Kako narediti tokovne stabilizatorje za LED z lastnimi rokami

Svetlost LED virov je odvisna od pretočnega toka, ta pa od napajalne napetosti. V pogojih nihanja obremenitve svetilke pulzirajo. Da bi to preprečili, se uporablja poseben gonilnik - trenutni stabilizator. V primeru okvar je element mogoče izdelati neodvisno.

Zasnova in princip delovanja

Stabilizator zagotavlja konstantnost delovnega toka LED diod, ko le-ta odstopa od norme. Preprečuje pregrevanje in izgorevanje LED, ohranja stalen pretok med napetostnimi sunki ali izpraznitvijo baterije.

Najenostavnejša naprava je sestavljena iz transformatorja, usmerniškega mostu, povezanega z upori in kondenzatorji. Delovanje stabilizatorja temelji na naslednjih načelih:

• dovajanje toka v transformator in spreminjanje njegove mejne frekvence na omrežno frekvenco - 50 Hz;
• prilagoditev napetosti za povečanje in zmanjšanje z naknadno izravnavo frekvence na 30 Hz.

Postopek pretvorbe uporablja tudi visokonapetostne usmernike. Določajo polarnost. Stabilizacija električnega toka se izvaja s pomočjo kondenzatorjev. Za zmanjšanje motenj se uporabljajo upori.

Vrste tokovnih stabilizatorjev

LED zasveti, ko je dosežen trenutni prag. Za naprave z nizko porabo energije je ta številka 20 mA, za naprave z visoko svetlobo - od 350 mA. Širjenje mejne napetosti pojasnjuje prisotnost različnih vrst stabilizatorjev.

Uporni stabilizatorji

Za nastavljiv stabilizator tokovnih parametrov za LED z nizko porabo se uporablja vezje ROLL. Zagotavlja prisotnost elementov KR142EN12 ali LM317. Postopek izenačevanja poteka pri toku 1,5 A in vhodni napetosti 40 V. Pri normalnih toplotnih pogojih upori razpršijo do 10 ton moči. Njihova lastna poraba je približno 8 mA.

Vozlišče LM317 vzdržuje konstantno vrednost napetosti na glavnem uporu, ki jo regulira trimer. Glavni ali element za distribucijo toka lahko stabilizira tok, ki poteka skozi njega. Zato se za polnjenje baterij uporabljajo stabilizatorji ROLL.

Vrednost 8 mA se ne spremeni niti z nihanji vhodnega toka in napetosti.

Tranzistorske naprave

Tranzistorski regulator vključuje uporabo enega ali dveh elementov. Kljub preprostosti vezja, ko pride do nihanj napetosti, ni vedno stabilnega obremenitvenega toka.Ko se poveča, se napetost upora na enem tranzistorju poveča na 0,5-0,6 V. Po tem začne delovati drugi tranzistor. V trenutku odpiranja se prvi element zapre, moč in velikost toka, ki poteka skozi njega, pa se zmanjšata.

Drugi tranzistor mora biti bipolarni.

Za izvedbo svezja, ki nadomeščajo zener diode z diodami uporabiti:

• diode VD1 in VD2;
• upor R1;
• upor R2.

Pretok toka skozi LED element nastavi upor R2. Za doseganje linearnega odseka I-V značilnosti diod, vezanih na tok osnovnega tranzistorja, se uporablja upor R1. Da bi tranzistor ostal stabilen, napajalna napetost ne sme biti manjša od skupne napetosti diod + 2-2,5 V.

Da bi dobili tok 30 mA, se 12 V napaja v ravni črti skozi 3 zaporedno povezane diode z napetostjo 3,1 V. Upornost upora mora biti 20 Ohmov z disipacijsko močjo 18 mW.

Vezje normalizira način delovanja elementov in zmanjša valovanje toka.

Vezje s sovjetskimi tranzistorji. Dovoljena napetost sovjetskega KT940 ali KT969 je do 300 V, kar je primerno, če je vir svetlobe močan element SMD. Tokovne parametre nastavi upor. Napetost zener diode je 5,1 V, moč pa 0,5 V.

Pomanjkljivost vezja je padec napetosti, ko se tok poveča. To je mogoče odpraviti z zamenjavo bipolarnega tranzistorja z MOSFET z nizkimi parametri upora. Močno diodo nadomesti element IRF7210 12 A ali element IRLML6402 3,7 A.

Trenutni stabilizatorji na terenu

Element polja se odlikuje po kratkostičnem viru in vratih ter vgrajenem kanalu.Pri uporabi terenskega stikala (IRLZ 24) s 3 nožicami je na vhodu napetost 50 V, na izhodu pa 15,7 V.

Za napajanje napetosti se uporablja ozemljitveni potencial. Parametri izhodnega toka so odvisni od začetnega odtočnega toka in niso vezani na vir.

Linearne naprave

Stabilizator ali delilnik konstantnega toka sprejme nestabilno napetost. Na izhodu ga linearna naprava izravnava. Deluje na principu nenehnega spreminjanja parametrov upora za izenačevanje izhodne moči.

Prednosti delovanja vključujejo minimalno število delov in brez motenj. Slabost je nizek izkoristek zaradi razlike v napajanju na vhodu in izhodu.

Feroresonančna naprava

Stabilizator za izmenični tok zastarelega modela, katerega vezje je predstavljeno s kondenzatorjem in dvema tuljavama - z nenasičenim in nasičenim jedrom. V nasičeno (induktivno) jedro se napaja konstantna napetost neodvisno od trenutnih parametrov. To olajša izbiro podatkov za drugo tuljavo in kapacitivni obseg stabilizacije moči.

Naprava deluje na principu zamaha, ki ga je težko takoj ustaviti ali močneje zamahniti. Napajanje poteka po vztrajnosti, zato so možni padci obremenitve ali prekinitev napajalnega tokokroga.

Značilnosti tokovnega zrcalnega vezja

Tokovno zrcalo ali reflektor je zgrajeno na paru tranzistorjev ujemajočega se tipa, tj. z enakimi parametri. Za njihovo proizvodnjo se uporablja en LED polprevodniški kristal.

Shema tokovnega zrcala po Ebers-Mollovi enačbi. Načelo delovanja je, da so baze tranzistorjev združene, oddajniki pa so priključeni na eno napajalno vodilo.Posledično so parametri prehodne napetosti sklopitve baza-tranzistor-emiter enaki.

Prednosti vezja so enak razpon stabilnosti in odsotnost padca napetosti na emitorskem uporu. Parametre je lažje nastaviti z uporabo toka. Pomanjkljivost je Earleyjev učinek - vezava izhodne napetosti na kolektorsko napetost in njena nihanja.

Wilsonovo zrcalno vezje toka. Tokovno ogledalo lahko stabilizira konstantno vrednost izhodnega toka in se izvaja na naslednji način:

1. Tranzistorja št. 1 in št. 1 sta povezana po principu standardnega tokovnega zrcala.
2. Tranzistor št. 3 pritrdi kolektorski potencial elementa št. 1 na dvakratni parameter padca napetosti diode.
3. Nižja bo od napajalne napetosti, kar zavira učinek Early.
4. Kolektor tranzistorja št. 1 se aktivira za vzpostavitev načina vezja.
5. Izhodni tok je odvisen od tranzistorja št. 2.
6. Tranzistor #3 pretvori izhodni tok v spremenljivo napetostno obremenitev.

Tranzistor št. 3 ne sme biti usklajen z drugimi.

Kompenzacijski stabilizator napetosti

Usmernik deluje na principu napetostnega povratnega vezja. Polna ali delna napetost je enaka podpori. Posledično regulator ustvari parametre napake napetosti, s čimer odpravi nihanja svetlosti LED. Naprava je sestavljena iz naslednjih elementov:

• Regulacijski element ali tranzistor, ki skupaj z obremenitvenim uporom tvori napetostni delilnik. Vrednost emitorja tranzistorja mora presegati obremenitveni tok za 1,2-krat.
• Ojačevalnik - krmili RE, temelji na tranzistorju št. 2. Element nizke moči je skladen z močnim elementom po kompozitnem principu.
• Vir podporne napetosti - vezje uporablja stabilizator parametričnega tipa.Izenačuje napetost zener diode in upora.
• Dodatni viri.
• Kondenzatorji - za glajenje valov in odpravo parazitskega vzbujanja.

Kompenzacijski stabilizatorji napetosti delujejo na principu povečanja vhodne napetosti z nadaljnjim povečanjem tokov. Zapiranje prvega tranzistorja poveča upornost in napetost cone kolektor-emiter. Po uporabi obremenitve se izravna na nominalno vrednost.

Naprave na čipih

Za stabilizacijske naprave se uporablja mikrovezje 142EN5 ali LM317. Omogoča vam izenačitev napetosti s sprejemom signala od senzorja, ki je povezan z omrežjem bremenskega toka prek povratnega vezja.

Kot senzor se uporablja upor, pri katerem lahko regulator vzdržuje konstantno napetost in tok bremena. Upor senzorja bo manjši od upora obremenitve. Vezje se uporablja za polnilce in z njim je zasnovana LED svetilka.

Preklopni stabilizatorji

Za impulzno napravo je značilna visoka učinkovitost in z minimalnimi parametri vhodne napetosti ustvarja visoko napetost potrošnika. Za montažo se uporablja čip MAX 771.

En ali dva pretvornika bosta regulirala tok. Usmerniški delilnik izenači magnetno polje in zniža dovoljeno napetostno frekvenco. Za napajanje toka navitju LED element oddaja signal tranzistorjem. Stabilizacija na izhodu se izvaja preko sekundarnega navitja.

Kako sami narediti stabilizator toka za LED

Izdelava stabilizatorja za LED z lastnimi rokami se izvaja na več načinov. Začetnikom je priporočljivo delati s preprostimi vezji.

Temelji na gonilniku

Izbrati boste morali čip, ki ga je težko izgoreti - LM317. Deloval bo kot stabilizator.Drugi element je spremenljivi upor z uporom 0,5 kOhm s tremi priključki in nastavitvenim gumbom.

Montaža se izvede po naslednjem algoritmu:

1. Prispajkajte vodnike na srednji in skrajni priključek upora.
2. Nastavite multimeter na način upora.
3. Izmerite parametre upora - morajo biti enaki 500 ohmov.
4. Preverite celovitost povezav in sestavite vezje.

Izhod bo modul z močjo 1,5 A. Če želite povečati tok na 10 A, lahko dodate poljsko stikalo.

Stabilizator za osvetlitev avtomobila

Za delovanje boste potrebovali linearno napravo v obliki mikrovezja L7812, dveh terminalov, kondenzatorja 100n (1-2 kos.), Tekstolitnega materiala in toplotno skrčljive cevi. Izdelava poteka po korakih:

1. Izbira vezja za L7805 iz podatkovnega lista.
2. Iz tiskanega vezja izrežite kos zahtevane velikosti.
3. Označite poti tako, da naredite zareze z izvijačem.
4. Spajkajte elemente tako, da bo vhod na levi, izhod pa na desni.
5. Naredite ohišje iz toplotne cevi.

Stabilizator lahko prenese obremenitev do 1,5 A in je nameščen na radiatorju.

Karoserija se uporablja kot radiator, tako da se sredinski priključek karoserije poveže z negativnim priključkom.

Nianse izračuna tokovnega stabilizatorja

Stabilizator se izračuna na podlagi stabilizacijske napetosti U in toka (povprečje) I. Na primer, napetost vhodnega delilnika je 25 V, izhod mora biti 9 V. Izračuni vključujejo:

1. Izbira v skladu z referenčno knjigo zener diode. Osredotočite se na stabilizacijsko napetost: D814V.
2. Iskanje povprečnega toka I s pomočjo tabele. Je enak 5 mA.
3. Izračun napajalne napetosti kot razlike med stabilno vhodno in izhodno napetostjo: UR1 = Uinx - Uout ali 25-9 = 16 V.
4. Dobljeno vrednost delimo po Ohmovem zakonu s stabilizacijskim tokom po formuli R1 = UR1 / Ist ali 16/0,005 = 3200 Ohm ali 3,2 kOhm. Nazivna vrednost elementa bo 3,3 kOhm.
5. Izračun največje moči po formuli PR1 = UR1 * Ist ali 16x0,005 = 0,08.

Tok zener diode in izhodni tok prehajata skozi upor, zato mora biti njegova moč 2-krat večja (0,16 kW). Na podlagi tabele ta nazivna vrednost ustreza 0,25 kW.

Samostojna montaža stabilizatorja za LED naprave je možna le, če poznate vezje. Začetnikom priporočamo uporabo preprostih algoritmov. Moč elementa lahko izračunate na podlagi formul iz šolskega tečaja fizike.