Dwa proste, ale niezawodne obwody stabilizatora prądu dla diod LED w samochodach. Stabilizator napięcia lub stabilizator prądu

Najważniejszym parametrem mocy każdej diody LED jest prąd. Podłączając diodę LED do samochodu, wymagany prąd można ustawić za pomocą rezystora. W takim przypadku rezystor oblicza się na podstawie maksymalnego napięcia sieci pokładowej (14,5 V). Wadą tego połączenia jest to, że dioda LED nie świeci pełną jasnością, gdy napięcie w sieci pokładowej pojazdu jest poniżej wartości maksymalnej.

Bardziej poprawnym sposobem jest podłączenie diody LED przez stabilizator prądu (sterownik). W porównaniu do rezystora ograniczającego prąd stabilizator prądu ma wyższą wydajność i jest w stanie zapewnić diodzie LED niezbędny prąd zarówno przy maksymalnym, jak i przy obniżonym napięciu w sieci pokładowej pojazdu. Najbardziej niezawodne i najłatwiejsze w montażu są stabilizatory oparte na specjalizowanych układach scalonych (IC).

Stabilizator w LM317

Trójzaciskowy regulowany stabilizator lm317 idealnie nadaje się do projektowania prostych zasilaczy, które mają zastosowanie w szerokiej gamie urządzeń. Najprostszy obwód do podłączenia lm317 jako stabilizatora prądu ma wysoką niezawodność i małe okablowanie. Typowy obwód sterownika prądowego lm317 dla samochodu pokazano na poniższym rysunku i zawiera tylko dwa elementy elektroniczne: mikroukład i rezystor. Oprócz tego obwodu istnieje wiele innych, bardziej złożonych rozwiązań obwodów do budowy sterowników wykorzystujących różnorodne komponenty elektroniczne. Szczegółowy opis, zasadę działania, obliczenia i dobór elementów dwóch najpopularniejszych obwodów można znaleźć na lm317.

Głównymi zaletami stabilizatorów liniowych zbudowanych na bazie LM317 jest łatwość montażu i niski koszt komponentów stosowanych w okablowaniu. Cena detaliczna samego układu scalonego nie przekracza 1 dolara, a gotowy obwód sterownika nie wymaga regulacji. Wystarczy zmierzyć prąd wyjściowy multimetrem, aby upewnić się, że odpowiada on obliczonym danym.

Wady lm317 MM obejmują silne nagrzewanie się obudowy przy mocy wyjściowej większej niż 1 W, a co za tym idzie konieczność odprowadzania ciepła. W tym celu obudowa typu TO-220 posiada otwór umożliwiający połączenie śrubowe z chłodnicą. Wadę powyższego obwodu można również uznać za maksymalny prąd wyjściowy, nie większy niż 1,5 A, co wyznacza ograniczenie liczby diod LED w obciążeniu. Można tego jednak uniknąć, łącząc kilka stabilizatorów prądu równolegle lub stosując mikroukład lm338 lub lm350 zamiast lm317, które są przeznaczone do wyższych prądów obciążenia.

Stabilizator na PT4115

PT4115 to zunifikowany chip opracowany przez firmę PowTech specjalnie do budowy sterowników do diod LED dużej mocy, które mogą być również stosowane w samochodach. Typowy obwód połączenia PT4115 i wzór na obliczenie prądu wyjściowego pokazano na poniższym rysunku.

Warto podkreślić znaczenie posiadania kondensatora na wejściu, bez którego PT4115 MI ulegnie awarii przy pierwszym włączeniu.

Możesz zrozumieć, dlaczego tak się dzieje, a także zapoznać się z bardziej szczegółowymi obliczeniami i wyborem pozostałych elementów obwodu. Mikroukład zyskał sławę dzięki swojej wszechstronności i minimalnemu zestawowi części w uprzęży. Aby zapalić diodę LED o mocy od 1 do 10 W, miłośnik motoryzacji musi jedynie obliczyć rezystor i wybrać indukcyjność ze standardowej listy.

PT4115 posiada wejście DIM, które znacznie rozszerza jego możliwości. W najprostszej wersji, gdy wystarczy zapalić diodę LED o danej jasności, nie jest ona wykorzystywana. Jeśli jednak zajdzie potrzeba regulacji jasności diody LED, wówczas na wejście DIM podawany jest albo sygnał z wyjścia przetwornicy częstotliwości, albo napięcie z wyjścia potencjometru. Istnieją opcje ustawienia określonego potencjału na pinie DIM za pomocą MOSFET-u. W tym przypadku po włączeniu zasilania dioda LED świeci pełną jasnością, a po uruchomieniu MOSFET-u dioda LED zmniejsza jasność o połowę.

Do wad sterownika LED do samochodów opartego na PT4115 można zaliczyć trudność w doborze rezystora zadającego prąd Rs ze względu na jego bardzo małą rezystancję. Żywotność diody LED zależy bezpośrednio od dokładności jej oceny.

Obydwa omówione mikroukłady sprawdziły się doskonale przy samodzielnym konstruowaniu sterowników do diod LED w samochodzie. LM317 to znany od dawna, sprawdzony stabilizator liniowy, którego niezawodność nie budzi wątpliwości. Oparty na nim sterownik nadaje się do organizacji oświetlenia wnętrza i deski rozdzielczej, zakrętów i innych elementów tuningu LED w samochodzie.

PT4115 to nowszy zintegrowany stabilizator z mocnym tranzystorem MOSFET na wyjściu, wysoką wydajnością i możliwością ściemniania.

Przeczytaj także

Wszystkie diody LED, niezależnie od kształtu i parametrów elektrycznych, zasilane są prądem. Prawidłowo ustawiony prąd jest gwarancją długotrwałej i stabilnej pracy urządzenia oświetleniowego. Dlaczego więc producenci produktów LED często instalują stabilizator napięcia zamiast stabilizatora prądu? Jak wpływa to na działanie lamp, listew, latarni i reflektorów LED? Spróbujmy to rozgryźć.

Ochronniki przeciwprzepięciowe

Jak wynika z nazwy, urządzenia te mają na celu utrzymanie napięcia w obciążeniu na określonym poziomie. W tym przypadku wielkość prądu wyjściowego zależy od samego obciążenia. Innymi słowy, tyle obciążenia, ile potrzeba, zajmie tyle, ale nie więcej niż maksymalna możliwa wartość. Załóżmy, że stabilizator napięcia ma następujące parametry wyjściowe: 12 V i 1 A. Oznacza to, że moc wyjściowa zawsze będzie utrzymywać 12 V, a pobór prądu może mieścić się w zakresie od zera do jednego ampera. Istnieją dwa rodzaje stabilizatorów napięcia: liniowe i impulsowe.

Z reguły elementem regulacyjnym w obwodzie stabilizatora jest tranzystor bipolarny lub tranzystor polowy. Jeśli ten tranzystor działa w trybie aktywnym, wówczas stabilizator nazywa się liniowym. Jeżeli tranzystor sterujący działa w trybie przełączania, wówczas stabilizator nazywany jest stabilizatorem impulsów.

Najpopularniejsze i niedrogie są liniowe stabilizatory napięcia, ale mają wiele wad:

• słaba efektywność;
• przy dużych obciążeniach prądowych wymagany jest radiator;
• mają dość duży spadek napięcia.

Aby uniknąć takich wad, zaleca się stosowanie impulsowych stabilizatorów napięcia. Występują w trzech rodzajach: step-up, step-down i uniwersalne. Stabilizatory przełączające mają wysoką wydajność, nie wymagają dodatkowego usuwania ciepła przy dużych prądach obciążenia, ale mają wyższy koszt.

Stabilizatory prądu

Najprostszym ogranicznikiem prądu jest rezystor. Często nazywany jest najprostszym stabilizatorem, co jest błędne, ponieważ rezystor nie jest w stanie ustabilizować prądu, gdy napięcie na jego wejściu się zmienia.

Stosowanie rezystora w obwodzie zasilania diod LED jest dopuszczalne wyłącznie przy ustabilizowanym napięciu wejściowym. W przeciwnym razie wszystkie skoki napięcia zostaną przeniesione na obciążenie i negatywnie wpływają na działanie diody LED. Sprawność rezystancyjnych ograniczników prądu jest bardzo niska, ponieważ cała zużywana przez nie energia jest rozpraszana w postaci ciepła.

Nieco wyższa jest wydajność konstrukcji bazujących na gotowych układach scalonych (IM) stabilizatorów liniowych. Obwody stabilizatorów liniowych opartych na IM wyróżniają się minimalnym zestawem elementów, brakiem zakłóceń i prostą konfiguracją.

Aby uniknąć przegrzania elementu sterującego, różnica między napięciem wejściowym i wyjściowym powinna być niewielka, ale wystarczająca (3-5 woltów). W przeciwnym razie korpus chipa będzie zmuszony rozproszyć nieodebraną energię, zmniejszając w ten sposób wydajność.

Sterowniki do diod LED oparte na gotowych stabilizatorach liniowych MI wyróżniają się niskim kosztem i dostępnością elementów do samodzielnego montażu.

Za najbardziej efektywne uważa się sterowniki prądowe z modulacją szerokości impulsu (PWM). Zaprojektowane są w oparciu o specjalistyczne mikroukłady z obwodem sprzężenia zwrotnego i elementami ochronnymi, co kilkukrotnie zwiększa niezawodność całego urządzenia. Obecność w nich transformatora impulsowego prowadzi do wzrostu kosztu obwodu, ale jest uzasadniona wysoką wydajnością i żywotnością. Obecne stabilizatory PWM zasilane ze źródła 12 V można łatwo wykonać własnymi rękami za pomocą specjalistycznego mikroukładu. Na przykład układ scalony PT4115 firmy PowTech, który został zaprojektowany specjalnie dla obwodów zasilania LED od 1 do 10 W.

Opcje zasilania diod LED

W przypadku diod LED oprócz prądu znamionowego istnieje jeszcze jeden ważny parametr - spadek napięcia w kierunku przewodzenia. Rola tego parametru jest również znacząca, dlatego jest on wskazany w pierwszym wierszu parametrów technicznych urządzenia półprzewodnikowego.

Aby prąd zaczął płynąć przez złącze p-n, należy do niego przyłożyć pewne minimalne napięcie przewodzenia Umin.pr.Wartość minimalnego napięcia przewodzenia jest podana w dokumentacji diody LED i jest odzwierciedlona na wykresie prądu- charakterystyka napięcia (charakterystyka woltoamperowa).

W zielonej części charakterystyki prądowo-napięciowej diody LED widać, że tylko wtedy, gdy Umin.pr. zaczyna płynąć prąd Ipr. Dalszy niewielki wzrost Upr prowadzi do gwałtownego wzrostu Ipr. Dlatego nawet niewielkie spadki napięcia powyżej Umax..pr. są szkodliwe dla kryształu LED. W momencie przekroczenia Umax.pr. prąd osiąga swój szczyt i kryształ ulega zniszczeniu. Dla każdego typu diody LED istnieje prąd znamionowy i odpowiednie napięcie (dane z tabliczki znamionowej), przy którym urządzenie musi wypracować deklarowaną żywotność.

Włączenie prawidłowe i nieprawidłowe

Największymi błędami kierowców są próby zaoszczędzenia pieniędzy na zasilaczu oświetlenia LED. Często miłośnicy samochodów włączają urządzenia LED bezpośrednio z akumulatora, a następnie narzekają na różne problemy: mruganie, utratę jasności i całkowite wygaszenie kryształu. Wszystko to dzieje się za sprawą braku przetwornicy pośredniej, która musi kompensować spadki napięcia w zakresie od 10 do 14,5V. Kolejnym błędem popełnianym przez właścicieli samochodów jest podłączanie wyłącznie poprzez rezystor zaprojektowany dla średniego odczytu akumulatora wynoszącego 12 V. Rezystor jest elementem liniowym, co oznacza, że ​​przepływający przez niego prąd rośnie proporcjonalnie do napięcia. Podłączenie przez rezystor jest dozwolone pod warunkiem, że ma on napięcie znamionowe 14,5 V, ale wtedy trzeba się pogodzić z niepełną mocą świetlną diod LED przy niskich i średnich wartościach napięcia w sieci pokładowej. Dlatego przejrzystym i poprawnym sposobem podłączenia diod LED w samochodzie jest zastosowanie stabilizatora prądu, najlepiej typu impulsowego.

W różnych projektach oświetlenia opartych na diodach LED często stosuje się stabilizatory napięcia. Dlaczego to się dzieje? Po pierwsze, są znacznie tańsze niż wysokiej jakości obecne sterowniki. Po drugie, aby ze stabilizatora napięcia zrobić mniej lub bardziej niezawodny sterownik, wystarczy zainstalować rezystor na wyjściu, poprawnie obliczając jego moc i rezystancję. To rozwiązanie obwodów jest często stosowane w niedrogich lampach LED i konstrukcjach oświetleniowych wykorzystujących paski LED.

Większość pasków LED zasilana jest stabilnym napięciem 12V. Jeśli przyjrzymy się bliżej konstrukcji taśmy, zobaczymy, że jest ona podzielona na małe sekcje. Z reguły każda sekcja składa się z trzech diod LED SMD i jednego rezystora ustalającego prąd. Spadek napięcia na jednym elemencie emitującym światło wynosi średnio 2,5–3,5 V, czyli łącznie maksymalnie 10,5 V. Pozostałą część gasi rezystor, którego wartość dobiera producent do rodzaju zastosowanych diod LED. Dlatego podłączenie diody LED poprzez kombinację stabilizatora napięcia i rezystora można uznać za prawidłowe.

Moc wyjściowa stabilizatora powinna być o około 30% większa niż pobór mocy obciążenia.

Jeśli zastosujemy prosty zasilacz bez stabilizacji (transformator, mostek diodowy i kondensator), to przy niewielkim wzroście napięcia sieciowego jego proporcjonalnie zmniejszona część zostanie równomiernie rozłożona na wszystkie cztery elementy każdego odcinka taśmy. W efekcie wzrośnie prąd i temperatura kryształu, a w efekcie rozpocznie się nieodwracalny proces degradacji diod LED.

Najbardziej poprawnym rozwiązaniem w projektowaniu obwodów jest zastosowanie impulsowego stabilizatora prądu. Dziś jest to najlepsza opcja stosowana przez wszystkich wiodących producentów produktów LED. Obecny sterownik ze sterownikiem PWM praktycznie się nie nagrzewa, jest wydajny i niezawodny.

Co więc preferować: tani stabilizator napięcia z rezystorem czy droższy sterownik prądowy? Prawidłowa odpowiedź kryje się w wyrażeniu: „Wszelkie oszczędności muszą być uzasadnione”. Jeśli trzeba podłączyć kilkanaście niskoprądowych diod LED lub nie więcej niż metr paska, to wyboru pierwszej opcji nie można nazwać błędem.

Ale jeśli Twoim celem jest zasilanie markowych diod LED o mocy większej niż 1 W na kryształ, nie możesz obejść się bez wysokiej jakości sterownika prądowego. Ponieważ koszt takich diod elektroluminescencyjnych jest znacznie wyższy niż cena sterownika.

Przeczytaj także

Czasami miłośnicy samochodów muszą ograniczyć prąd ładowania akumulatora, sprawdzić konkretne źródło zasilania lub przekazać napięcie przez diody. Aby wykonać jedno z tych zadań, sensowne jest użycie stabilizatora prądu dla diod LED własnymi rękami. Więcej o tym, jakie istnieją schematy rozwoju tego urządzenia, dowiesz się poniżej.

[Ukrywać]

Obwody stabilizatorów i regulatorów prądu

Źródła prądu nie mają nic wspólnego ze źródłami napięcia. Celem tego pierwszego jest stabilizacja parametru wyjściowego, a także ewentualna zmiana napięcia wyjściowego. Dzieje się tak tak, że aktualny poziom jest cały czas taki sam. Źródła prądu służą do zasilania lamp LED, ładowania akumulatorów w samochodach itp. Jeśli potrzebujesz własnoręcznie wykonać prosty stabilizator prądu impulsowego dla świateł do jazdy 12 V do samochodu, zwracamy uwagę na kilka schematów.

Na Krence

Aby wykonać prosty samochodowy stabilizator prądu impulsowego w domu, potrzebujesz mikroukładu 12 V. lm317 jest idealny do tych celów. Taki stabilizator napięcia 12 V lm317 jest uważany za regulowany i może pracować z prądami sieci pokładowej do półtora ampera. W takim przypadku napięcie wejściowe może wynosić do 40 woltów, lm317 jest w stanie rozproszyć moc do 10 watów. Jest to jednak możliwe tylko wtedy, gdy przestrzegany jest reżim termiczny.

Ogólnie rzecz biorąc, pobór prądu przez lm317 jest stosunkowo niewielki - około 8 amperów i liczba ta prawie nigdy się nie zmienia. Nawet jeśli przez bank lm317 przepływa inny prąd lub zmienia się napięcie wejściowe. Jak można zrozumieć, stabilizator 12 V lm317 dla sieci pokładowej samochodu umożliwia utrzymanie stałego napięcia na komponencie R3.

Nawiasem mówiąc, wskaźnik ten można dostosować za pomocą elementu R2, ale limity będą nieznaczne. W urządzeniu lm317 bieżącym sterownikiem jest komponent R3. Ponieważ wskaźnik rezystancji lm317 zawsze pozostaje na tym samym poziomie, przepływający przez niego prąd również będzie stabilny (autor wideo - Denis T).

Jeśli chodzi o wejście banku lm317, prąd na nich będzie o 8 mil na godzinę wyższy. Korzystając z obwodu opisanego powyżej, można opracować najprostszy stabilizator napięcia dla DRL samochodu. Takie urządzenie może służyć jako elektroniczne urządzenie obciążające, źródło prądu do ładowania akumulatora i do innych celów. Należy zauważyć, że zintegrowane urządzenia o prądzie 3A i mniejszym dość szybko reagują na różne zmiany impulsu. Jeśli chodzi o wady, takie urządzenia charakteryzują się zbyt dużą wytrzymałością, w wyniku czego trzeba będzie zastosować mocne komponenty.

Na dwóch tranzystorach

Dość powszechne są dziś stabilizatory sieci pokładowej pojazdu 12 V wykorzystujące dwa tranzystory. Jedną z głównych wad takiego urządzenia jest słaba stabilność prądu, jeśli wystąpią zmiany napięcia zasilania. Jednak ten obwód dla sieci pokładowej pojazdu 12 V nadaje się do wielu zadań.

Poniżej możecie zobaczyć sam diagram. W tym przypadku urządzeniem rozprowadzającym prąd jest rezystor R2. Gdy ten wskaźnik wzrasta, napięcie na tym elemencie również odpowiednio wzrasta. Jeśli odczyt wynosi od 0,5 do 0,6 V, element VT1 otwiera się. Po otwarciu urządzenie to zamknie element VT2, w wyniku czego prąd przepływający przez VT2 zacznie się zmniejszać. Projektując obwód, można użyć tranzystora polowego Mosfet razem z VT2.

Jeśli chodzi o komponent VD1, jest on stosowany do napięć od 8 do 15 woltów i jest potrzebny, jeśli jego poziom jest zbyt wysoki i wydajność tranzystora może zostać pogorszona. Jeśli tranzystor jest mocny, napięcie w sieci samochodowej może wynosić około 20 woltów. Należy pamiętać, że tranzystor Mosfet otwiera się, gdy napięcie na bramce wynosi 2 wolty. Jeśli do ładowania akumulatora lub innych zadań używasz prostownika uniwersalnego, to praca tranzystora i rezystora R1 Ci wystarczy.

Na wzmacniaczu operacyjnym (wzmacniaczu operacyjnym)

Opcja montażu urządzenia ze specjalnym wzmacniaczem błędu do samochodu jest istotna, jeśli istnieje potrzeba opracowania urządzenia działającego w szerokim zakresie. W takim przypadku R7 będzie pełnił funkcję elementu ustalającego prąd. Wzmacniacz operacyjny DA2.2 umożliwia zwiększenie poziomu napięcia w woltach elementu ustalającego prąd. Urządzenie DA 2.1 przeznaczone jest do porównywania poziomu parametru odniesienia. Pamiętaj, że ten obwód urządzenia 3a wymaga dodatkowego zasilania, które należy doprowadzić na złącze XP2. Poziom napięcia w woltach musi być wystarczający, aby zapewnić funkcjonalność elementów całego systemu.

Urządzenie do samochodu należy uzupełnić o generator, w naszym przypadku funkcję tę pełni element REF198, charakteryzujący się poziomem napięcia wyjściowego 4 wolty. Sam obwód jest dość drogi, więc w razie potrzeby można zamiast tego zainstalować korbę. Aby dokonać prawidłowej regulacji należy ustawić suwak rezystora R1 w górnym położeniu i za pomocą elementu R3 ustawić żądaną wartość prądu 3a. Aby zapobiec wzbudzeniu, stosuje się składniki R2, C2 i R4.

Na chipie stabilizującym impulsy

W niektórych przypadkach urządzenie do samochodu musi działać nie tylko w szerokim zakresie obciążeń, ale jednocześnie charakteryzować się dużą wydajnością. Wówczas zastosowanie urządzeń kompensacyjnych nie będzie właściwe, zamiast tego stosowane będą elementy impulsowe.

Zapraszamy do zapoznania się z jednym z najpopularniejszych układów MAX771, którego właściwości przedstawiają się następująco:

• poziom napięcia odniesienia - 1,5 wolta;
• współczynnik wydajności przy obciążeniu od 10 mil amperów do 1 ampera wyniesie około 90%;
• wskaźnik zasilania waha się od 2 do 16,5 woltów;
• Moc wyjściowa sięga 15 watów (autorem filmu jest Andrey Kanaev).

Jaka jest procedura stabilizacji? Elementy R1 i R2 są dzielnikami wyjść obwodu. Gdy poziom podzielonego napięcia stanie się większy od napięcia odniesienia, urządzenie automatycznie obniży parametr wyjściowy. Gdy proces zostanie odwrócony, urządzenie zwiększy ten wskaźnik. Działające stabilizowane źródło prądu można uzyskać, jeśli obwody zostaną zmienione w taki sposób, że system jako całość zacznie reagować na parametr wyjściowy.

Jeśli obciążenie urządzenia nie jest szczególnie duże, to znaczy mniejsze niż 1,5 wolta, mikroukład będzie działał jako działający stabilizator. Ale gdy ten parametr zacznie gwałtownie rosnąć, urządzenie przełączy się w tryb stabilizacji. Instalacja rezystora R8 jest konieczna tylko wtedy, gdy poziom obciążenia jest zbyt wysoki i przekracza 16 woltów.

Jeśli chodzi o elementy R3, to jest ono rozprowadzające prąd. Jedną z głównych wad tej opcji jest to, że spadek obciążenia na powyższym rezystorze jest zbyt duży. Jeśli chcesz pozbyć się tej wady, to w celu zwiększenia sygnału musisz dodatkowo zainstalować wzmacniacz operacyjny.

Wniosek

W tym artykule przyjrzeliśmy się kilku opcjom urządzeń stabilizujących samochody. Oczywiście takie obwody można zawsze w razie potrzeby zmodernizować, pomagając zwiększyć wydajność itp. Należy pamiętać, że w razie potrzeby zawsze można zastosować specjalnie zaprojektowane układy scalone jako regulator. Ponadto, jeśli to możliwe, możesz samodzielnie wyprodukować wystarczająco potężne elementy regulacyjne, ale takie opcje są bardziej odpowiednie do rozwiązania niektórych problemów.

Jak widać, opracowanie obwodu jest dość złożonym i żmudnym zadaniem, nie można się do niego po prostu zabrać bez odpowiedniego doświadczenia. Brak pewnych umiejętności nie pozwoli uzyskać pożądanego rezultatu. Aby wykonać taki schemat samochodu własnymi rękami, należy dokładnie wykonać wszystkie kroki opisane powyżej.

Wideo „Urządzenie do zasilania diod LED”

Jak zrobić stabilizator w domu do zasilania lamp w samochodzie lub do innych celów - dowiesz się z filmu (autorem filmu jest Ded Xin).

W każdej sieci elektrycznej okresowo występują zakłócenia, które negatywnie wpływają na standardowe parametry prądu i. Problem ten można skutecznie rozwiązać za pomocą różnych urządzeń, wśród których bardzo popularne i skuteczne są stabilizatory prądu. Mają różne właściwości techniczne, co umożliwia ich stosowanie w połączeniu z dowolnymi urządzeniami i sprzętem elektrycznym gospodarstwa domowego. Specjalne wymagania dotyczą sprzętu pomiarowego wymagającego stabilnego napięcia.

Ogólna budowa i zasada działania stabilizatorów prądu

Znajomość podstawowych zasad działania stabilizatorów prądu przyczynia się do najbardziej efektywnego wykorzystania tych urządzeń. Sieci elektryczne są dosłownie nasycone różnymi zakłóceniami, które negatywnie wpływają na działanie urządzeń gospodarstwa domowego i sprzętu elektrycznego. Aby przezwyciężyć negatywne skutki, stosuje się prosty obwód stabilizatora napięcia i prądu.

Każdy stabilizator posiada element główny – transformator, który zapewnia działanie całego układu. Najprostszy obwód zawiera mostek prostowniczy połączony z różnego rodzaju kondensatorami i rezystorami. Ich głównymi parametrami są indywidualna pojemność i rezystancja końcowa.

Sam stabilizator prądu działa według bardzo prostego schematu. Kiedy prąd wpływa do transformatora, zmienia się jego częstotliwość graniczna. Na wejściu będzie się pokrywać z częstotliwością sieci elektrycznej i będzie wynosić 50 Hz. Po zakończeniu wszystkich konwersji prądu maksymalna częstotliwość wyjściowa spadnie do 30 Hz. Obwód konwersji obejmuje prostowniki wysokiego napięcia, za pomocą których określa się polaryzację napięcia. Kondensatory są bezpośrednio zaangażowane w stabilizację prądu, a rezystory zmniejszają zakłócenia.

Diodowy stabilizator prądu

Wiele konstrukcji lamp zawiera stabilizatory diodowe, lepiej znane jako. Podobnie jak wszystkie typy diod, diody LED mają nieliniową charakterystykę prądowo-napięciową. Oznacza to, że gdy zmienia się napięcie na diodzie LED, następuje nieproporcjonalna zmiana prądu.

Wraz ze wzrostem napięcia początkowo obserwuje się bardzo powolny wzrost prądu, w wyniku czego dioda LED nie świeci. Następnie, gdy napięcie osiągnie wartość progową, zaczyna emitować światło, a prąd bardzo szybko wzrasta. Dalszy wzrost napięcia prowadzi do katastrofalnego wzrostu prądu i przepalenia diody LED. Wartość napięcia progowego znajduje odzwierciedlenie w parametrach technicznych źródeł światła LED.

Diody LED dużej mocy wymagają instalacji radiatora, ponieważ ich działaniu towarzyszy wydzielanie dużej ilości ciepła. Ponadto wymagają dość mocnego stabilizatora prądu. Prawidłową pracę diod LED zapewniają także urządzenia stabilizujące. Wynika to z dużego rozrzutu napięcia progowego nawet dla źródeł światła tego samego typu. Jeśli dwie takie diody LED zostaną podłączone do tego samego źródła napięcia, będą przez nie przepływać prądy o różnych wartościach. Różnica może być tak znacząca, że ​​jedna z diod LED natychmiast się przepali.

Dlatego nie zaleca się włączania źródeł światła LED bez stabilizatorów. Urządzenia te ustawiają prąd na zadaną wartość bez uwzględnienia napięcia przyłożonego do obwodu. Do najnowocześniejszych urządzeń zalicza się dwuzaciskowy stabilizator do diod LED, służący do tworzenia niedrogich rozwiązań do sterowania diodami LED. Składa się z tranzystora polowego, części do spinania i innych elementów radiowych.

Obwody stabilizatora prądu dla ROLL

Układ ten działa stabilnie wykorzystując elementy takie jak KR142EN12 czy LM317. Są to regulowane stabilizatory napięcia, które pracują z prądem do 1,5A i napięciem wejściowym do 40V. W normalnych warunkach termicznych urządzenia te są w stanie rozpraszać moc do 10W. Chipy te charakteryzują się niskim poborem własnym wynoszącym około 8 mA. Wskaźnik ten pozostaje niezmieniony nawet przy zmieniającym się prądzie przepływającym przez ROLL i zmienionym napięciu wejściowym.

Element LM317 jest w stanie utrzymać stałe napięcie na głównym rezystorze, które jest regulowane w pewnych granicach za pomocą rezystora przycinającego. Główny rezystor o stałej rezystancji zapewnia stabilność przepływającego przez niego prądu, dlatego nazywany jest również rezystorem ustalającym prąd.

Stabilizator ROLL jest prosty i może być używany jako obciążenie elektroniczne, ładowanie akumulatora i inne zastosowania.

Stabilizator prądu na dwóch tranzystorach

Ze względu na prostą konstrukcję, w układach elektronicznych bardzo często stosuje się stabilizatory z dwoma tranzystorami. Ich główną wadą jest niezupełnie stabilny prąd w obciążeniach przy różnych napięciach. Jeśli nie jest wymagana charakterystyka wysokoprądowa, to urządzenie stabilizujące jest całkiem odpowiednie do rozwiązania wielu prostych problemów.

Oprócz dwóch tranzystorów obwód stabilizatora zawiera rezystor ustalający prąd. Gdy prąd na jednym z tranzystorów (VT2) wzrasta, wzrasta napięcie na rezystorze ustalającym prąd. Pod wpływem tego napięcia (0,5-0,6 V) zaczyna się otwierać kolejny tranzystor (VT1). Kiedy ten tranzystor się otwiera, inny tranzystor - VT2 zaczyna się zamykać. W związku z tym zmniejsza się ilość przepływającego przez niego prądu.

Jako VT2 zastosowano tranzystor bipolarny, ale w razie potrzeby można utworzyć regulowany stabilizator prądu za pomocą tranzystora polowego MOSFET stosowanego jako dioda Zenera. Jego wybór opiera się na napięciu 8-15 woltów. Element ten stosuje się w sytuacji, gdy napięcie zasilania jest zbyt wysokie, pod wpływem czego może nastąpić uszkodzenie bramki w tranzystorze polowym. Mocniejsze diody Zenera MOSFET są przeznaczone do wyższych napięć - 20 woltów lub więcej. Otwarcie takich diod Zenera następuje przy minimalnym napięciu bramki wynoszącym 2 wolty. W związku z tym następuje wzrost napięcia, zapewniający normalną pracę obwodu stabilizatora prądu.

Regulowany regulator prądu stałego

Czasami potrzebne są stabilizatory prądu z możliwością regulacji w szerokim zakresie. Niektóre obwody mogą wykorzystywać rezystor ustalający prąd o zmniejszonej charakterystyce. W takim przypadku konieczne jest zastosowanie wzmacniacza błędu, który opiera się na wzmacniaczu operacyjnym.

Za pomocą jednego rezystora ustalającego prąd napięcie na drugim rezystorze jest wzmacniane. Stan ten nazywany jest zwiększonym napięciem błędu. Za pomocą wzmacniacza odniesienia porównuje się parametry napięcia odniesienia i napięcia błędu, po czym reguluje się stan tranzystora polowego.

Obwód ten wymaga osobnego zasilania, które jest doprowadzane do osobnego złącza. Napięcie zasilania musi zapewniać prawidłową pracę wszystkich elementów obwodu i nie przekraczać poziomu wystarczającego do spowodowania przebicia tranzystora polowego. Prawidłowa konfiguracja obwodu wymaga ustawienia suwaka rezystora zmiennego w najwyższej pozycji. Za pomocą rezystora przycinającego ustawia się maksymalną wartość prądu. W ten sposób rezystor zmienny umożliwia regulację prądu od zera do wartości maksymalnej ustawionej podczas procesu konfiguracji.

Wydajny stabilizator prądu impulsowego

Szeroki zakres prądów zasilania i obciążeń nie zawsze jest głównym wymaganiem dla stabilizatorów. W niektórych przypadkach decydujące znaczenie ma wysoka wydajność urządzenia. Problem ten skutecznie rozwiązuje mikroukład stabilizatora prądu impulsowego, zastępujący stabilizatory kompensacyjne. Urządzenia tego typu pozwalają na wytworzenie wysokiego napięcia na obciążeniu nawet przy niskim napięciu wejściowym.

Ponadto istnieje wzmacniacz. Stosuje się je razem z obciążeniami, których napięcie zasilania przekracza napięcie wejściowe urządzenia stabilizującego. Dwa rezystory zastosowane w mikroukładzie służą jako dzielniki napięcia wyjściowego, za pomocą których napięcie wejściowe i wyjściowe naprzemiennie maleje lub rośnie.

Stabilizator na LM2576

Wiadomo, że jasność diody LED zależy w dużej mierze od przepływającego przez nią prądu. Jednocześnie prąd diody LED zależy bardzo silnie od napięcia zasilania. Powoduje to zauważalne tętnienia jasności nawet przy niewielkiej niestabilności zasilania.

Ale tętnienie nie jest straszne, co gorsza, najmniejszy wzrost napięcia zasilania może doprowadzić do tak silnego wzrostu prądu płynącego przez diody LED, że po prostu się spalą.

Aby temu zapobiec, diody LED (szczególnie te o dużej mocy) są zwykle zasilane przez specjalne obwody - sterowniki, które w zasadzie są stabilizatorami prądu. W tym artykule omówione zostaną obwody prostych stabilizatorów prądu dla diod LED (na tranzystorach lub zwykłych mikroukładach).

Istnieją również bardzo podobne diody LED - SMD 5730 (bez jedynki w nazwie). Mają moc zaledwie 0,5 W i maksymalny prąd 0,18 A. Więc nie daj się zwieść.

Ponieważ gdy diody LED są połączone szeregowo, całkowite napięcie będzie równe sumie napięć na każdej z diod LED, minimalne napięcie zasilania obwodu powinno wynosić: Upit = 2,5 + 12 + (3,3 x 10) = 47,5 wolta .

Możesz obliczyć rezystancję i moc rezystora dla innych wartości prądu za pomocą prostego programu do projektowania regulatorów (pobierz).

Oczywiście im wyższe napięcie wyjściowe stabilizatora, tym więcej ciepła będzie generowane na rezystorze ustalającym prąd, a tym samym gorsza wydajność. Dlatego dla naszych celów LM7805 jest lepszy niż LM7812.

LM317

Nie mniej skuteczny jest liniowy stabilizator prądu dla diod LED oparty na LM317. Typowy schemat połączeń:

Najprostszy obwód przyłączeniowy dla diod LED LM317, który pozwala na montaż mocnej lampy, składa się z prostownika z filtrem pojemnościowym, stabilizatora prądu i 93 diod LED SMD5630. Stosowany jest tutaj MXL8-PW35-0000 (3500 K, 31 Lm, 100 mA, 3,1 V, 400 mW, 5,3x3 mm).

Jeśli tak duża girlanda diod LED nie jest potrzebna, to trzeba będzie dodać rezystor balastowy lub kondensator do sterownika LM317, aby zasilić diody LED (w celu stłumienia nadmiaru napięcia). O tym, jak to zrobić, szczegółowo pisaliśmy w.

Wadą takiego obwodu sterownika prądowego dla diod LED jest to, że gdy napięcie w sieci wzrośnie powyżej 235 woltów, LM317 wyjdzie poza projektowy tryb pracy, a gdy spadnie do ~208 woltów i poniżej, mikroukład całkowicie przestaje się stabilizować a głębokość tętnienia będzie całkowicie zależeć od pojemnika C1.

Dlatego taką lampę należy stosować tam, gdzie napięcie jest mniej więcej stabilne. I nie należy oszczędzać na pojemności tego kondensatora. Mostek diodowy może być gotowy (na przykład miniaturowy MB6S) lub zmontowany z odpowiednich diod (U ar. co najmniej 400 V, prąd przewodzenia >= 100 mA). Te wymienione powyżej są idealne 1N4007.

Jak widać obwód jest prosty i nie zawiera żadnych drogich elementów. Oto aktualne ceny (i prawdopodobnie będą nadal spadać):

W ten sposób wydając łącznie 1000 rubli, możesz zebrać kilkanaście 30-watowych (!!!) niemigoczących (!!!) żarówek. A ponieważ diody LED nie działają z pełną mocą, a jedyny elektrolit nie przegrzewa się, lampy te będą działać prawie wiecznie.

Zamiast wniosków

Do wad obwodów przedstawionych w artykule zalicza się niską sprawność wynikającą z marnowania mocy na elementy sterujące. Jest to jednak typowe dla wszystkich liniowych stabilizatorów prądu.

Niska wydajność jest niedopuszczalna w przypadku urządzeń zasilanych autonomicznymi źródłami prądu (lampy, latarki itp.). Znaczący wzrost wydajności (90% lub więcej) można osiągnąć stosując.