Was macht ein LED-Treiber? Fehlerbehebungsalgorithmus im LED-Lampentreiber oder Hercule Poirot ruht

... sooooo oft musste ich mich mit dem Problem von durchgebrannten LEDs auseinandersetzen, die irgendwo im Auto verbaut waren ... es fing alles mit Birnen in den Abmessungen an, dann war die Instrumententafel-Hintergrundbeleuchtung ständig an, dann die Hintergrundbeleuchtung der Heizung Block, Kofferraum, etc ...

Und dann hat mich eines Tages dieses Phänomen voll erwischt und ich habe, kurz die Blogeinträge meiner Teamkollegen überfliegend, beschlossen, die Hintergrundbeleuchtung des ordentlichen mit einem "ewigen" linearen Spannungsregler L7812CV, + 12v zu machen, was natürlich nicht der Fall war keinen Sinn und das Band brannte durch, als wäre nichts gewesen :)

Hier ist er, der Held des Anlasses.

… obwohl … es nicht seine Schuld ist. Hier sind Leute schuld, die weit weg von der Elektronik sind, und ich, eine Person, die zu wenig gegraben hat, bevor sie etwas getan hat ... Wir alle machen Fehler, was zu tun ist, daher ist die Hälfte des Logbuchs Arbeit an Fehlern ... :)

Beginnen wir mit der Tatsache, dass LEDs durch Stromstöße und nicht durch Spannung durchbrennen.

"Die LED wird von CURRENT gespeist. Sie hat keinen VOLTAGE-Parameter. Es gibt einen Parameter - Spannungsabfall! Das heißt, wie viel davon verloren geht.
Wenn auf der LED 20 mA 3,4 V steht, bedeutet dies, dass sie nicht mehr als 20 Milliampere benötigt. Gleichzeitig gehen dabei 3,4 Volt verloren.
Nicht für Strom, man braucht 3,4 Volt, sondern einfach „verloren“ drauf!
Das heißt, Sie können es mindestens mit 1000 Volt versorgen, nur wenn Sie ihm nicht mehr als 20 mA geben. Es brennt nicht durch, überhitzt nicht und leuchtet wie es sollte, aber danach werden 3,4 Volt weniger sein. Das ist alles Wissenschaft.
Beschränke den Strom auf ihn – und er wird satt sein und glücklich bis ans Ende strahlen.“

Jetzt ist klar, warum bei verdammten linearen Stubs wie L7812CV ständig alles durchbrennt?
Ja, es wird eine Stabilisierung für Strom benötigt, nicht für Spannung, und dies geschieht mit Widerständen!

Okay, machen wir weiter.
Aufgrund der Tatsache, dass ich jetzt 4 Projekte an den Scheinwerfern hängen habe, die auf sehr teuren COB-Ringen hergestellt werden (die unter Berücksichtigung des verdammten Wechselkurses noch teurer geworden sind), ist deren Stabilisierung einfach unerlässlich ...

So sieht es aus

Sie fragen sich jetzt, aber was für den Fahrer, wenn er da draußen ist, hängt schon alles und stabilisiert alles.
Nun ja, das dachte ich auch, aber tatsächlich stellte sich heraus, dass die gleichen Spannungsstabilisatoren vorhanden sind (einer der Kunden hatte bereits begonnen, einen Ring zu beträufeln). Nun, wer hätte gedacht, dass die Chinesen beschlossen haben, bei den Fahrern Geld zu sparen.

Also machen wir den einfachsten Treiber.

Wir nehmen ein ideales Autonetz von 12 Volt und überlegen am Beispiel eines COB-Rings mit einer Leistung von 5 Watt, was für einen Widerstand wir brauchen.

Wir können den Stromverbrauch eines Elektrogeräts ermitteln, indem wir seine Leistung und Versorgungsspannung kennen.
Der verbrauchte Strom ist gleich der Leistung dividiert durch die Spannung im Netz.
Der COB-Ring verbraucht 5 W. Die Spannung in einem idealen Auto beträgt 12 Volt.
Wenn Sie nicht zählen können, können Sie hier zählen
ydoma.info/electricity-zakon-oma.html
Wir erhalten 420 Milliampere Strom, die von einem solchen Ring verbraucht werden.
lass uns hier gehen
ledcalc.ru/lm317
Wir geben den erforderlichen Strom von 420 Milliampere ein und erhalten:
Designwiderstand: 2,98 Ohm
Nächster Standard: 3,30 Ohm
Strom mit Standardwiderstand: 379 mA
Widerstandsleistung: 0,582 W.

DIESE BERECHNUNG FUNKTIONIERT, WENN SIE SICH DER EIGENSCHAFTEN DER LED GENAU SICHER SIND, WENN NICHT, DANN MESSEN WIR DEN STROMVERBRAUCH MIT EINEM MULTIMETER!

Als Ergebnis haben wir am Ausgang einen stabilisierten Strom erhalten.
Aber das ist für den Idealfall. Wie bei einem echten Auto, wo es mit einem Cent Sprünge bis zu 14 Volt gibt, dann berechnen Sie den Widerstand für schlimmsten Fall mit Rand.

Wer nicht nach den Schemata löten kann, dem gebe ich ein Bild wo alles deutlicher gezeichnet ist

Das ist eigentlich alles. Ich hoffe, es ist für jemanden nützlich)

Ausgabepreis: 0 ₽

Der Einsatz von LEDs als Lichtquellen erfordert in der Regel einen spezialisierten Treiber. Es kommt jedoch vor, dass der erforderliche Treiber nicht zur Hand ist, Sie jedoch die Hintergrundbeleuchtung beispielsweise in einem Auto organisieren oder die LED auf die Helligkeit des Leuchtens testen müssen. In diesem Fall können Sie es selbst für LEDs tun.

Die folgenden Diagramme verwenden die gängigsten Artikel, die in jedem Radioladen erhältlich sind. Die Montage erfordert keine spezielle Ausrüstung - alle erforderlichen Werkzeuge sind weit verbreitet. Trotzdem funktionieren die Geräte bei sorgfältiger Herangehensweise lange und stehen kommerziellen Mustern in nichts nach.

Notwendige Materialien und Werkzeuge

Um einen selbstgebauten Treiber zusammenzubauen, benötigen Sie:

• Lötkolben mit einer Leistung von 25-40 Watt. Sie können mehr Leistung verwenden, dies erhöht jedoch das Risiko einer Überhitzung der Elemente und ihres Ausfalls. Verwenden Sie am besten einen Lötkolben mit einer Keramikheizung und einer nicht brennbaren Spitze, denn. Ein gewöhnlicher Kupferstich oxidiert ziemlich schnell und muss gereinigt werden.
• Flussmittel zum Löten (Kolophonium, Glyzerin, FKET usw.). Es wird empfohlen, ein neutrales Flussmittel zu verwenden, - im Gegensatz zu aktiven Flussmitteln (Orthophosphor- und Salzsäure, Zinkchlorid usw.) oxidiert es die Kontakte im Laufe der Zeit nicht und ist weniger toxisch. Unabhängig vom verwendeten Flussmittel ist es nach dem Zusammenbau des Geräts besser, es mit Alkohol zu waschen. Für aktive Flussmittel ist dieses Verfahren obligatorisch, für neutrale Flussmittel - in geringerem Maße.
• Lot. Am gebräuchlichsten ist das niedrigschmelzende Zinn-Blei-Lot POS-61. Bleifreie Lote sind weniger schädlich, wenn sie beim Löten eingeatmet werden, haben aber einen höheren Schmelzpunkt mit weniger Fließfähigkeit und neigen dazu, die Schweißnaht im Laufe der Zeit zu verschlechtern.
• Kleine Zange zum Biegen der Kabel.
• Zangen oder Seitenschneider zum Abbeißen der langen Enden von Leitungen und Drähten.
• Installationsdrähte isoliert. Am besten geeignet sind Kupferlitzen mit einem Querschnitt von 0,35 bis 1 mm2.
• Multimeter zur Spannungskontrolle an Knotenpunkten.
• Isolierband oder Schrumpfschlauch.
• Ein kleines Fiberglas-Steckbrett. Eine 60 x 40 mm große Platte reicht aus.

Steckbrett aus Textolite zur schnellen Installation

Diagramm eines einfachen Treibers für eine 1-W-LED

Eine der einfachsten Schaltungen zur Stromversorgung einer Hochleistungs-LED ist in der folgenden Abbildung dargestellt:

Wie Sie sehen können, enthält es neben der LED nur 4 Elemente: 2 Transistoren und 2 Widerstände.

In der Rolle des Reglers des Stroms, der durch die LED fließt, ist hier ein leistungsstarker Feldeffekt-n-Kanal-Transistor VT2. Der Widerstand R2 bestimmt den maximalen Strom, der durch die LED fließt, und fungiert auch als Stromsensor für den Transistor VT1 im Rückkopplungskreis.

Je mehr Strom durch VT2 fließt, desto mehr Spannung fällt an R2 bzw. VT1 öffnet und senkt die Spannung am Gate von VT2, wodurch der LED-Strom reduziert wird. Somit wird eine Stabilisierung des Ausgangsstroms erreicht.

Die Schaltung wird von einer Konstantspannungsquelle von 9-12 V und einem Strom von mindestens 500 mA gespeist. Die Eingangsspannung muss mindestens 1-2 V größer sein als der Spannungsabfall über der LED.

Der Widerstand R2 sollte je nach benötigtem Strom und Versorgungsspannung 1-2 Watt Leistung abgeben. Transistor VT2 - n-Kanal, ausgelegt für einen Strom von mindestens 500 mA: IRF530, IRFZ48, IRFZ44N. VT1 - jeder bipolare NPN mit niedriger Leistung: 2N3904, 2N5088, 2N2222, BC547 usw. R1 - mit einer Leistung von 0,125 - 0,25 W bei einem Widerstand von 100 kOhm.

Aufgrund der geringen Anzahl an Elementen kann die Montage durch Aufputzmontage erfolgen:

Eine weitere einfache Treiberschaltung basierend auf dem linear gesteuerten Spannungsregler LM317:

Die Eingangsspannung kann dabei bis zu 35 V betragen. Der Widerstandswert des Widerstands lässt sich mit folgender Formel berechnen:

wobei I die Stromstärke in Ampere ist.

In dieser Schaltung verbraucht der LM317 bei einem großen Unterschied zwischen der Versorgungsspannung und dem LED-Abfall eine erhebliche Leistung. Daher muss es auf einem kleinen platziert werden. Der Widerstand muss auch für mindestens 2 Watt ausgelegt sein.

Dieses Schema wird im folgenden Video deutlicher besprochen:

Hier wird gezeigt, wie Sie eine leistungsstarke LED mit Batterien mit einer Spannung von etwa 8 V anschließen. Bei einem Spannungsabfall an der LED von etwa 6 V ist der Unterschied gering und der Mikroschaltkreis erwärmt sich leicht, sodass Sie auf einen Kühlkörper verzichten können.

Bitte beachten Sie, dass es bei einem großen Unterschied zwischen der Versorgungsspannung und dem Abfall der LED erforderlich ist, die Mikroschaltung auf einen Kühlkörper zu legen.

Leistungstreiberschaltung mit PWM-Eingang

Unten ist ein Diagramm für die Stromversorgung von Hochleistungs-LEDs:

Der Treiber basiert auf einem dualen Komparator LM393. Die Schaltung selbst ist ein Buck-Converter, also ein gepulster Step-Down-Spannungswandler.

Treiberfunktionen

• Versorgungsspannung: 5 - 24 V, konstant;
• Ausgangsstrom: bis 1A, einstellbar;
• Ausgangsleistung: bis zu 18 W;
• Ausgangskurzschlussschutz;
• Die Möglichkeit, die Helligkeit mit einem externen PWM-Signal zu steuern (es wird interessant sein zu lesen, wie).

Funktionsprinzip

Widerstand R1 mit Diode D1 bilden eine Referenzspannung von etwa 0,7 V, die zusätzlich durch einen variablen Widerstand VR1 geregelt wird. Die Widerstände R10 und R11 dienen als Stromsensoren für den Komparator. Sobald die Spannung an ihnen die Referenz übersteigt, schließt der Komparator, wodurch ein Paar Transistoren Q1 und Q2 geschlossen wird, und diese wiederum schließen den Transistor Q3. Der Induktor L1 neigt jedoch in diesem Moment dazu, den Stromdurchgang wieder aufzunehmen, so dass der Strom fließen wird, bis die Spannung über R10 und R11 kleiner als die Referenz wird, und der Komparator wiederum den Transistor Q3 nicht öffnet.

Das Paar Q1 und Q2 wirkt als Puffer zwischen dem Ausgang des Komparators und dem Gate von Q3. Dies schützt die Schaltung vor Fehlalarmen aufgrund von Störungen am Gate von Q3 und stabilisiert ihren Betrieb.

Der zweite Teil des Komparators (IC1 2/2) dient zum zusätzlichen Dimmen mit PWM. Dazu wird ein Steuersignal an den PWM-Eingang angelegt: Wenn TTL-Logikpegel (+5 und 0 V) ​​angelegt werden, öffnet und schließt die Schaltung Q3. Die maximale Signalfrequenz am PWM-Eingang beträgt ca. 2 kHz. Dieser Eingang kann auch verwendet werden, um das Gerät mit der Fernbedienung ein- und auszuschalten.

D3 ist eine Schottky-Diode mit einer Nennleistung von bis zu 1 A. Wenn Sie keine Schottky-Diode finden, können Sie eine Schaltdiode wie FR107 verwenden, aber die Ausgangsleistung wird dann leicht reduziert.

Der maximale Ausgangsstrom wird eingestellt, indem R2 ausgewählt und R11 eingeschlossen oder ausgeschlossen wird. Auf diese Weise können Sie die folgenden Werte erhalten:

• 350mA (1W LED): R2=10K, R11 deaktiviert,
• 700mA (3W): ​​​​R2=10K, R11 angeschlossen, 1 Ohm nominal,
• 1A (5W): R2=2,7K, R11 verbunden, nominal 1 Ohm.

In engeren Grenzen erfolgt die Anpassung über einen variablen Widerstand und ein PWM-Signal.

Erstellen und Konfigurieren des Treibers

Treiberkomponenten sind auf einem Steckbrett montiert. Zuerst wird der LM393-Chip installiert, dann die kleinsten Komponenten: Kondensatoren, Widerstände, Dioden. Dann werden Transistoren reingesteckt und rein letzte Runde variabler Widerstand.

Es ist besser, Elemente so auf der Platine zu platzieren, dass der Abstand zwischen den verbundenen Stiften minimiert wird, und so wenig Drähte wie möglich Jumper verwendet werden.

Beim Anschließen ist es wichtig, die Polarität der Dioden und die Pinbelegung der Transistoren zu beachten, die in zu finden sind Technische Beschreibung zu diesen Komponenten. Dioden können auch im Widerstandsmessmodus verwendet werden: In Vorwärtsrichtung zeigt das Gerät einen Wert in der Größenordnung von 500-600 Ohm an.

Zur Stromversorgung der Schaltung können Sie eine externe Gleichspannungsquelle von 5-24 V oder Batterien verwenden. Batterien 6F22 ("Krone") und andere haben zu wenig Kapazität, daher ist ihre Verwendung bei der Verwendung von leistungsstarken LEDs nicht ratsam.

Nach der Montage müssen Sie den Ausgangsstrom einstellen. Dazu werden LEDs an den Ausgang gelötet und der VR1-Motor gemäß Diagramm auf die niedrigste Position eingestellt (überprüft mit einem Multimeter im Modus „Klingeln“). Als nächstes legen wir eine Versorgungsspannung an den Eingang an und erreichen durch Drehen des VR1-Knopfs die erforderliche Helligkeit des Glühens.

Artikelliste:

Fazit

Die ersten beiden der betrachteten Schaltungen sind sehr einfach herzustellen, bieten jedoch keinen Schutz gegen Kurzschlüsse und haben einen eher geringen Wirkungsgrad. Für den Langzeiteinsatz wird der dritte Schaltkreis des LM393 empfohlen, da er diese Nachteile nicht aufweist und über mehr Leistungsanpassungsmöglichkeiten verfügt.

Wir machen mit unseren eigenen Händen eine Taschenlampe auf LEDs

LED-Taschenlampe mit 3V-Konverter für LED 0,3-1,5V 0.3-1.5 vLEDBlitzlicht

Normalerweise benötigt eine blaue oder weiße LED zum Betrieb 3 - 3,5 V. Mit dieser Schaltung können Sie eine blaue oder weiße LED mit niedriger Spannung aus einer einzigen AA-Batterie versorgen.

Einzelheiten:
Leuchtdiode
Ferritring (~10 mm Durchmesser)
Wickeldraht (20 cm)
1kΩ Widerstand
NPN-Transistor
Batterie




Parameter des verwendeten Transformators:
Die Wicklung, die zur LED geht, hat ~45 Windungen, die mit 0,25 mm Draht gewickelt sind.
Die Wicklung, die zur Basis des Transistors führt, hat ~ 30 Windungen von 0,1 mm Draht.
Der Basiswiderstand hat in diesem Fall einen Widerstandswert von etwa 2K.
Anstelle von R1 ist es wünschenswert, einen Abstimmwiderstand einzusetzen und mit einer frischen Batterie einen Strom durch die Diode von ~ 22 mA zu erreichen, ihren Widerstand zu messen und ihn dann durch einen konstanten Widerstand mit dem empfangenen Wert zu ersetzen.

Die zusammengebaute Schaltung muss sofort funktionieren.
Es gibt nur 2 Gründe, warum das Schema nicht funktioniert.
1. Die Wicklungsenden sind vertauscht.
2. zu wenige Windungen der Basiswicklung.
Die Generation verschwindet mit der Anzahl der Windungen<15.




Die Drahtstücke zusammenstecken und um den Ring wickeln.
Verbinden Sie die beiden Enden verschiedener Drähte miteinander.
Die Schaltung kann in einem geeigneten Gehäuse untergebracht werden.
Die Einführung einer solchen Schaltung in eine Taschenlampe, die mit 3 V betrieben wird, verlängert die Betriebsdauer mit einem Satz Batterien erheblich.

Ausführungsvariante einer Lampe aus einer Batterie 1,5V.







Der Transistor und der Widerstand befinden sich innerhalb des Ferritrings



Weiße LED, die von einer leeren AAA-Batterie gespeist wird

Modernisierungsoption "Taschenlampe - Griff"



Die Erregung des im Diagramm dargestellten Sperrgenerators erfolgt über einen transformatorischen Anschluss an T1. Die in der (gemäß Schema) rechten Wicklung auftretenden Spannungsimpulse werden zur Spannung der Stromquelle addiert und der VD1-LED zugeführt. Natürlich wäre es möglich, den Kondensator und den Widerstand im Basiskreis des Transistors auszuschließen, aber dann können VT1 und VD1 ausfallen, wenn Markenbatterien mit niedrigem Innenwiderstand verwendet werden. Der Widerstand stellt die Betriebsart des Transistors ein und der Kondensator leitet die HF-Komponente weiter.

Die Schaltung verwendete einen KT315-Transistor (als billigster, aber jeder andere mit einer Grenzfrequenz von 200 MHz oder mehr), eine ultrahelle LED. Für die Herstellung eines Transformators wird ein Ferritring benötigt (ungefähre Größe 10x6x3 und eine Permeabilität von etwa 1000 HH). Der Drahtdurchmesser beträgt ca. 0,2-0,3 mm. Auf den Ring sind zwei Spulen mit je 20 Windungen gewickelt.
Wenn kein Ring vorhanden ist, kann ein Zylinder mit ähnlichem Volumen und Material verwendet werden. Sie müssen nur 60-100 Windungen für jede der Spulen wickeln.
Wichtiger Punkt : Sie müssen die Spulen in verschiedene Richtungen wickeln.

Taschenlampenfotos:
der schalter befindet sich im knopf "füllfederhalter", der graue metallzylinder leitet strom.











Wir fertigen einen Zylinder entsprechend der Größe der Batterie.



Es kann aus Papier hergestellt werden, oder es kann ein Stück einer starren Röhre verwendet werden.
Wir machen Löcher entlang der Kanten des Zylinders, wickeln ihn mit verzinntem Draht ein und führen die Enden des Drahtes in die Löcher. Wir befestigen beide Enden, lassen aber an einem der Enden ein Stück Leiter: damit Sie den Konverter an die Spirale anschließen können.
Ein Ferritring würde nicht in eine Laterne passen, also wurde ein Zylinder aus ähnlichem Material verwendet.




Zylinder von einem Induktor aus einem alten Fernseher.
Die erste Spule hat etwa 60 Windungen.
Dann windet sich die zweite wieder in die entgegengesetzte Richtung 60 oder so. Die Fäden werden mit Klebstoff zusammengehalten.

Wir montieren den Konverter:





Alles befindet sich in unserem Gehäuse: Wir löten den Transistor, den Widerstandskondensator, löten die Spirale auf dem Zylinder und die Spule. Der Strom in den Spulenwicklungen muss in unterschiedliche Richtungen gehen! Das heißt, wenn Sie alle Wicklungen in eine Richtung gewickelt haben, tauschen Sie die Schlussfolgerungen einer von ihnen aus, da sonst keine Erzeugung auftritt.

Es stellte sich folgendes heraus:


Wir stecken alles nach innen und verwenden Muttern als Seitenstecker und Kontakte.
Wir löten die Spulenkabel an eine der Muttern und den VT1-Emitter an die andere. Kleber. Wir markieren die Schlussfolgerungen: Wo wir einen Ausgang von den Spulen haben, setzen wir „-“, wo wir den Ausgang des Transistors mit der Spule „+“ setzen (damit alles wie in einer Batterie ist).

Jetzt sollten Sie eine "Lampendiode" machen.



Aufmerksamkeit: Auf der Basis sollte die LED minus sein.

Montage:


Wie aus der Abbildung deutlich wird, ist der Konverter ein "Ersatz" für die zweite Batterie. Aber im Gegensatz dazu hat es drei Kontaktpunkte: mit dem Plus der Batterie, mit dem Plus der LED und dem gemeinsamen Körper (durch die Spirale).

Seine Position im Batteriefach ist spezifisch: Er muss mit dem Plus der LED in Kontakt sein.

Moderne Taschenlampemit der Betriebsweise der LED, die mit konstantem stabilisiertem Strom betrieben wird.



Die Stromstabilisierungsschaltung funktioniert wie folgt:
Wenn Strom an die Schaltung angelegt wird, sind die Transistoren T1 und T2 gesperrt, T3 ist offen, da an sein Gate über den Widerstand R3 eine Entsperrspannung angelegt wird. Aufgrund des Vorhandenseins einer Induktivität L1 im LED-Schaltkreis steigt der Strom gleichmäßig an. Wenn der Strom in der LED-Schaltung zunimmt, steigt der Spannungsabfall über der R5-R4-Kette, sobald er etwa 0,4 V erreicht, öffnet der Transistor T2, gefolgt von T1, der wiederum den Stromschalter T3 schließt. Der Stromanstieg stoppt, in der Induktivität entsteht ein Selbstinduktionsstrom, der durch die Diode D1 durch die LED und die Widerstandskette R5-R4 zu fließen beginnt. Sobald der Strom unter eine bestimmte Schwelle abfällt, schließen die Transistoren T1 und T2, T3 öffnet, was zu einem neuen Zyklus der Energieakkumulation in der Induktivität führt. Im Normalmodus erfolgt der Schwingungsvorgang mit einer Frequenz in der Größenordnung von mehreren zehn Kilohertz.

Über Details:
Anstelle des IRF510-Transistors können Sie den IRF530 oder einen beliebigen n-Kanal-Feldeffekt-Tastentransistor für einen Strom von mehr als 3 A und eine Spannung von mehr als 30 V verwenden.
Die Diode D1 muss unbedingt mit einer Schottky-Barriere für einen Strom von mehr als 1A ausgestattet sein. Wenn Sie einen gewöhnlichen Hochfrequenztyp KD212 einsetzen, sinkt der Wirkungsgrad auf 75-80%.
Der Induktor ist hausgemacht, er wird mit einem Draht gewickelt, der nicht dünner als 0,6 mm ist, besser mit einem Bündel aus mehreren dünneren Drähten. Etwa 20-30 Drahtwindungen auf dem B16-B18-Panzerkern sind mit einem nichtmagnetischen Spalt von 0,1-0,2 mm oder fast 2000 nm Ferrit erforderlich. Wenn möglich, wird die Dicke des nichtmagnetischen Spalts experimentell gemäß der maximalen Effizienz der Vorrichtung ausgewählt. Gute Ergebnisse lassen sich mit Ferriten aus importierten Induktivitäten erzielen, die in Schaltnetzteilen sowie in Energiesparlampen verbaut sind. Solche Kerne haben die Form einer Fadenspule, benötigen keinen Rahmen und einen nichtmagnetischen Spalt. Spulen auf Ringkernen aus gepresstem Eisenpulver, wie sie in Computernetzteilen zu finden sind (sie sind mit Ausgangsfilterinduktivitäten gewickelt), funktionieren sehr gut. Der nichtmagnetische Spalt in solchen Kernen ist fertigungstechnisch bedingt gleichmäßig im Volumen verteilt.
Die gleiche Stabilisatorschaltung kann auch in Verbindung mit anderen Batterien und Batterien galvanischer Zellen mit einer Spannung von 9 oder 12 Volt ohne Änderung der Schaltung oder der Zellleistung verwendet werden. Je höher die Versorgungsspannung, desto weniger Strom verbraucht die Taschenlampe aus der Quelle, ihre Effizienz bleibt unverändert. Der Stabilisierungsstrom wird durch die Widerstände R4 und R5 eingestellt.
Bei Bedarf kann der Strom ohne Verwendung von Kühlkörpern an den Teilen nur durch Auswahl des Widerstandswerts der Einstellwiderstände auf bis zu 1A erhöht werden.
Das Ladegerät für die Batterie kann "nativ" bleiben oder nach einem der bekannten Schemata zusammengebaut werden, oder es kann sogar ein externes Ladegerät verwendet werden, um das Gewicht der Taschenlampe zu reduzieren.

LED-Taschenlampe vom Rechner B3-30

Der Konverter basiert auf der B3-30-Rechnerschaltung, in deren Schaltnetzteil ein nur 5 mm dicker Transformator mit zwei Wicklungen verwendet wird. Die Verwendung eines Impulstransformators aus einem alten Taschenrechner ermöglichte die Herstellung einer sparsamen LED-Taschenlampe.

Das Ergebnis ist eine sehr einfache Schaltung.



Der Spannungswandler ist nach dem Schema eines Einzelzyklusgenerators mit induktiver Rückkopplung auf einen Transistor VT1 und einen Transformator T1 aufgebaut. Die Stoßspannung der Wicklungen 1-2 (gemäß Rechenplan B3-30) wird von der VD1-Diode gleichgerichtet und der superhellen HL1-LED zugeführt. Kondensator C3-Filter. Das Design basiert auf einer in China hergestellten Taschenlampe, die für die Installation von zwei AA-Batterien ausgelegt ist. Der Wandler ist auf einer Leiterplatte aus einseitig folienbeschichtetem Fiberglas mit einer Dicke von 1,5 mm montiertAbb.2Größen, die eine Batterie ersetzen und stattdessen in die Taschenlampe eingesetzt werden. An das mit „+“ gekennzeichnete Ende der Platine wird ein Kontakt aus doppelseitiger Glasfaserfolie mit einem Durchmesser von 15 mm angelötet, beide Seiten werden durch eine Brücke verbunden und verlötet.
Nach der Installation aller Teile auf der Platine werden der „+“-Endkontakt und der T1-Transformator mit Heißkleber gefüllt, um die Festigkeit zu erhöhen. Das Layout der Laterne ist in gezeigtAbb. 3und hängt im Einzelfall vom verwendeten Lampentyp ab. In meinem Fall war keine Modifikation der Lampe erforderlich, der Reflektor hat einen Kontaktring, an den der negative Ausgang der Leiterplatte gelötet wird, und die Platine selbst wird mit Heißkleber am Reflektor befestigt. Die Leiterplattenbestückung mit dem Reflektor wird anstelle einer Batterie eingesetzt und mit einem Deckel festgeklemmt.

Der Spannungswandler verwendet Kleinteile. Widerstände vom Typ MLT-0.125, Kondensatoren C1 und C3 werden mit einer Höhe von bis zu 5 mm importiert. Diode VD1 Typ 1N5817 mit Schottky-Barriere, in deren Abwesenheit Sie jede für die Parameter geeignete Gleichrichterdiode verwenden können, vorzugsweise Germanium aufgrund des geringeren Spannungsabfalls. Ein richtig montierter Umrichter muss nicht abgeglichen werden, wenn die Trafowicklungen nicht vertauscht sind, ansonsten vertauschen. In Ermangelung des oben genannten Transformators können Sie ihn selbst herstellen. Die Wicklung erfolgt auf einem Ferritring der Größe K10 * 6 * 3 mit einer magnetischen Permeabilität von 1000-2000. Beide Wicklungen sind mit PEV2-Draht mit einem Durchmesser von 0,31 bis 0,44 mm gewickelt. Die Primärwicklung hat 6 Windungen, die Sekundärwicklung 10 Windungen. Nachdem Sie einen solchen Transformator auf der Platine installiert und seine Leistung überprüft haben, sollte er mit Heißkleber darauf befestigt werden.
Taschenlampentests mit einer AA-Batterie sind in Tabelle 1 dargestellt.
Der Test verwendete die billigste AA-Batterie, die nur 3 Rubel kostete. Die Anfangsspannung unter Last betrug 1,28 V. Am Ausgang des Konverters betrug die an einer superhellen LED gemessene Spannung 2,83 V. Die Marke der LED ist unbekannt, der Durchmesser beträgt 10 mm. Die Gesamtstromaufnahme beträgt 14 mA. Die Gesamtbetriebszeit der Taschenlampe betrug 20 Stunden Dauerbetrieb.
Sinkt die Spannung am Akku unter 1V, sinkt die Helligkeit merklich.

Selbstgemachte Taschenlampe mit LEDs

Die Basis ist eine Taschenlampe "VARTA", die mit zwei AA-Batterien betrieben wird:
Da Dioden eine stark nichtlineare IV-Charakteristik haben, ist es notwendig, die Taschenlampe mit einer Schaltung für den Betrieb mit LEDs auszustatten, die eine konstante Helligkeit des Leuchtens liefert, wenn die Batterie entladen ist, und bei der niedrigstmöglichen Versorgungsspannung betriebsfähig bleibt .
Das Herzstück des Spannungsreglers ist der Mikroleistungs-DC/DC-Aufwärtswandler MAX756.
Gemäß den angegebenen Eigenschaften funktioniert es, wenn die Eingangsspannung auf 0,7 V abfällt.

Schaltschema - typisch:




Die Montage erfolgt klappbar.
Elektrolytkondensatoren - Tantal CHIP. Sie haben einen niedrigen Serienwiderstand, was den Wirkungsgrad etwas verbessert. Schottky-Diode - SM5818. Drosseln mussten parallel geschaltet werden, weil. es gab keinen passenden Wert. Kondensator C2 - K10-17b. LEDs - Superhelles Weiß L-53PWC "Kingbright".
Wie Sie in der Abbildung sehen können, passt die gesamte Schaltung problemlos in den leeren Raum des lichtemittierenden Knotens.

Die Ausgangsspannung des Stabilisators in diesem Schaltkreis beträgt 3,3 V. Da der Spannungsabfall über den Dioden im Nennstrombereich (15-30mA) ca. 3,1V beträgt, mussten die zusätzlichen 200mV durch einen in Reihe zum Ausgang geschalteten Widerstand gelöscht werden.
Darüber hinaus verbessert ein kleiner Serienwiderstand die Lastlinearität und die Schaltungsstabilität. Dies liegt daran, dass die Diode einen negativen TCR hat und wenn sie erhitzt wird, ihr direkter Spannungsabfall abnimmt, was zu einem starken Anstieg des Stroms durch die Diode führt, wenn sie von einer Spannungsquelle gespeist wird. Es war nicht erforderlich, die Ströme durch die parallel geschalteten Dioden auszugleichen - es wurde kein Helligkeitsunterschied mit dem Auge beobachtet. Außerdem waren die Dioden vom gleichen Typ und aus der gleichen Box entnommen.
Nun zum Design des Lichtsenders. Wie Sie auf den Fotos sehen können, sind die LEDs in der Schaltung nicht fest verlötet, sondern ein abnehmbarer Teil der Struktur.

Die einheimische Glühbirne wird entkernt und von 4 Seiten werden 4 Schnitte in den Flansch gemacht (einer war schon da). 4 LEDs sind symmetrisch im Kreis angeordnet. Die positiven Leitungen (gemäß Diagramm) werden in der Nähe der Schnitte an den Sockel gelötet, und die negativen Leitungen werden von innen in das zentrale Loch des Sockels eingeführt, abgeschnitten und ebenfalls gelötet. "Lampendiode", anstelle einer herkömmlichen Glühlampe eingesetzt.

Testen:
Die Stabilisierung der Ausgangsspannung (3,3 V) wurde fortgesetzt, bis die Versorgungsspannung auf ~1,2 V abfiel. Der Laststrom betrug in diesem Fall ca. 100mA (~ 25mA pro Diode). Dann begann die Ausgangsspannung allmählich abzunehmen. Die Schaltung hat in einen anderen Betriebsmodus gewechselt, in dem sie sich nicht mehr stabilisiert, sondern alles ausgibt, was sie kann. In diesem Modus funktionierte es bis zu einer Versorgungsspannung von 0,5 V! Gleichzeitig sank die Ausgangsspannung auf 2,7 V und der Strom von 100 mA auf 8 mA.

Ein bisschen über Effizienz.
Der Wirkungsgrad der Schaltung liegt bei frischen Batterien bei ca. 63%. Tatsache ist, dass die in der Schaltung verwendeten Miniaturdrosseln einen extrem hohen ohmschen Widerstand haben - etwa 1,5 Ohm
Die Lösung ist ein µ-Permalloy-Ring mit einer Permeabilität von etwa 50.
40 Windungen PEV-0,25-Draht in einer Schicht - es stellte sich heraus, dass es etwa 80 μG waren. Der aktive Widerstand beträgt etwa 0,2 Ohm und der Sättigungsstrom beträgt laut Berechnung mehr als 3 A. Wir ändern den Ausgangs- und Eingangselektrolyten auf 100 Mikrofarad, obwohl er unbeschadet der Effizienz auf 47 Mikrofarad reduziert werden kann.

Die Vorteile von LED-Pfoten wurden immer wieder diskutiert. Die Fülle an positivem Feedback von Benutzern von LED-Beleuchtung lässt Sie wohl oder übel an Ilyichs eigene Glühbirnen denken. Schön wäre alles, aber wenn es um die Kosten der Umrüstung einer Wohnung auf LED-Beleuchtung geht, sind die Zahlen ein wenig „angespannt“.

Um eine gewöhnliche 75-W-Lampe zu ersetzen, gibt es eine 15-W-LED-Lampe, und ein Dutzend solcher Lampen muss ausgetauscht werden. Mit durchschnittlichen Kosten von etwa 10 US-Dollar pro Lampe ist das Budget angemessen, und das Risiko, einen chinesischen „Klon“ mit einem Lebenszyklus von 2-3 Jahren zu erwerben, ist nicht auszuschließen. Vor diesem Hintergrund erwägen viele die Möglichkeit, diese Geräte selbst herzustellen.

Die kostengünstigste Option kann aus diesen LEDs mit Ihren eigenen Händen zusammengestellt werden. Ein Dutzend dieser Kleinen kostet weniger als einen Dollar und ist so hell wie eine 75-W-Glühlampe. Alles zusammenzusetzen ist kein Problem, aber Sie können sie nicht direkt mit dem Netzwerk verbinden - sie werden durchbrennen. Das Herzstück jeder LED-Lampe ist der Leistungstreiber. Es hängt davon ab, wie lange und gut die Glühbirne leuchtet.

Um eine 220-Volt-LED-Lampe mit unseren eigenen Händen zusammenzubauen, schauen wir uns die Leistungstreiberschaltung an.

Die Netzwerkparameter übersteigen die Anforderungen der LED erheblich. Damit die LED am Netz arbeiten kann, ist es erforderlich, die Spannungsamplitude, die Stromstärke zu reduzieren und die Wechselspannung in Gleichspannung umzuwandeln.

Für diese Zwecke werden ein Spannungsteiler mit einem Widerstand oder einer kapazitiven Last und Stabilisatoren verwendet.

LED-Lichtkomponenten

Eine 220-Volt-LED-Lampenschaltung erfordert eine Mindestanzahl verfügbarer Komponenten.

• LEDs 3,3 V 1 W - 12 Stk.;
• Keramikkondensator 0,27 uF 400-500 V - 1 Stk .;
• Widerstand 500kΩ - 1MΩ 0,5 - 1W - 1 Sh.t;
• 100-V-Diode - 4 Stk.;
• Elkos für 330uF und 100uF 16V, 1 Stk.;
• Spannungsregler für 12V L7812 oder ähnlich - 1 Stk.

Machen Sie einen 220-V-LED-Treiber mit Ihren eigenen Händen

Die 220-Volt-Eistreiberschaltung ist nichts anderes als ein Schaltnetzteil.

Betrachten Sie als selbstgebauten LED-Treiber aus einem 220-V-Netz das einfachste Schaltnetzteil ohne galvanische Trennung. Der Hauptvorteil solcher Schemata ist Einfachheit und Zuverlässigkeit. Seien Sie jedoch vorsichtig beim Zusammenbau, da eine solche Schaltung keine Begrenzung des Ausgangsstroms hat. Die LEDs nehmen ihre vorgeschriebenen eineinhalb Ampere auf, aber wenn Sie die blanken Drähte mit der Hand berühren, erreicht der Strom zehn Ampere, und ein solcher Stromstoß ist sehr spürbar.

Die einfachste Treiberschaltung für 220-V-LEDs besteht aus drei Hauptstufen:

• Spannungsteiler auf Kapazität;
• Diodenbrücke;
• Spannungsstabilisierungsstufe.

Erste Kaskade- Kapazität am Kondensator C1 mit einem Widerstand. Der Widerstand ist für die Selbstentladung des Kondensators erforderlich und beeinflusst nicht den Betrieb der Schaltung selbst. Sein Wert ist nicht besonders kritisch und kann von 100 kΩ bis 1 MΩ bei einer Leistung von 0,5-1 W reichen. Der Kondensator ist notwendigerweise nicht elektrolytisch für 400-500 V (effektive Spitzenspannung des Netzwerks).

Wenn eine Halbwelle der Spannung durch einen Kondensator fließt, fließt Strom, bis die Platten aufgeladen sind. Je kleiner die Kapazität, desto schneller die volle Ladung. Bei einer Kapazität von 0,3-0,4 μF beträgt die Ladezeit 1/10 der Halbwellenperiode der Netzspannung. Vereinfacht ausgedrückt fließt nur ein Zehntel der ankommenden Spannung durch den Kondensator.

Zweite Kaskade- Diodenbrücke. Er wandelt Wechselspannung in Gleichspannung um. Nachdem der größte Teil der Spannungshalbwelle durch den Kondensator abgeschnitten wurde, erhalten wir etwa 20-24 V DC am Ausgang der Diodenbrücke.

Dritte Kaskade– glättender Stabilisierungsfilter.

Als Spannungsteiler dient ein Kondensator mit Diodenbrücke. Wenn sich die Spannung im Netzwerk ändert, ändert sich auch die Amplitude am Ausgang der Diodenbrücke.

Um die Spannungswelligkeit zu glätten, schalten wir einen Elektrolytkondensator parallel zur Schaltung. Seine Kapazität hängt von der Leistung unserer Last ab.

In der Treiberschaltung darf die Versorgungsspannung für die LEDs 12V nicht überschreiten. Als Stabilisator können Sie das gemeinsame Element L7812 verwenden.

Die zusammengebaute Schaltung der 220-Volt-LED-Lampe beginnt sofort zu arbeiten, aber isolieren Sie sorgfältig alle blanken Drähte und Lötstellen der Schaltungselemente, bevor Sie sie mit dem Netzwerk verbinden.

Treiberoption ohne Stromstabilisator

Es gibt eine große Anzahl von Treiberschaltungen für LEDs aus einem 220-V-Netzwerk im Netzwerk, die keine Stromstabilisatoren haben.

Das Problem jedes transformatorlosen Treibers ist die Welligkeit der Ausgangsspannung und damit die Helligkeit der LEDs. Ein nach der Diodenbrücke eingebauter Kondensator bewältigt dieses Problem teilweise, löst es aber nicht vollständig.

An den Dioden tritt eine Welligkeit mit einer Amplitude von 2-3 V auf. Wenn wir einen 12-V-Regler in den Stromkreis einbauen, liegt die Amplitude der Eingangsspannung selbst unter Berücksichtigung der Welligkeit über dem Grenzbereich.

Spannungsdiagramm in einer Schaltung ohne Stabilisator

Diagramm in einer Schaltung mit einem Stabilisator

Daher wird ein selbst zusammengebauter Treiber für Diodenlampen in Bezug auf die Pulsation ähnlichen Einheiten teurer Fabriklampen nicht unterlegen sein.

Wie Sie sehen können, ist es nicht besonders schwierig, einen Treiber mit Ihren eigenen Händen zusammenzubauen. Durch die Änderung der Parameter der Schaltungselemente können wir die Werte des Ausgangssignals über einen weiten Bereich variieren.

Wenn Sie den Wunsch haben, eine 220-Volt-LED-Scheinwerferschaltung basierend auf einer solchen Schaltung zusammenzubauen, ist es besser, die Ausgangsstufe mit einem geeigneten Stabilisator auf 24 V umzustellen, da der Ausgangsstrom des L7812 1,2 A beträgt, dies begrenzt die Lastleistung bis 10W. Für leistungsstärkere Lichtquellen müssen Sie entweder die Anzahl der Endstufen erhöhen oder einen leistungsstärkeren Stabilisator mit einem Ausgangsstrom von bis zu 5 A verwenden und an einem Strahler installieren.