Driver - limitator pentru lanterna LED
În precedent produs home-made «Lanternă reîncărcabilă - lampă de masă”A fost luată în considerare, inclusiv modificarea matricei LED în lanterna achiziționată. Scopul revizuirii a fost de a crește fiabilitatea sursei de lumină, schimbând diagrama de conectare a LED-urilor, de la paralel la combinat.
LED-urile sunt mult mai solicitate pentru o sursă de alimentare decât alte surse de lumină. De exemplu, un exces de curent cu 20% va reduce durata lor de serviciu de mai multe ori.
Principala caracteristică a LED-urilor, care determină luminozitatea strălucirii lor, nu este tensiunea, ci curentul. Pentru ca LED-urile să poată garanta numărul de ore declarat, este necesar un șofer care să stabilizeze curentul care circulă prin circuitul LED și să mențină o luminozitate constantă a luminii pentru o lungă perioadă de timp.
Pentru diodele cu putere redusă de lumină, este posibilă utilizarea lor fără șofer, dar în acest caz, rezistențele limitante joacă rolul său. O astfel de conexiune a fost utilizată în produsul de casă de mai sus. Această soluție simplă protejează LED-urile de depășirea curentului admis în cadrul alimentării nominale, dar nu există stabilizare.
În acest articol, avem în vedere oportunitatea de a îmbunătăți designul de mai sus și de a îmbunătăți proprietățile operaționale ale unei lanterne alimentată de o baterie externă.
Pentru a stabiliza curentul prin LED-uri, adăugăm un driver liniar simplu la proiectarea lămpii - un stabilizator de curent cu feedback. Aici, curentul este parametrul principal, iar tensiunea de alimentare a ansamblului LED poate varia automat în anumite limite. Șoferul asigură stabilizarea curentului de ieșire cu o tensiune de intrare instabilă sau fluctuații de tensiune în sistem, iar curentul este reglat fără probleme, fără a crea interferențe de înaltă frecvență caracteristice stabilizatorilor de impuls. Schema unui astfel de șofer este extrem de simplă de fabricat și configurat, dar o eficiență mai mică (aproximativ 80%) este o taxă pentru acest lucru.
Pentru a exclude o descărcare critică a sursei de alimentare (sub 12 V), care este deosebit de periculoasă pentru bateriile cu litiu, introducem suplimentar indicația limită de descărcare sau deconectare a bateriei la tensiune joasă în circuit.
Fabricarea șoferului
1. Pentru a rezolva aceste propuneri, vom produce următorul circuit de alimentare pentru matricea LED.
Curentul de alimentare al matricei LED trece prin tranzistorul de reglare VT2 și rezistența de limitare R5. Curentul prin tranzistorul de control VT1 este setat prin selectarea rezistenței R4 și poate varia în funcție de modificarea căderii de tensiune pe rezistența R5, folosită și ca rezistență de feedback curent. Când curentul din circuit crește, ledurile, VT2, R5, din orice motiv, cresc căderea de tensiune în R5. Creșterea corespunzătoare a tensiunii pe baza tranzistorului VT1, îl deschide, reducând astfel tensiunea pe baza VT2. Și aceasta acoperă tranzistorul VT2, reducând și stabilizând acest curent, prin LED-uri. Odată cu scăderea curentului pe LED-uri și VT2, procesele continuă în ordine inversă. Astfel, datorită feedback-ului, când tensiunea la sursa de energie se modifică (de la 17 la 12 volți) sau posibile modificări ale parametrilor circuitului (temperatura, defectarea LED-ului), curentul prin LED-uri este constant pe întreaga perioadă de descărcare a bateriei.
Pe detectorul de tensiune, un cip DA1 specializat, este montat un dispozitiv pentru controlul tensiunii. Microcircuitul funcționează după cum urmează. La tensiunea nominală, cipul DA1 este închis și este în așteptare. Când tensiunea scade la terminalul 1 conectat la circuitul controlat (în acest caz, sursa de alimentare) la o anumită valoare, borna 3 (în interiorul microcircuitului) este conectată la borna 2 conectată la un fir comun.
Diagrama de mai sus are diverse opțiuni de comutare.
Opțiunea 1 Dacă conectăm LED-ul indicator (LED1 - R3) conectat la cablul pozitiv la borna 3 (punctul A) (vezi schema circuitului), obținem o indicație a descărcării maxime a bateriei. Când tensiunea de alimentare scade la o anumită valoare (în cazul nostru 12 V), LED1 se va aprinde, semnalând necesitatea unei încărcări a bateriei.
Opțiunea 2 Dacă punctul A este conectat la punctul B, atunci când la baterie se ajunge la o tensiune joasă (12 V), vom deconecta automat matricea LED de la sursa de alimentare. Detectorul de tensiune, cip DA1, la atingerea tensiunii de control, conectează baza tranzistorului VT2 cu un fir comun și închide tranzistorul prin deconectarea matricei LED. Când lanterna este pornită din nou la tensiune joasă (sub 12 V), LED-urile matricei se aprind timp de câteva secunde (datorită încărcării / descărcării C1) și se sting din nou, semnalizarea bateriei este scăzută.
Opțiunea 3Când combinați opțiunile 2 și 3, când matricea LED-ului este oprită, LED1 se va aprinde.
Principalele avantaje ale circuitelor detectorului de tensiune sunt simplitatea conexiunii circuitului (nu sunt necesare aproape piese suplimentare de fixare) și consumul de energie extrem de redus (cota de amperi microamp) în stare de așteptare (în regim de așteptare).
2. Asamblam circuitul șoferului pe placa de circuit.
Realizăm instalarea VT1, VT2, R4. Conectăm, ca sarcină, matricea LED, considerată la începutul articolului. Includem un milimetru în circuitul de alimentare a LED-urilor. Pentru a verifica și regla circuitul la o tensiune stabilă și specifică, îl conectăm la o sursă de alimentare reglabilă. Selectăm rezistența rezistenței R5, care permite stabilizarea curentului prin LED-uri în întreaga gamă de reglare planificată (de la 12 la 17 V). Pentru a crește eficiența, a fost inițial instalată o rezistență R5 cu o valoare nominală de 3,9 ohmi (vezi foto), dar stabilizarea curentului pe întregul interval (cu piese instalate efectiv) a necesitat o valoare nominală de 20 ohmi, deoarece nu existau suficientă tensiune pentru a regla VT1 de la pentru consum redus de curent al matricei LED.
Tranzistorul VT1 este de dorit să se aleagă cu un coeficient mare de transmisie a curentului de bază. Tranzistorul VT2 trebuie să furnizeze un curent colector acceptabil care depășește curentul matricei LED și tensiunea de operare.
3. Adăugați circuitul indicator - limitator de limită pe placa de circuit. Microcircuitele detectorului de tensiune sunt disponibile pentru diferite valori de control a tensiunii. În cazul nostru, din cauza lipsei unui microcircuit de 12 V, l-am folosit pe cel disponibil la 4.5 V (adesea găsit în aparatele electrocasnice folosite - televizoare, înregistratoare video). Din acest motiv, pentru a controla tensiunea de 12 V, adăugăm în circuit un divizor de tensiune pentru rezistența constantă R1 și variabila R2, care este necesară pentru reglarea fină a valorii dorite. În cazul nostru, prin reglarea R2, obținem o tensiune de 4,5 V la pinul 1 al DA1 la o tensiune de 12,1 ... 12,3 V pe magistrala de alimentare. În mod similar, atunci când selectați un divizor de tensiune, puteți utiliza alte microcircuite similare - detectoare de tensiune, diverse companii, nume și tensiuni de control.
Inițial, verificăm și configurăm circuitul să funcționeze conform indicatorului LED. Apoi verificăm funcționarea circuitului conectând punctele A și B pentru a opri matricea LED. Ne oprim asupra opțiunii selectate (1, 2, 3).
4. Pregătim semifabricatul pentru placa de lucru tăind dimensiunea dorită dintr-o placă universală tipică.
5. Realizăm cablarea circuitului depanat la placa de lucru.
6. Conectăm matricea LED la placa de lucru și verificăm funcționarea ansamblului șoferului - limitator, pe întreaga gamă a reglajului planificat (de la 12 la 17 V), conectând șoferul la o sursă de alimentare reglabilă. Cu rezultate pozitive, verificăm funcționarea șoferului conectat la baterie și ca parte a lămpii bateriei. Configurația suplimentară nu este de obicei necesară.
