Glavni električni parameter LED (LED) je njihov delovni tok. Ko v tabeli značilnosti LED, naletimo na obratovalno napetost, potem morate razumeti, da je vprašanje spuščanja napetosti na LED, ko delovni tok teče. To pomeni, da delovni tok določa obratovalno napetost LED. Zato lahko zanesljivo delovanje zagotavlja le trenutni stabilizator LED.
Namen in načelo delovanja
Stabilizatorji naj bi zagotovili konstanten obratovalni tok LED-ov, kadar pride do težave z odstopanjem napetosti v napajalniku (zanimalo bi vas, kako povezati LED iz omrežja 220 V). Stabilen delovni tok je potreben predvsem za zaščito LED pred pregrevanjem. Konec koncev, ko je presežen največji dovoljeni tok, LED-i ne delujejo. Tudi stabilnost delovnega toka zagotavlja stalnost svetlobnega toka naprave, na primer, ko se baterija izprazni ali napetost niha v napajalniku.
Stabilizatorji trenutne svetlobe za diodo imajo različno zmogljivost in veliko število različic vezja navdušuje oči. Slika prikazuje tri najbolj priljubljena polprevodniška stabilizacijska vezja.
- Diagram a) - Parametrični stabilizator. V tej shemi zener nastavi konstantno napetost na osnovi tranzistorja, ki je vključen v shemo emiterskega ponovilnika. Zaradi stabilnosti napetosti na dnu tranzistorja je napetost na uporu R konstantna. Po Ohmovem zakonu se tudi tok v uporu ne spremeni. Torej, kakotok upora je enak toku oddajnika, nato pa stabilni tokovi oddajnika in kolektorja tranzistorja. Vključno z obremenitvijo v kolektorskem vezju dobimo stabiliziran tok.
- Shema b). V tokokrogu se napetost na uporu R stabilizira na naslednji način. S povečanjem padca napetosti na R se prvi tranzistor odpre več. To vodi do zmanjšanja toka podnožja drugega tranzistorja. Drugi tranzistor se rahlo zapre in napetost na R se stabilizira.
- Shema c). V tretjem vezju je tok stabilizacije določen z začetnim tokom poljskega tranzistorja. To ni odvisno od napetosti med odtokom in puščanjem.
V shemah a) in b) je stabilizacijski tok določen z nazivno vrednostjo upora R. Namesto konstantnega upora lahko regulator napetosti regulira izhodni tok stabilizatorjev.
Proizvajalci elektronskih komponent proizvajajo veliko stabilizatorjev čipov za LED. Zato so v industrijskih izdelkih in radioamaterskih konstrukcijah stabilizatorji bolj pogosto uporabljeni v integrirani zasnovi. Tukaj preberite vse možne načine za priključitev LED.
Pregled dobro znanih modelov
Večina čipov za napajalne LED je izdelana v obliki impulznih pretvornikov napetosti. Pretvorniki, pri katerih vloga električnega pogona opravlja indukcijsko tuljavo (dušilnik), se imenujejo ojačevalci. Pri ojačevalcih pride do transformacije napetosti zaradi pojava samoindukcije. Ena od tipičnih shem za dvig tlaka je prikazana na sliki.
Tokokrog stabilizatorja toka deluje na ta način. Tranzistorski ključ je znotraj čipa, ki občasno zaklene dušilko na skupni žici. V trenutku odklopa ključa v dušilki je EPC samouresničitev, ki popravi diodo. Značilno je, da lahko lastna indukcija EMF bistveno presega napetost napajanja.
Kot je razvidno iz sheme za proizvodnjo spodbujevalnika za TPS61160, podjetje Texas Instruments zahteva zelo malo komponent. Glavna oprema sta dušilka L1, dioda Schottky D1, ki popravlja impulzno napetost na izhodu pretvornika in Rset.
Upor opravlja dve funkciji. Prvič, upor omejuje tok, ki teče skozi svetleče diode, in drugič, upor služi kot element povratne informacije (vrsta senzorja). Iz njega se odstrani merilna napetost in notranji tokokrogi čipa stabilizirajo tok, ki teče skozi LED na dani ravni. Spreminjanje nazivne vrednosti upora lahko spremeni tok LED.
Pretvornik na TPS61160 deluje na frekvenci 1,2 MHz, maksimalni izhodni tok je lahko 1,2 A. S čipom je mogoče vklopiti do deset LED, vključenih v seriji. Svetlost svetlečih diod se lahko spremeni tako, da se vhodni "nadzor svetlosti" signala PWM vnese v spremenljivo tuljavo. Učinkovitost dane sheme je približno 80%.
Opozoriti je treba, da se ojačevalniki običajno uporabljajo, če napetost na LED diodah presega napetost napajanja. V primerih, ko je potrebno zmanjšati napetost, se pogosteje uporabljajo linearni stabilizatorji. Cela vrsta takšnihStabilizator MAX16xxx ponuja MAXIM. Tipična vključitvena vezja in notranja struktura takih vezij so prikazani na sliki.
Kot je razvidno iz strukturne sheme, stabilizacijo toka svetlečih diod izvede R-kanalni poljski tranzistor. Napetost napake se odstrani iz upora Rsens in se prenese v krmilno vezje. Ker je poljski tranzistor v linijskem načinu, je učinkovitost takšnih tokokrogov veliko nižja kot pri vezjih pulznih pretvornikov.
Nabor čipov MAX16xxx se pogosto uporablja v avtomobilskih aplikacijah. Največja vhodna napetost čipov je 40 V, izhodni tok je 350 mA. Ti, kot pulzirajoči stabilizatorji, omogočajo PWM-immitrovanie.
Stabilizator na LM317
Kot trenutni stabilizator za LED lahko uporabljate ne le specializirane čipe. Shema LM317 je zelo priljubljena med amaterji.
LM317 je klasični linearni regulator napetosti z mnogimi analogi. V naši državi je ta čip znan kot CR142EN12A. Na sliki je prikazan tipični preklopni krog LM317 kot regulator napetosti.
Za pretvorbo tega vezja v stabilizator toka je dovolj, da se iz uporov R1 izključi. Omogočanje LM317 kot linearnega stabilizatorja toka izgleda takole.
Stabilizator je enostavno izračunati. Dovolj je, da se izračuna nazivna vrednost upora R1, pri čemer se vrednost toka nadomesti z naslednjo formulo:
R1 = 1,25 * I0.
Moč, ki jo odvaja upor, je enaka:
W = I2R1.
nastavljiv stabilizator
Prejšnji tokokrog se lahko enostavno pretvori v nastavljiv stabilizator. Za to morate zamenjati trajni upor R1 s potenciometrom. Shema bo izgledala takole:
Kako narediti svetlečo diodo z lastnimi rokami
Najmanjše število delov, uporabljenih v vseh zgoraj navedenih shemah stabilizatorjev. Zato, da samostojno zbiranje takšnih modelov lahko celo novice radio amater obvlada spretnosti uporabe spajkalnik. Posebej preproste izvedbe LM317. Da bi jih sploh ni treba oblikovati tiskanega vezja. Dovolj spajka ustrezen upor med referenčnim terminalom čipa in njegovim izhodom.
Tudi na vhod in izhod čipa morate spajati dva prožna vodnika in zasnova je pripravljena. V primeru, da je s pomočjo trenutnega stabilizatorja na LM317 predvideno, da se hrani močna LED, mora biti čip opremljen s hladilnikom, ki zagotavlja odvajanje toplote. Kot radiator lahko uporabite majhno aluminijasto ploščo s površino 15-20 kvadratnih centimetrov.
Pri gradnji ojačevalcev je mogoče kot dušilke uporabljati tuljave filtrov različnih pogonskih enot. Na primer, za te namene so primerni feritni obroči iz PC močnostnih enot, na katere je treba naviti več deset krogov emajlirane žice s premerom 0,3 mm.
Kakšen stabilizator je treba uporabiti v avtomobilu
Avtomobilisti se pogosto ukvarjajo s posodabljanjem razsvetljave svojih avtomobilov in uporabljajo za te nameneLED diode ali LED trakovi (preberite, kako povezati LED trak z avtomobilom). Znano je, da se lahko napetost omrežja na vozilu močno spreminja glede na način delovanja motorja in generatorja. Zato je v primeru avtomobila še posebej pomembno, da ne uporabljate 12-voltnega stabilizatorja, ampak je zasnovan za določeno vrsto LED.
Modeli LM317 se lahko svetujejo za avtomobil. Uporabite lahko tudi eno od modifikacij linearnega stabilizatorja na dveh tranzistorjih, pri katerih se kot močnostni element uporablja močan N-kanalni tranzistor z učinkom polja. V nadaljevanju so prikazane različice podobnih vezij, vključno s shemo gonilnikov LED.
Sklep
Če povzamemo, lahko rečemo, da je za zanesljivo delovanje struktur LED potrebno napajati s pomočjo tokovnih stabilizatorjev. Številni stabilizacijski tokokrogi so enostavni za izdelavo z lastnimi rokami. Upamo, da bodo informacije v tem članku koristne za vse, ki se zanimajo za to temo.
