты на 1-2 рубля, а конструкция устройства позволяет увеличить площадь печатной платы, то при параллельном соединении диодных стабилизаторов тока можно улучшить параметры работающего устройства. развитый.5 параллельно соединенных компонентов 1N5305 стабилизируют ток на уровне 10 миллиампер, как и компонент CDLL257, но минимальное рабочее напряжение в случае пяти 1N5305 будет 1,85 вольта, что актуально для схем с напряжением питания 3,3 или 5 вольт. Также к положительным свойствам 1N5305 можно отнести его доступность, по сравнению с устройствами производителя Semitec. Параллельное включение группы стабилизаторов тока вместо одного позволяет уменьшить нагрев разрабатываемого устройства и сдвинуть верхнюю границу диапазона температур.

    Повышение рабочего напряжения

    Для применения диодных стабилизаторов тока при напряжениях выше напряжения пробоя один или несколько стабилитронов включаются последовательно, при этом диапазон напряжений диодного ограничителя тока смещается на величину стабилизации напряжения стабилитроном. Схема может использоваться для грубого определения превышения порогового значения напряжения.

    Отечественных аналогов зарубежных диодных стабилизаторов тока найти не удалось.Вероятно, со временем ситуация с отечественными диодными стабилизаторами тока изменится.

    Литература:
    Л. А. Бессонов. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. 2000
    http://www.centralsemi.com/PDFs/products/cclm0035-5750.pdf
    http://www.centralsemi.com/PDFs/other/ec051semiconductora.pdf
    http://www.centralsemi.com/ PDFs/products/cld_application_notes.pdf
    http://www.centralsemi.com/PDFs/products/ALL_SMD_CLD_curves.pdf
    http://www.centralsemi.com/product/smd/select/diodes/CLD.aspx
    http://www.datasheetarchive.com/CA500-datasheet.html

    Перечень радиоэлементов
    Обозначение Тип Номинал Количество Заметка Оценка Мой блокнот
    Схема 1.
    Диод 1 В блокнот
    Светодиод 5 В блокнот
    Блок питания 24 В 1 В блокнот
    Схема 2.
    Диодный мост 1 В блокнот
    Диод 1 В блокнот
    Светодиод 1 В блокнот
    электролитический конденсатор 1 В блокнот
    Трансформатор 1 В блокнот
    Переключатель 1 В блокнот
    Электродвигатель коллектора 1 В блокнот
    Схема 3.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.