Kuidas teha oma kätega LED-ide jaoks voolu stabilisaatoreid

LED-allikate heledus sõltub voolavast voolust ja see omakorda toitepingest. Koormuse kõikumise tingimustes valgustid pulseerivad. Selle vältimiseks kasutatakse spetsiaalset draiverit - voolu stabilisaatorit. Rikete korral saab elementi valmistada iseseisvalt.

Disain ja tööpõhimõte

Stabilisaator tagab LED-dioodide töövoolu püsivuse, kui see normist kõrvale kaldub. See hoiab ära LED-ide ülekuumenemise ja läbipõlemise, säilitab pideva voolu pingetõusu või aku tühjenemise ajal.

Lihtsaim seade koosneb trafost, takistitega ühendatud alaldisillast ja kondensaatoritest. Stabilisaatori toime põhineb järgmistel põhimõtetel:

• trafo voolu andmine ja selle piirsageduse muutmine võrgusageduseks - 50 Hz;
• pinge reguleerimine suurendamiseks ja vähendamiseks koos järgneva sageduse võrdsustusega 30 Hz-ni.

Teisendusprotsessis kasutatakse ka kõrgepinge alaldeid. Need määravad polaarsuse. Elektrivoolu stabiliseerimine toimub kondensaatorite abil. Häirete vähendamiseks kasutatakse takisteid.

Voolu stabilisaatorite tüübid

LED-tuli süttib, kui praegune läviväärtus on saavutatud. Madala võimsusega seadmete puhul on see näitaja 20 mA, suure valgusjõuga seadmete puhul - alates 350 mA. Lävipinge levik seletab erinevat tüüpi stabilisaatorite olemasolu.

Takisti stabilisaatorid

Väikese võimsusega LED-ide vooluparameetrite reguleeritava stabilisaatori jaoks kasutatakse ROLL-ahelat. See näeb ette elementide KR142EN12 või LM317 olemasolu. Tasandusprotsess viiakse läbi voolutugevusel 1,5 A ja sisendpingel 40 V. Tavalistes soojustingimustes hajutavad takistid kuni 10 tonni võimsust. Nende enda voolutarve on umbes 8 mA.

Sõlm LM317 säilitab põhitakistil püsiva pinge väärtuse, mida reguleerib trimmer. Peamine ehk voolu jaotav element võib stabiliseerida seda läbivat voolu. Sel põhjusel kasutatakse akude laadimiseks ROLL-stabilisaatoreid.

8 mA väärtus ei muutu isegi sisendvoolu ja pinge kõikumisel.

Transistorseadmed

Transistori regulaator hõlmab ühe või kahe elemendi kasutamist. Vaatamata vooluahela lihtsusele ei ole pingekõikumiste korral alati stabiilset koormusvoolu.Selle suurenedes tõuseb takisti pinge ühel transistoril 0,5-0,6 V. Pärast seda hakkab tööle teine ​​transistor. Selle avanemise hetkel esimene element sulgub ning seda läbiva voolu tugevus ja suurus väheneb.

Teine transistor peab olema bipolaarne.

Rakendamiseks koosahelad, mis asendavad zeneri dioodid dioodidega rakendada:

• dioodid VD1 ja VD2;
• takisti R1;
• takisti R2.

LED-elemendi läbiv vool seatakse takistiga R2. Baastransistori vooluga seotud dioodide I-V karakteristikute lineaarse osa saavutamiseks kasutatakse takistit R1. Selleks, et transistor jääks stabiilseks, ei tohiks toitepinge olla väiksem kui dioodide kogupinge + 2-2,5 V.

Voolutugevuse 30 mA saamiseks toidetakse 12 V sirgjooneliselt läbi 3 järjestikku ühendatud dioodi pingega 3,1 V. Takisti takistus peaks olema 20 oomi ja hajuvusvõimsus 18 mW.

Ahel normaliseerib elementide töörežiimi ja vähendab voolu lainetust.

Ahel nõukogude transistoridega. Nõukogude KT940 või KT969 lubatud pinge on kuni 300 V, mis sobib, kui valgusallikaks on võimas SMD element. Praegused parameetrid määratakse takistiga. Zeneri dioodi pinge on 5,1 V ja võimsus 0,5 V.

Ahela negatiivne külg on pingelangus voolu suurenemisel. Seda saab kõrvaldada, asendades bipolaarse transistori madala takistuse parameetritega MOSFET-iga. Võimas diood asendatakse IRF7210 12 A elemendiga või IRLML6402 3.7 A elemendiga.

Praegused stabilisaatorid väljakul

Väljaelementi eristab lühisega allikas ja värav, samuti sisseehitatud kanal.3 kontaktiga väljalüliti (IRLZ 24) kasutamisel rakendatakse sisendile pinget 50 V ja väljundiks on 15,7 V.

Pinge tarnimiseks kasutatakse maanduspotentsiaali. Väljundvoolu parameetrid sõltuvad algsest äravooluvoolust ega ole allikaga seotud.

Lineaarsed seadmed

Stabilisaator või konstantse voolu jagaja võtab vastu ebastabiilse pinge. Väljundis võrdsustab lineaarseade selle. See töötab pidevalt muutuvate takistusparameetrite põhimõttel, et võrdsustada väljundvõimsust.

Töö eeliste hulka kuulub minimaalne osade arv ja häirete puudumine. Puuduseks on madal efektiivsus, mis tuleneb sisendi ja väljundi toiteallika erinevusest.

Ferroresonantsseade

Vananenud mudeli vahelduvvoolu stabilisaator, mille vooluringi esindab kondensaator ja kaks pooli - küllastumata ja küllastunud südamikuga. Küllastunud (induktiivsele) südamikule antakse konstantset tüüpi pinge, mis ei sõltu vooluparameetritest. See hõlbustab andmete valimist teise mähise ja võimsuse stabiliseerimise mahtuvusliku vahemiku jaoks.

Seade töötab kiige põhimõttel, mida on raske kohe peatada või tugevamalt kiikuda. Pinge tarnimine toimub inertsist, mistõttu on võimalikud koormuse langused või katkestus toiteahelas.

Praeguse peegli vooluringi omadused

Praegune peegel ehk reflektor on ehitatud sobitatud tüüpi transistoripaarile, s.t. samade parameetritega. Nende tootmiseks kasutatakse ühte LED-pooljuhtkristalli.

Voolupeegli skeem Ebersi-Molli võrrandi järgi. Tööpõhimõte seisneb selles, et transistoride alused on kombineeritud ja emitterid on ühendatud ühe toitesiiniga.Selle tulemusena on baas-transistori-emitteri sidestuse siirdepinge parameetrid võrdsed.

Skeemi eelised on võrdne stabiilsusvahemik ja pingelanguse puudumine emitteri takistis. Parameetreid on voolu abil lihtsam seadistada. Puuduseks on Earley efekt – väljundpinge sidumine kollektori pingega ja selle kõikumised.

Wilsoni voolupeegli ahel. Voolupeegel võib stabiliseerida väljundvoolu konstantset väärtust ja seda rakendatakse järgmiselt:

1. Transistorid nr 1 ja nr 1 on ühendatud standardse voolupeegli põhimõttel.
2. Transistor nr 3 fikseerib elemendi nr 1 kollektori potentsiaali kahekordseks dioodi pingelanguse parameetriks.
3. See on väiksem kui toitepinge, mis pärsib varajase efekti.
4. Transistori nr 1 kollektor aktiveeritakse vooluahela režiimi loomiseks.
5. Väljundvool sõltub transistorist nr 2.
6. Transistor #3 muudab väljundvoolu muutuva pingega koormuseks.

Transistor nr 3 ei pruugi olla teistega kooskõlastatud.

Kompensatsioonipinge stabilisaator

Alaldi töötab pinge tagasisideahela põhimõttel. Täielik või osaline pinge võrdub toetamisega. Selle tulemusena genereerib regulaator veapinge parameetrid, välistades LED-ide heleduse kõikumised. Seade koosneb järgmistest elementidest:

• Reguleeriv element ehk transistor, mis koos koormustakistusega moodustab pingejaguri. Transistori emitteri väärtus peab ületama koormusvoolu 1,2 korda.
• Võimendi – juhib RE-d, põhineb transistoril nr 2. Väikese võimsusega element on komposiitpõhimõtte kohaselt kooskõlas võimsa elemendiga.
• Toepingeallikas - vooluahel kasutab parameetrilist tüüpi stabilisaatorit.See võrdsustab zeneri dioodi ja takisti pinget.
• Täiendavad allikad.
• Kondensaatorid - lainetuse tasandamiseks ja parasiitide ergastuse kõrvaldamiseks.

Kompensatsioonipinge stabilisaatorid töötavad sisendpinge suurendamise põhimõttel koos voolude edasise suurenemisega. Esimese transistori sulgemine suurendab kollektor-emitteri tsooni takistust ja pinget. Pärast koormuse rakendamist tasandatakse see nimiväärtusele.

Seadmed kiipidel

Seadmete stabiliseerimiseks kasutatakse 142EN5 või LM317 mikrolülitust. See võimaldab pinget võrdsustada, võttes vastu tagasisideahela kaudu koormusvooluvõrku ühendatud andurilt signaali.

Andurina kasutatakse takistust, mille juures regulaator suudab hoida püsivat pinget ja koormusvoolu. Anduri takistus on väiksem kui koormustakistus. Ahelat kasutatakse laadijate jaoks ja selle abil on projekteeritud LED-lamp.

Stabilisaatorite vahetamine

Impulssseadet iseloomustab kõrge efektiivsus ja see loob minimaalsete sisendpinge parameetritega kõrge tarbijapinge. Kokkupanemisel kasutatakse MAX 771 kiipi.

Üks või kaks muundurit reguleerivad voolu. Alaldi tüüpi jagur võrdsustab magnetvälja, alandades lubatud pingesagedust. Mähisele voolu andmiseks edastab LED-element signaali transistoridele. Stabiliseerimine väljundis toimub sekundaarmähise kaudu.

Kuidas ise LED-ide jaoks voolu stabilisaatorit valmistada

LED-ide stabilisaatori valmistamine oma kätega toimub mitmel viisil. Algajale on soovitatav töötada lihtsate vooluahelatega.

Juhipõhine

Peate valima kiibi, mida on raske läbi põleda - LM317. See toimib stabilisaatorina.Teine element on kolme klemmi ja reguleerimisnupuga muutuvtakisti takistusega 0,5 kOhm.

Kokkupanek toimub vastavalt järgmisele algoritmile:

1. Jootke juhtmed takisti keskmiste ja äärmiste klemmide külge.
2. Seadke multimeeter takistusrežiimi.
3. Mõõtke takisti parameetrid - need peaksid olema 500 oomi.
4. Kontrollige ühenduste terviklikkust ja pange vooluahel kokku.

Väljundiks saab moodul, mille võimsus on 1,5 A. Voolu suurendamiseks 10 A-ni saate lisada väljalüliti.

Auto valgustuse stabilisaator

Töötamiseks vajate L7812 mikroskeemi kujul olevat lineaarset seadet, kahte klemmi, 100n kondensaatorit (1-2 tk), tekstoliitmaterjali ja termokahanevat toru. Tootmine toimub samm-sammult:

1. L7805 jaoks vooluringi valimine andmelehelt.
2. Lõika PCB-st välja vajaliku suurusega tükk.
3. Märgistage teed, tehes kruvikeerajaga sälgud.
4. Jootke elemendid nii, et sisend jääb vasakule ja väljund paremale.
5. Tehke termotorust korpus.

Stabiliseerimisseade talub kuni 1,5 A koormust ja on paigaldatud radiaatorile.

Autokeret kasutatakse radiaatorina, ühendades kere keskklemmi negatiivse klemmiga.

Voolu stabilisaatori arvutamise nüansid

Stabilisaator arvutatakse stabiliseerimispinge U ja voolu (keskmise) I alusel. Näiteks sisendjaguri pinge on 25 V, väljund peab olema 9 V. Arvutused hõlmavad järgmist:

1. Valik zeneri dioodi teatmeteose järgi. Keskenduge stabiliseerimispingele: D814V.
2. Keskmise voolu I leidmine tabeli abil. See võrdub 5 mA-ga.
3. Toitepinge arvutamine sisendi ja väljundi stabiilse pinge erinevusena: UR1 = Uinx - Uout ehk 25-9 = 16 V.
4. Jagades saadud väärtuse vastavalt Ohmi seadusele stabiliseerimisvooluga vastavalt valemile R1 = UR1 / Ist ehk 16/0,005 = 3200 oomi ehk 3,2 kOhm. Elemendi nimivõimsus on 3,3 kOhm.
5. Maksimaalse võimsuse arvutamine valemiga PR1 = UR1 * Ist või 16x0,005 = 0,08.

Zeneri dioodi vool ja väljundvool läbivad takistit, seega peaks selle võimsus olema 2 korda suurem (0,16 kW). Tabeli põhjal vastab see nimivõimsus 0,25 kW-le.

LED-seadmete stabilisaatori iseseisev kokkupanek on võimalik ainult siis, kui teate vooluringi. Algajatele soovitatakse kasutada lihtsaid algoritme. Saate arvutada elemendi võimsuse kooli füüsikakursuse valemite põhjal.