Šta radi LED drajver. Algoritam za rješavanje problema u drajveru LED lampe ili Hercule Poirotu miruje

...jaaaaaaaaaaaaaaaaaaako puta sam se morao baviti problemom pregorelih LED dioda instaliranih negdje u autu...sve je pocelo sa sijalicama u dimenzijama, pa stalno upaljeno pozadinsko svjetlo instrument table, pa pozadinsko svjetlo grijace blok, prtljažnik itd...

A onda me jednog dana ovaj fenomen potpuno obuzeo i ja sam, prelistavajući unose na blogovima mojih saigrača, odlučio da napravim pozadinsko osvetljenje uredjaja sa "večnim" linearnim regulatorom napona L7812CV, +12v, koji, naravno, nije dalo smisla i traka je izgorela, kao da se nista nije desilo :)

Evo ga, heroja prilike.

...iako... nije on kriv. Krivi su tu ljudi daleko od elektronike, a ja ko je premalo kopao prije nego nešto uradi... Svi griješimo šta da radimo, dakle pola dnevnika je rad na greškama... :)

Počnimo s činjenicom da LED diode izgaraju od strujnih udara, a ne od napona.

"LED se napaja od STRUJE. Nema parametar VOLTAGE. Postoji parametar - pad napona! Odnosno koliko se gubi na njoj.
Ako je napisano na LED 20mA 3.4V, onda to znači da ne treba više od 20 miliampera. I istovremeno će se na njemu izgubiti 3,4 volta.
Ne za struju, potrebno vam je 3,4 volta, već jednostavno "izgubljeni" na njemu!
Odnosno, možete ga napajati najmanje od 1000 volti, samo ako mu date ne više od 20 mA. Neće izgorjeti, neće se pregrijati i sjajit će kako treba, ali nakon njega će biti 3,4 volta manje. To je sve nauka.
Ograničite struju na njega - i on će biti pun i sjajiće srećno do kraja života."

Sada je jasno zašto sa jebenim linearnim stubovima kao što je L7812CV sve stalno izgara?
Da, stabilizacija je potrebna za struju, a ne napon, a to se radi otpornicima!

Ok, idemo dalje.
S obzirom na to da sada imam 4 projekta okačena na farove, koji će biti napravljeni na veoma skupim COB prstenovima (koji su postali još skuplji s obzirom na jebeni kurs), stabilizacija tih je jednostavno vitalna...

Evo kako to izgleda

Pitate sad, ali šta je za vozača, ako je tamo, već visi i sve stabilizuje.
Pa da, i ja sam tako mislio, a u stvari se ispostavilo da su isti stabilizatori napona tu (jedan od klijenata je već počeo da curi jedan prsten). Pa, ko je znao da su Kinezi odlučili da uštede na vozačima.

Dakle, pravimo najjednostavniji drajver.

Uzimamo idealnu automobilsku mrežu od 12 volti i razmatramo kakav nam otpornik treba na primjeru COB prstena snage 5 vata.

Struju koju troši električni uređaj možemo saznati znajući njegovu snagu i napon napajanja.
Potrošena struja jednaka je snazi ​​podijeljenoj s naponom u mreži.
COB prsten troši 5W. Napon u idealnom automobilu je 12 volti.
Ako ne znate brojati, možete računati ovdje
ydoma.info/electricity-zakon-oma.html
Dobijamo 420 miliampera struje koju troši takav prsten.
idemo ovamo
ledcalc.ru/lm317
unesemo potrebnu struju od 420 miliampera i dobijemo:
Dizajn otpora: 2,98 ohma
Najbliži standard: 3,30 oma
Struja sa standardnim otpornikom: 379 mA
Snaga otpornika: 0,582 W.

OVAJ PRORAČUN RADI KADA STE TAČNO SIGURNI U KARAKTERISTIKE LED-a, AKO NE, ONDA MJERIMO TRENUTNU POTROŠNU MULTIMETROM!

Kao rezultat, dobili smo stabiliziranu struju na izlazu.
Ali ovo je za idealan slučaj. Što se tiče slučaja sa pravim autom, gdje ima skokova do 14 volti sa penicom, onda izračunajte otpornik za najgorem slučaju sa marginom.

Tko ne može lemiti prema shemama, onda dajem sliku na kojoj je sve jasnije nacrtano

To je zapravo sve. Nadam se da je nekome korisno)

Cijena izdanja: 0 ₽

Upotreba LED dioda kao izvora svjetlosti obično zahtijeva specijaliziranog vozača. Ali dešava se da potreban drajver nije pri ruci, ali morate organizirati pozadinsko osvjetljenje, na primjer, u automobilu ili testirati LED za svjetlinu sjaja. U ovom slučaju to možete učiniti sami za LED diode.

Donji dijagrami koriste najčešće artikle koji se mogu kupiti u bilo kojoj radio prodavnici. Montaža ne zahtijeva posebnu opremu - svi potrebni alati su široko dostupni. Unatoč tome, uz pažljiv pristup, uređaji rade dugo i nisu mnogo inferiorni u odnosu na komercijalne uzorke.

Neophodni materijali i alati

Da biste sastavili domaći drajver, trebat će vam:

• Lemilica snage 25-40 vati. Možete koristiti više energije, ali to povećava rizik od pregrijavanja elemenata i njihovog kvara. Najbolje je koristiti lemilicu sa keramičkim grijačem i nezapaljivim vrhom, jer. običan bakreni ubod prilično brzo oksidira i mora se očistiti.
• Fluks za lemljenje (kolofonijum, glicerin, FKET, itd.). Preporučljivo je koristiti neutralni fluks, - za razliku od aktivnih fluksa (ortofosforna i hlorovodonična kiselina, cink hlorid, itd.), ne oksidira kontakte tokom vremena i manje je toksičan. Bez obzira na korišteni fluks, nakon sastavljanja uređaja, bolje ga je oprati alkoholom. Za aktivne tokove ovaj postupak je obavezan, za neutralne tokove - u manjoj mjeri.
• Lemljenje. Najčešći je niskotopljivi kalaj-olovni lem POS-61. Lemovi bez olova su manje štetni kada se udišu tokom lemljenja, ali imaju višu tačku topljenja sa manjom fluidnošću i tendenciju degradacije šava tokom vremena.
• Mala kliješta za savijanje provodnika.
• Klešta ili bočni rezači za grizenje dugih krajeva vodova i žica.
• Instalacijske žice u izolaciji. Najprikladnije su upletene bakrene žice poprečnog presjeka od 0,35 do 1 mm2.
• Multimetar za kontrolu napona na čvornim tačkama.
• Izolaciona traka ili termoskupljajuća cijev.
• Mala ploča od fiberglasa. Dovoljna je ploča 60x40 mm.

Matična ploča od tekstolita za brzu ugradnju

Dijagram jednostavnog drajvera za 1W LED

Jedan od najjednostavnijih krugova za napajanje LED diode velike snage prikazan je na donjoj slici:

Kao što vidite, osim LED diode, uključuje samo 4 elementa: 2 tranzistora i 2 otpornika.

U ulozi regulatora struje koja prolazi kroz LED, ovdje je moćni n-kanalni tranzistor VT2 s efektom polja. Otpornik R2 određuje maksimalnu struju koja prolazi kroz LED diodu, a također radi i kao strujni senzor za tranzistor VT1 u krugu povratne sprege.

Što više struje prolazi kroz VT2, to je veći pad napona na R2, odnosno VT1 se otvara i snižava napon na kapiji VT2, čime se smanjuje LED struja. Time se postiže stabilizacija izlazne struje.

Kolo se napaja iz izvora konstantnog napona od 9-12 V, struje ne manje od 500 mA. Ulazni napon mora biti najmanje 1-2 V veći od pada napona na LED diodi.

Otpornik R2 bi trebao trošiti 1-2 vata snage, ovisno o potrebnoj struji i naponu napajanja. Tranzistor VT2 - n-kanalni, naznačen za struju od najmanje 500 mA: IRF530, IRFZ48, IRFZ44N. VT1 - bilo koji bipolarni npn male snage: 2N3904, 2N5088, 2N2222, BC547, itd. R1 - snage 0,125 - 0,25 W sa otporom od 100 kOhm.

Zbog malog broja elemenata, montaža se može izvesti površinskom montažom:

Još jedno jednostavno upravljačko kolo bazirano na linearnom kontroliranom regulatoru napona LM317:

Ovdje ulazni napon može biti do 35 V. Otpor otpornika se može izračunati pomoću formule:

gdje je I jačina struje u amperima.

U ovom krugu, LM317 će disipirati značajnu snagu sa velikom razlikom između napona napajanja i pada LED diode. Stoga će ga morati postaviti na malu. Otpornik također mora imati najmanje 2 vata.

O ovoj šemi jasnije se govori u sljedećem videu:

Ovo pokazuje kako spojiti moćnu LED diodu pomoću baterija napona od oko 8 V. Sa padom napona na LED diodi od oko 6 V, razlika je mala, a mikrokolo se lagano zagrijava, tako da možete bez hladnjaka.

Imajte na umu da je s velikom razlikom između napona napajanja i pada na LED diodi potrebno staviti mikro krug na hladnjak.

Strujni pogonski krug sa PWM ulazom

Ispod je dijagram za napajanje LED dioda velike snage:

Drajver je baziran na dvostrukom komparatoru LM393. Sam sklop je buck-converter, odnosno impulsni opadajući pretvarač napona.

Karakteristike drajvera

• Napon napajanja: 5 - 24 V, konstantan;
• Izlazna struja: do 1A, podesiva;
• Izlazna snaga: do 18W;
• Izlazna zaštita od kratkog spoja;
• Mogućnost kontrole svjetline pomoću eksternog PWM signala (bit će zanimljivo pročitati kako).

Princip rada

Otpornik R1 sa diodom D1 formira referentni napon od oko 0,7 V, koji se dodatno reguliše promenljivim otpornikom VR1. Otpornici R10 i R11 služe kao strujni senzori za komparator. Čim napon na njima pređe referentni, komparator će se zatvoriti, zatvarajući tako par tranzistora Q1 i Q2, a oni će zauzvrat zatvoriti tranzistor Q3. Međutim, induktor L1 u ovom trenutku teži da nastavi s prolaskom struje, pa će struja teći sve dok napon na R10 i R11 ne postane manji od referentnog, a komparator opet ne otvori tranzistor Q3.

Par Q1 i Q2 djeluje kao bafer između izlaza komparatora i kapije Q3. Ovo štiti kolo od lažnih pozitivnih signala zbog smetnji na kapiji Q3 i stabilizira njegov rad.

Drugi dio komparatora (IC1 2/2) služi za dodatno zatamnjenje sa PWM. Da biste to učinili, na PWM ulaz se primjenjuje kontrolni signal: kada se primjene TTL logički nivoi (+5 i 0 V), krug će se otvoriti i zatvoriti Q3. Maksimalna frekvencija signala na PWM ulazu je oko 2 kHz. Ovaj ulaz se također može koristiti za uključivanje i isključivanje uređaja pomoću daljinskog upravljača.

D3 je Schottky dioda, ocijenjena do 1 A. Ako ne možete pronaći Schottky diodu, možete koristiti prekidačku diodu, kao što je FR107, ali će se tada izlazna snaga malo smanjiti.

Maksimalna izlazna struja se podešava odabirom R2 i uključivanjem ili isključenjem R11. Na ovaj način možete dobiti sljedeće vrijednosti:

• 350mA (1W LED): R2=10K, R11 onemogućen,
• 700mA (3W): ​​R2=10K, R11 povezan, 1 ohm nominalno,
• 1A (5W): R2=2.7K, R11 priključen, nominalni 1 ohm.

U užim granicama, podešavanje se vrši pomoću varijabilnog otpornika i PWM signala.

Izrada i konfiguracija drajvera

Komponente drajvera su montirane na matičnu ploču. Prvo se instalira čip LM393, zatim najmanje komponente: kondenzatori, otpornici, diode. Zatim se tranzistori ubacuju i ulaze poslednje skretanje varijabilni otpornik.

Bolje je postaviti elemente na ploču na način da se minimizira udaljenost između spojenih pinova i koristi što manje žica kao kratkospojnika.

Prilikom povezivanja važno je paziti na polaritet dioda i pinout tranzistora, koji se mogu naći u tehnički opis na ove komponente. Diode se također mogu koristiti u načinu mjerenja otpora: u smjeru naprijed, uređaj će pokazati vrijednost reda 500-600 oma.

Za napajanje kruga možete koristiti vanjski izvor istosmjernog napona od 5-24 V ili baterije. Baterije 6F22 ("kruna") i druge imaju premali kapacitet, pa njihova upotreba nije preporučljiva kada se koriste moćne LED diode.

Nakon montaže, potrebno je podesiti izlaznu struju. Da biste to učinili, LED diode su zalemljene na izlaz, a VR1 motor je postavljen na najniži položaj prema dijagramu (provjerava se multimetrom u načinu rada „zvonjenje“). Zatim na ulaz dovodimo napon napajanja i okretanjem VR1 dugmeta postižemo potrebnu jačinu sjaja.

Lista stavki:

Zaključak

Prva dva od razmatranih krugova su vrlo jednostavna za proizvodnju, ali ne pružaju zaštitu od kratkih spojeva i imaju prilično nisku učinkovitost. Za dugotrajnu upotrebu preporučuje se treći krug na LM393, jer nema ovih nedostataka i ima više mogućnosti podešavanja izlazne snage.

Izrađujemo svjetiljku na LED diodama vlastitim rukama

LED lampa sa 3V pretvaračem za LED 0,3-1,5V 0.3-1.5 VLEDblic

Obično, plava ili bijela LED dioda zahtijeva 3 - 3,5 V za rad, ovaj sklop vam omogućava napajanje plave ili bijele LED diode s niskim naponom iz jedne AA baterije.

detalji:
Dioda koja emituje svetlost
Feritni prsten (prečnik ~10 mm)
Žica za namotavanje (20 cm)
1kΩ otpornik
N-P-N tranzistor
Baterija




Parametri korištenog transformatora:
Namotaj koji ide do LED ima ~45 zavoja namotanih žicom od 0,25 mm.
Namotaj koji ide do baze tranzistora ima ~30 zavoja žice od 0,1 mm.
Osnovni otpornik u ovom slučaju ima otpor od oko 2K.
Umjesto R1 poželjno je staviti tuning otpornik, te postići struju kroz diodu ~22mA, sa svježom baterijom, izmjeriti njen otpor, a zatim ga zamijeniti stalnim otpornikom primljene vrijednosti.

Sastavljeno kolo mora odmah proraditi.
Postoje samo 2 razloga zašto shema neće raditi.
1. krajevi namotaja su pomiješani.
2. premalo zavoja osnovnog namotaja.
Generacija nestaje, sa brojem okreta<15.




Spojite komade žice i namotajte oko prstena.
Spojite dva kraja različitih žica zajedno.
Kolo se može staviti u odgovarajuće kućište.
Uvođenje takvog kruga u baterijsku lampu koja radi od 3V značajno produžava trajanje njenog rada iz jednog seta baterija.

Varijanta izvedbe lampe od jedne baterije 1,5v.







Tranzistor i otpor su smješteni unutar feritnog prstena



Bijela LED napaja istrošena AAA baterija

Opcija nadogradnje "svjetiljka - ručka"



Pobuda generatora blokade prikazanog na dijagramu postiže se priključkom transformatora na T1. Impulsi napona koji se javljaju u desnom (prema shemi) namotaju dodaju se naponu izvora napajanja i dovode do VD1 LED. Naravno, bilo bi moguće isključiti kondenzator i otpornik u osnovnom krugu tranzistora, ali tada VT1 i VD1 mogu pokvariti kada se koriste markirane baterije s malim unutarnjim otporom. Otpornik postavlja način rada tranzistora, a kondenzator prolazi kroz RF komponentu.

Krug je koristio tranzistor KT315 (kao najjeftiniji, ali bilo koji drugi sa graničnom frekvencijom od 200 MHz ili više), ultra-svijetlu LED. Za proizvodnju transformatora potreban je feritni prsten (približne veličine 10x6x3 i propusnosti od oko 1000 HH). Prečnik žice je oko 0,2-0,3 mm. Na prstenu su namotana dva namotaja od po 20 zavoja.
Ako nema prstena, onda se može koristiti cilindar sličnog volumena i materijala. Samo morate namotati 60-100 zavoja za svaki od namotaja.
Važna tačka : morate namotati zavojnice u različitim smjerovima.

Fotografije lampe:
prekidač se nalazi u dugmetu "nalivpero", a sivi metalni cilindar provodi struju.











Izrađujemo cilindar prema veličini baterije.



Može se napraviti od papira ili se može koristiti komad bilo koje čvrste cijevi.
Na rubovima cilindra napravimo rupe, omotamo ga limenom žicom, krajeve žice provučemo u rupe. Popravljamo oba kraja, ali ostavljamo komad provodnika na jednom od krajeva: tako da možete spojiti pretvarač na spiralu.
Feritni prsten ne bi stao u fenjer, pa je korišćen cilindar od sličnog materijala.




Cilindar iz induktora iz starog TV-a.
Prvi kalem ima oko 60 zavoja.
Zatim drugi, opet vijuga u suprotnom smjeru 60 ili tako nešto. Niti se drže zajedno ljepilom.

Sastavljamo pretvarač:





Sve se nalazi unutar našeg kućišta: odlemimo tranzistor, kondenzator otpornika, lemimo spiralu na cilindar i zavojnicu. Struja u namotajima zavojnice mora ići u različitim smjerovima! Odnosno, ako namotate sve namote u jednom smjeru, onda zamijenite zaključke jednog od njih, inače neće doći do generiranja.

Ispostavilo se sljedeće:


Sve ubacujemo unutra, a matice koristimo kao bočne utikače i kontakte.
Lemimo zavojnicu koja vodi do jedne od matica, a VT1 emiter na drugu. Ljepilo. označavamo zaključke: gdje ćemo imati izlaz iz zavojnica, stavljamo "-", gdje izlaz iz tranzistora sa zavojnicom stavljamo "+" (tako da je sve kao u bateriji).

Sada biste trebali napraviti "lampsku diodu".



pažnja: na bazi treba biti minus LED.

Montaža:


Kao što je jasno sa slike, pretvarač je "zamjena" za drugu bateriju. Ali za razliku od njega, ima tri dodirne tačke: sa plusom baterije, sa plusom LED-a i zajedničkim telom (kroz spiralu).

Njegova lokacija u pretincu za baterije je specifična: mora biti u kontaktu s pozitivnim dioda LED.

Moderna baterijska lampasa načinom rada LED diode napaja se konstantnom stabilizovanom strujom.



Krug stabilizatora struje radi na sljedeći način:
Kada se struja dovede u kolo, tranzistori T1 i T2 su zaključani, T3 je otvoren, jer se napon za otključavanje primjenjuje na njegovu kapiju kroz otpornik R3. Zbog prisustva induktora L1 u LED krugu, struja se glatko povećava. Kako se struja u LED kolu povećava, povećava se pad napona u lancu R5-R4, čim dostigne oko 0,4V, otvara se tranzistor T2, a zatim T1, koji zauzvrat zatvara strujni prekidač T3. Povećanje struje se zaustavlja, u induktoru nastaje struja samoindukcije, koja počinje teći kroz diodu D1 kroz LED i lanac otpornika R5-R4. Čim se struja smanji ispod određenog praga, tranzistori T1 i T2 će se zatvoriti, T3 će se otvoriti, što će dovesti do novog ciklusa akumulacije energije u induktoru. U normalnom načinu rada, oscilatorni proces se odvija na frekvenciji od nekoliko desetina kiloherca.

O detaljima:
Umjesto tranzistora IRF510, možete koristiti IRF530 ili bilo koji n-kanalni tranzistor sa efektom polja za struju veću od 3A i napon veći od 30 V.
Dioda D1 mora nužno biti sa Schottky barijerom za struju veću od 1A, ako stavite običan čak i visokofrekventni tip KD212, efikasnost će pasti na 75-80%.
Induktor je domaći, namotan je žicom ne tanjom od 0,6 mm, bolje sa snopom od nekoliko tanjih žica. Potrebno je oko 20-30 zavoja žice na oklopnoj jezgri B16-B18 s nemagnetnim razmakom od 0,1-0,2 mm ili blizu 2000 NM ferita. Ako je moguće, debljina nemagnetnog zazora odabire se eksperimentalno prema maksimalnoj efikasnosti uređaja. Dobri rezultati se mogu postići sa feritima iz uvoznih induktora ugrađenih u prekidačke izvore napajanja, kao i u štedne lampe. Takva jezgra imaju oblik kalema navoja, ne zahtijevaju okvir i nemagnetski razmak. Namotaji na toroidnim jezgrama od presovanog željeznog praha, koji se mogu naći u računarskim napajanjima (namotani su sa induktorima izlaznih filtera), rade vrlo dobro. Nemagnetski jaz u takvim jezgrama je ravnomjerno raspoređen u volumenu zbog tehnologije proizvodnje.
Isti stabilizatorski krug se također može koristiti u kombinaciji s drugim baterijama i baterijama galvanskih ćelija napona od 9 ili 12 volti bez ikakvih promjena u krugu ili nazivima ćelija. Što je veći napon napajanja, to će lampa trošiti manje struje iz izvora, njena efikasnost će ostati nepromijenjena. Struja stabilizacije je postavljena otpornicima R4 i R5.
Ako je potrebno, struja se može povećati do 1A bez upotrebe hladnjaka na dijelovima, samo odabirom otpora otpornika za podešavanje.
Punjač za bateriju se može ostaviti "native" ili sastaviti prema bilo kojoj od poznatih shema, ili čak koristiti eksterni za smanjenje težine svjetiljke.

LED lampa iz kalkulatora B3-30

Pretvarač je zasnovan na krugu kalkulatora B3-30, u čijem se prekidačkom napajanju koristi transformator debljine samo 5 mm, koji ima dva namota. Korištenje impulsnog transformatora iz starog kalkulatora omogućilo je stvaranje ekonomične LED svjetiljke.

Rezultat je vrlo jednostavan sklop.



Pretvarač napona izrađen je prema shemi jednociklusnog generatora s induktivnom povratnom spregom na tranzistoru VT1 i transformatoru T1. Impulsni napon iz namotaja 1-2 (prema dijagramu kalkulatora B3-30) ispravlja se diodom VD1 i dovodi do super svijetle HL1 LED. Filter kondenzatora C3. Dizajn je baziran na baterijskoj lampi kineske proizvodnje dizajniranoj za ugradnju dvije AA baterije. Pretvarač je montiran na štampanu ploču od jednostrano obloženog stakloplastikom debljine 1,5 mmsl.2veličine koje zamjenjuju jednu bateriju i stavljaju u baterijsku lampu umjesto nje. Kontakt od dvostrane folije od stakloplastike promjera 15 mm zalemljen je na kraj ploče označen znakom "+", obje strane su spojene kratkospojnikom i zalemljene.
Nakon ugradnje svih dijelova na ploču, krajnji kontakt “+” i T1 transformator se pune vrućim ljepilom radi povećanja čvrstoće. Izgled fenjera je prikazan usl.3a u konkretnom slučaju zavisi od vrste lampe koja se koristi. U mom slučaju nije bila potrebna modifikacija lampe, reflektor ima kontaktni prsten, na koji je zalemljen negativni izlaz štampane ploče, a sama ploča je pričvršćena na reflektor vrućim ljepilom. Sklop štampane ploče sa reflektorom je umetnut umesto jedne baterije i pričvršćen poklopcem.

Pretvarač napona koristi male dijelove. Otpornici tipa MLT-0.125, kondenzatori C1 i C3 su uvozni, visine do 5 mm. Dioda VD1 tipa 1N5817 sa Schottky barijerom, u njenom nedostatku, možete koristiti bilo koju ispravljačku diodu koja je prikladna za parametre, po mogućnosti germanij zbog nižeg pada napona na njemu. Pravilno sastavljen pretvarač nije potrebno podešavati ako namotaji transformatora nisu obrnuti, u suprotnom ih zamijenite. U nedostatku gornjeg transformatora, možete ga napraviti sami. Namotavanje se izvodi na feritnom prstenu veličine K10 * 6 * 3 s magnetskom propusnošću od 1000-2000. Oba namotaja su namotana PEV2 žicom prečnika od 0,31 do 0,44 mm. Primarni namotaj ima 6 zavoja, sekundarni 10 zavoja. Nakon ugradnje takvog transformatora na ploču i provjere njegovih performansi, treba ga pričvrstiti na nju vrućim ljepilom.
Testovi svjetiljki s AA baterijom prikazani su u tabeli 1.
U testu je korištena najjeftinija AA baterija koja košta samo 3 rublje. Početni napon pod opterećenjem bio je 1,28 V. Na izlazu pretvarača, napon izmjeren na supersjajnoj LED diodi bio je 2,83 V. Marka LED diode je nepoznata, prečnik je 10 mm. Ukupna potrošnja struje je 14 mA. Ukupno vrijeme rada svjetiljke bilo je 20 sati neprekidnog rada.
Kada napon na bateriji padne ispod 1V, osvjetljenje značajno opada.

Domaća lampa sa LED diodama

Osnova je baterijska lampa "VARTA" koju napajaju dvije AA baterije:
Budući da diode imaju izrazito nelinearnu IV karakteristiku, potrebno je baterijsku lampu opremiti krugom za rad na LED diodama, koji će osigurati konstantnu svjetlinu sjaja kako se baterija prazni i koja će ostati u funkciji na najnižem mogućem naponu napajanja .
Srce regulatora napona je mikropower DC/DC boost pretvarač MAX756.
Prema deklarisanim karakteristikama, radi kada ulazni napon padne na 0,7V.

Shema prebacivanja - tipična:




Montaža se vrši na šarke.
Elektrolitički kondenzatori - tantal CHIP. Imaju nizak serijski otpor, što donekle poboljšava efikasnost. Šotkijeva dioda - SM5818. Prigušnice su morale biti spojene paralelno, jer. nije bilo odgovarajuće vrijednosti. Kondenzator C2 - K10-17b. LED diode - superjarko bijela L-53PWC "Kingbright".
Kao što možete vidjeti na slici, cijeli krug se lako uklapa u prazan prostor čvora koji emituje svjetlost.

Izlazni napon stabilizatora u ovom sklopnom krugu je 3,3V. Budući da je pad napona na diodama u rasponu nominalne struje (15-30mA) oko 3,1V, dodatnih 200mV se moralo ugasiti pomoću otpornika spojenog serijski sa izlazom.
Osim toga, mali serijski otpornik poboljšava linearnost opterećenja i stabilnost kola. To je zbog činjenice da dioda ima negativan TCR, a kada se zagrije, pad izravnog napona se smanjuje, što dovodi do naglog povećanja struje kroz diodu kada se napaja iz izvora napona. Nije bilo potrebno izjednačavati struje kroz diode spojene paralelno - okom nije uočena razlika u svjetlini. Štaviše, diode su bile istog tipa i uzete iz iste kutije.
Sada o dizajnu emitera svjetlosti. Kao što možete vidjeti na fotografijama, LED diode u krugu nisu čvrsto zalemljene, već su dio strukture koji se može ukloniti.

Prirodna sijalica je iznutricana, a na prirubnici su napravljena 4 reza sa 4 strane (jedan je već bio tamo). 4 LED diode su raspoređene simetrično u krug. Pozitivni provodnici (prema dijagramu) su zalemljeni na bazu u blizini rezova, a negativni provodnici se ubacuju iznutra u centralni otvor baze, odrežu i također zalemljuju. "Lamp dioda", umetnuta umjesto konvencionalne sijalice sa žarnom niti.

testiranje:
Stabilizacija izlaznog napona (3.3V) se nastavila sve dok napon napajanja nije pao na ~1.2V. Struja opterećenja u ovom slučaju je bila oko 100mA (~ 25mA po diodi). Tada je izlazni napon počeo postepeno opadati. Kolo je prešlo na drugi način rada, u kojem se više ne stabilizira, već daje sve što može. U ovom režimu je radio do napona napajanja od 0,5V! Izlazni napon je istovremeno pao na 2,7V, a struja sa 100mA na 8mA.

Malo o efikasnosti.
Efikasnost kola je oko 63% sa svježim baterijama. Činjenica je da minijaturne prigušnice koje se koriste u krugu imaju izuzetno visok omski otpor - oko 1,5 oma
Rješenje je µ-permalloy prsten sa propusnošću od oko 50.
40 zavoja žice PEV-0,25, u jednom sloju - ispalo je oko 80 μG. Aktivni otpor je oko 0,2 Ohma, a struja zasićenja, prema proračunima, veća je od 3A. Mijenjamo izlazni i ulazni elektrolit na 100 mikrofarada, iako se bez štete po efikasnost može smanjiti na 47 mikrofarada.

O prednostima LED šapa se više puta raspravljalo. Obilje pozitivnih povratnih informacija od korisnika LED rasvjete htjeli-ne htjeli tjera vas da razmišljate o Ilyichovim vlastitim sijalicama. Sve bi bilo lijepo, ali kada je u pitanju cijena pretvaranja stana u LED rasvjetu, brojke su malo “nategnute”.

Za zamenu obične lampe od 75W postoji LED sijalica od 15W, a desetak takvih lampi treba promeniti. Uz prosječnu cijenu od oko 10 dolara po lampi, budžet je pristojan, a ne može se isključiti rizik od stjecanja kineskog "klona" s životnim ciklusom od 2-3 godine. U svjetlu ovoga, mnogi razmatraju mogućnost samostalne proizvodnje ovih uređaja.

Najbudžetnija opcija može se sastaviti vlastitim rukama od ovih LED dioda. Desetak ovih malih koštaju manje od jednog dolara, a svijetle su kao sijalica sa žarnom niti od 75 W. Sastaviti sve zajedno nije problem, ali ne možete ih povezati direktno na mrežu - oni će izgorjeti. Srce svake LED lampe je pokretač napajanja. Zavisi koliko će dugo i dobro sijalica svijetliti.

Da sastavite LED lampu od 220 volti vlastitim rukama, pogledajmo strujni krug.

Mrežni parametri značajno premašuju potrebe LED-a. Da bi LED dioda mogla raditi iz mreže, potrebno je smanjiti amplitudu napona, jačinu struje i pretvoriti AC napon u DC.

U ove svrhe koristi se djelitelj napona s otpornikom ili kapacitivnim opterećenjem i stabilizatorima.

LED svjetlosne komponente

Krug LED lampe od 220 volti zahtijeva minimalan broj dostupnih komponenti.

• LED diode 3.3V 1W - 12 kom.;
• keramički kondenzator 0,27uF 400-500V - 1 kom.;
• otpornik 500kΩ - 1MΩ 0,5 - 1W - 1 sh.t;
• 100V dioda - 4 kom.;
• elektrolitski kondenzatori za 330uF i 100uF 16V, 1 kom.;
• regulator napona za 12V L7812 ili slično - 1 kom.

Izrada LED drajvera od 220V vlastitim rukama

220-voltni ice drajver kolo nije ništa drugo do prekidačko napajanje.

Kao domaći LED drajver iz mreže od 220 V, razmotrite najjednostavnije prekidačko napajanje bez galvanske izolacije. Glavna prednost takvih shema je jednostavnost i pouzdanost. Ali budite oprezni pri sastavljanju, jer takav krug nema ograničenje izlazne struje. LED diode će potrajati svojih propisanih jedan i po ampera, ali ako dodirnete ogoljene žice rukom, struja će dostići deset ampera, a takav strujni udar je vrlo uočljiv.

Najjednostavniji upravljački krug za 220V LED diode sastoji se od tri glavna stupnja:

• Razdjelnik napona na kapacitivnosti;
• diodni most;
• stepen stabilizacije napona.

Prva kaskada- kapacitivnost na kondenzatoru C1 sa otpornikom. Otpornik je neophodan za samopražnjenje kondenzatora i ne utječe na rad samog kruga. Njegova vrijednost nije posebno kritična i može biti od 100kΩ do 1MΩ sa snagom od 0,5-1W. Kondenzator nužno nije elektrolitički za 400-500V (efektivni vršni napon mreže).

Kada poluval napona prođe kroz kondenzator, on propušta struju sve dok se ploče ne napune. Što je njegov kapacitet manji, to je brže punjenje. Sa kapacitetom od 0,3-0,4 μF, vrijeme punjenja je 1/10 poluvalnog perioda mrežnog napona. Jednostavno rečeno, samo desetina dolaznog napona će proći kroz kondenzator.

Druga kaskada- diodni most. Pretvara izmjenični napon u DC. Nakon što kondenzator preseče većinu polutalasa napona, dobijamo oko 20-24V DC na izlazu diodnog mosta.

Treća kaskada– stabilizirajući filter za izravnavanje.

Kondenzator s diodnim mostom djeluje kao djelitelj napona. Kada se napon u mreži promijeni, promijenit će se i amplituda na izlazu diodnog mosta.

Da bismo izgladili talasanje napona, spajamo elektrolitički kondenzator paralelno sa krugom. Njegov kapacitet zavisi od snage našeg opterećenja.

U strujnom kolu, napon napajanja za LED diode ne smije prelaziti 12V. Kao stabilizator možete koristiti zajednički element L7812.

Sastavljeni krug LED lampe od 220 volti odmah počinje raditi, ali prije spajanja na mrežu pažljivo izolirajte sve gole žice i mjesta lemljenja elemenata kola.

Opcija drajvera bez strujnog stabilizatora

Na mreži postoji ogroman broj upravljačkih sklopova za LED diode iz mreže od 220V koji nemaju stabilizatore struje.

Problem bilo kojeg drajvera bez transformatora je talasanje izlaznog napona, a samim tim i svjetlina LED dioda. Kondenzator instaliran nakon diodnog mosta djelomično se nosi s ovim problemom, ali ga ne rješava u potpunosti.

Na diodama će se pojaviti talasanje amplitude 2-3V. Kada u kolo ugradimo 12V regulator, čak i uzimajući u obzir talasanje, amplituda dolaznog napona će biti iznad graničnog opsega.

Dijagram napona u kolu bez stabilizatora

Dijagram u krugu sa stabilizatorom

Stoga, upravljački program za diodne svjetiljke, čak i sam sastavljen, neće biti inferioran u smislu pulsiranja sličnim jedinicama skupih tvornički proizvedenih lampi.

Kao što vidite, sastavljanje drajvera vlastitim rukama nije posebno teško. Promjenom parametara elemenata kola možemo mijenjati vrijednosti izlaznog signala u širokom rasponu.

Ako imate želju da sastavite krug LED reflektora od 220 volti na osnovu takvog kola, bolje je konvertovati izlazni stepen na 24V sa odgovarajućim stabilizatorom, budući da je izlazna struja L7812 1,2A, ovo ograničava snagu opterećenja do 10W. Za snažnije izvore svjetlosti trebate ili povećati broj izlaznih stupnjeva ili koristiti snažniji stabilizator s izlaznom strujom do 5A i instalirati ga na radijator.