LED avotu spilgtums ir atkarīgs no plūstošās strāvas, un tas, savukārt, ir atkarīgs no barošanas sprieguma. Slodzes svārstību apstākļos notiek lukturu pulsācija. Lai to novērstu, tiek izmantots īpašs draiveris - strāvas stabilizators. Sadalījumu gadījumā elementu var izgatavot neatkarīgi.
Dizains un darbības princips
Stabilizators nodrošina LED diožu darbības strāvas noturību, kad tā novirzās no normas. Tas novērš gaismas diožu pārkaršanu un izdegšanu, uztur pastāvīgu plūsmu sprieguma krišanās vai akumulatora izlādes laikā.
Vienkāršākā ierīce sastāv no transformatora, taisngrieža tilta, kas savienots ar rezistoriem un kondensatoriem. Stabilizatora darbība balstās uz šādiem principiem:
- strāvas padeve transformatoram un tā maksimālās frekvences maiņa uz tīkla frekvenci - 50 Hz;
- sprieguma regulēšana, lai palielinātu un samazinātu, kam seko frekvences izlīdzināšana līdz 30 Hz.
Pārveidošanas procesā tiek iesaistīti arī augstsprieguma taisngrieži. Viņi nosaka polaritāti. Elektriskās strāvas stabilizācija tiek veikta, izmantojot kondensatorus. Lai samazinātu traucējumus, tiek izmantoti rezistori.
Strāvas stabilizatoru šķirnes
Gaismas diode iedegas, kad ir sasniegta pašreizējā sliekšņa vērtība. Ierīcēm ar nelielu enerģijas patēriņu šis skaitlis ir 20 mA, supergaišiem - no 350 mA. Sliekšņa sprieguma izplatība izskaidro dažādu veidu stabilizatoru klātbūtni.
Rezistoru stabilizatori
Maza enerģijas patēriņa gaismas diožu strāvas parametru regulējamam stabilizatoram tiek izmantota KREN shēma. Tas paredz elementu KP142EN12 vai LM317 klātbūtni. Izlīdzināšanas procesu veic ar strāvas stiprumu 1,5 A un spriegumu 40 V. pie ieejas.Parastos termiskos apstākļos rezistori izkliedē jaudu līdz 10 tonnām. Pašu enerģijas patēriņš ir aptuveni 8 mA.
Mezgls LM317 uz galvenā rezistora uztur nemainīgu sprieguma vērtību, ko regulē apgriešanas elements. Galvenais vai strāvu izplatošais elements var stabilizēt caur to izvadīto strāvu. Šī iemesla dēļ akumulatoru uzlādēšanai tiek izmantoti KEREN stabilizatori.
8 mA vērtība nemainās pat ar strāvas un sprieguma svārstībām pie ieejas.
Tranzistora ierīces
Tranzistora regulators izmanto vienu vai divus elementus. Neskatoties uz shēmas vienkāršību sprieguma svārstību laikā, ne vienmēr ir stabila slodzes strāva. Palielinoties vienam tranzistoram, rezistora spriegums palielinās līdz 0,5-0,6 V. tad sāk darboties otrais tranzistors. Atvēršanas laikā pirmais elements aizveras, un caur to plūstošās strāvas stiprums un lielums samazinās.
Otrajam tranzistoram jābūt bipolāram.
Īstenošanai arshēmas ar Zener diožu nomaiņu pieteikties:
- diodes VD1 un VD2;
- rezistors R1;
- rezistors R2.
Strāvas padevi caur LED elementu iestata rezistors R2. Lai sasniegtu I - V raksturlīknes lineāro sekciju, rezistoru R1 izmanto, atsaucoties uz bāzes tranzistora strāvu. Lai tranzistors saglabātu stabilitāti, barošanas spriegums nedrīkst būt mazāks par kopējo diožu spriegumu + 2-2,5 V.
Lai iegūtu strāvu 30 mA caur 3 sērijveidā savienotām diodēm ar 3,1 V spriegumu taisnā līnijā, tiek piegādāts 12 V.Rezistora pretestībai jābūt 20 omi ar izkliedes jaudu 18 mW.
Ķēde normalizē elementu darbības režīmu, samazina strāvas pulsāciju.
Ķēde ar padomju tranzistoriem. Padomju KT940 vai KT969 pieļaujamais spriegums ir līdz 300 V, kas ir piemērots, ja gaismas avots ir jaudīgs SMD elements. Pašreizējos parametrus iestata rezistors. Zener diodes spriegums ir 5,1 V, bet jauda - 0,5 V.
Ķēdes mīnuss ir sprieguma kritums, palielinoties strāvas stiprumam. To var novērst, aizstājot bipolāro tranzistoru ar MOSFET ar zemiem pretestības parametriem. Spēcīgu diodi aizstāj ar IRF7210 elementu ar 12 A vai IRLML6402 ar 3,7 A.
Lauka stabilizatori
Lauka elements izceļas ar saīsinātu avotu un vārtiem, kā arī ar integrētu kanālu. Izmantojot poleviku (IRLZ 24) ar 3 tapām, ieejai tiek pielietots 50 V spriegums;
Zemes potenciāls tiek izmantots sprieguma padevei. Izejas strāvas parametri ir atkarīgi no sākotnējās kanalizācijas strāvas, un tie nav piesaistīti avotam.
Līnijas ierīces
Stabilizators vai pastāvīgās strāvas dalītājs pieņem nestabilu spriegumu. Pēc izejas lineārā ierīce to izlīdzina. Tas darbojas pēc principa, kas pastāvīgi maina pretestības parametrus, lai izlīdzinātu izejas jaudu.
Darbības priekšrocībās ietilpst minimālais detaļu skaits, traucējumu neesamība. Trūkums ir zema efektivitāte ar atšķirīgu jaudu pie ieejas un izejas.
Ferrorezonanses ierīce
Stabilizētājs novecojuša modeļa maiņstrāvai, kura ķēdi attēlo kondensators un divas spoles - ar nepiesātinātu un piesātinātu serdi. Piesātinātajam (induktīvajam) serdenim tiek pielietots līdzstrāvas spriegums, kas nav atkarīgs no strāvas parametriem. Tas atvieglo datu atlasi otrajai spolei un barošanas avota stabilizācijas kapacitatīvo diapazonu.
Ierīce darbojas pēc šūpoles principa, kuru tūlīt ir grūti apturēt vai grūtāk pagriezt. Sprieguma padeve notiek ar inerci, tāpēc ir iespējams slodzes kritums vai strāvas ķēdes pārtraukums.
Pašreizējās spoguļa shēmas iezīmes
Pašreizējais spogulis vai atstarotājs ir uzbūvēts uz saskaņotu tranzistoru pāra, t.i. ar vienādiem parametriem. To ražošanai tiek izmantots viens LED pusvadītāju kristāls.
Pašreizējā spoguļa shēma saskaņā ar Ebersa-Mall vienādojumu.Darbības princips ir tāds, ka tranzistora bāzes tiek apvienotas, un emitētāji izmet vienā barošanas autobusā. Rezultātā bāzes tranzistora-emitētāja savienojuma pārejošā sprieguma parametri ir vienādi.
Ķēdes priekšrocības ir vienāds stabilitātes diapazons un sprieguma krituma neesamība visā rezistora-izstarotājā. Parametrus ir vieglāk iestatīt, izmantojot strāvu. Trūkums ir Ērlija efekts - izejas sprieguma piesaiste kolektoram un tā svārstības.
Vilsona strāvas spoguļa shēma.Strāvas spogulis var stabilizēt izejas strāvas nemainīgu vērtību, un to ievieš šādi:
- Tranzistori Nr. 1 un Nr. 1 ir iekļauti saskaņā ar standarta strāvas spoguļa principu.
- Tranzistors Nr. 3 fiksē elementa Nr. 1 kolektora potenciālu divreiz ar diodes sprieguma krituma parametru.
- Tas būs mazāks par barošanas spriegumu, kas nomāc Earley efektu.
- Ķēdes režīma noteikšanai tiek izmantots tranzistora Nr. 1 kolektors.
- Izejas strāva ir atkarīga no tranzistora Nr. 2.
- Tranzistors Nr. 3 pārveido izejas strāvu mainīgā sprieguma slodzē.
Transistoru Nr. 3 nevar saskaņot ar pārējo.
Kompensācijas sprieguma regulators
Taisngriezis darbojas pēc sprieguma atgriezeniskās ķēdes principa. Pilns vai daļējs spriegums ir vienāds ar balstu. Tā rezultātā stabilizators ģenerē kļūdas sprieguma parametrus, novēršot gaismas diožu spilgtuma svārstības. Ierīce sastāv no šādiem elementiem:
- Vadības elements vai tranzistors, kas kopā ar slodzes pretestību veido sprieguma dalītāju. Transistora emitētāja indeksam vajadzētu pārsniegt slodzes strāvu 1,2 reizes.
- Pastiprinātājs - kontrolē RE, ko veic, izmantojot tranzistoru Nr. 2. Elements ar zemu enerģijas patēriņu atbilst jaudīgam elementam saskaņā ar salikto principu.
- Atbalsta sprieguma avots - ķēdē tiek izmantots parametriskā tipa stabilizators. Tas izlīdzina Zener diodes un rezistora spriegumu.
- Papildu avoti.
- Kondensatori - lai izlīdzinātu pulsācijas, novērstu nepatīkamo ierosmi.
Kompensācijas sprieguma stabilizatori darbojas pēc ieejas sprieguma palielināšanas principa ar turpmāku straumju palielināšanos. Pirmā tranzistora aizvēršana palielina kolektora-emitētāja zonas pretestību un spriegumu. Pēc slodzes uzlikšanas tas tiek izlīdzināts ar nominālo.
Mikroshēmu ierīces
Ierīču stabilizēšanai tiek izmantota mikroshēma 142EN5 vai LM317. Tas ļauj izlīdzināt spriegumu, ņemot signālu no sensora, kas pievienots slodzes strāvas tīklam, izmantojot atgriezeniskās saites ķēdi.
Tas izmanto pretestību kā sensoru, pie kura regulators var uzturēt pastāvīgu spriegumu un slodzes strāvu. Sensora pretestība būs mazāka par slodzes pretestību. Lādētājiem tiek izmantota ķēde, uz tā ir paredzēta arī LED spuldze.
Impulsu stabilizatori
Impulsa ierīci raksturo augsta efektivitāte un ar minimāliem ieejas sprieguma parametriem rada augstu patērētāju spriegumu. Montāžai tiek izmantota mikroshēma MAX 771.
Lai regulētu strāvas stiprumu, būs viens vai divi pārveidotāji. Taisngrieža dalītājs izlīdzina magnētisko lauku, pazeminot pieļaujamo sprieguma frekvenci. Lai strāvu piegādātu tinumam, LED elements pārraida signālu uz tranzistoriem. Izejas stabilizāciju veic ar sekundārā tinuma palīdzību.
Kā pats izgatavot gaismas diožu stabilizatoru
Gaismas diožu stabilizatora izgatavošana ar savām rokām tiek veikta vairākos veidos. Iesācējam ieteicams strādāt ar vienkāršām shēmām.
Vadītāja pamatā
Jums būs jāizvēlas mikroshēma, kuru ir grūti izdegt - LM317. Viņa kalpos kā stabilizators. Otrais elements ir mainīgs rezistors ar pretestību 0,5 kOhm ar trim vadiem un regulēšanas pogu.
Montāža tiek veikta pēc šāda algoritma:
- Lodēt vadītājus pret rezistora vidējo un galējo spaili.
- Novietojiet multimetru pretestības režīmā.
- Izmēra rezistora parametrus - tiem jābūt 500 omi.
- Pārbaudiet savienojumu nepārtrauktību un no jauna salieciet ķēdi.
Izeja būs modulis ar jaudu 1,5 A. Lai palielinātu strāvu līdz 10 A, varat pievienot lauka darbinieku.
Automašīnas stabilizators
Lai strādātu, jums būs nepieciešama lineāra ierīce L7812 mikroshēmas formā, divas spailes, 100n kondensators (1-2 gab.), Textolite materiāls un termosarukuma caurule. Ražošana tiek veikta soli pa solim:
- L7805 shēmas izvēle no datu lapas.
- Izgrieziet no PCB pareizā izmēra gabalu.
- Marķējiet sliedes, izveidojot iegriezumus ar skrūvgriezi.
- Elementus lodēt tā, lai ieeja atrodas kreisajā pusē, bet izeja - labajā pusē.
- Padariet ķermeni ārpus siltuma caurules.
Stabilizatora ierīce iztur līdz 1,5 A slodzi, uzstādīta uz radiatora.
Automašīnas virsbūve tiek izmantota kā radiators, savienojot korpusa centrālo izeju ar mīnusu.
Strāvas stabilizatora aprēķināšanas nianses
Stabilizatora aprēķins balstās uz stabilizācijas spriegumu U un strāvu (vidējo) I. Piemēram, ieejas dalītāja spriegums ir 25 V, izejai jābūt 9 V. Aprēķinos ietilpst:
- Zener atsauces diodes izvēle. Koncentrējieties uz stabilizācijas spriegumu: D814V.
- Tabulā meklējiet vidējo strāvu I. Tas ir vienāds ar 5 mA.
- Barošanas sprieguma aprēķināšana kā ieejas un izejas stabilā sprieguma starpība: UR1 = Uin - Uout vai 25-9 = 16 V.
- Iegūtās vērtības dalījums pēc Ohma likumiem ar stabilizācijas strāvu pēc formulas R1 = UR1 / Ist vai 16 / 0,005 = 3200 omi vai 3,2 kOhms. Elementa vērtība būs 3,3 kOhm.
- Maksimālās jaudas aprēķins pēc formulas PR1 = UR1 * Ist vai 16x0,005 = 0,08.
Zener diodes strāva un izejas strāva iet caur rezistoru, tāpēc tās jaudai jābūt 2 reizes lielākai (0,16 kW). Balstoties uz tabulu, šis vērtējums atbilst 0,25 kW.
LED ierīču stabilizatora patstāvīga montāža ir iespējama tikai ar zināšanām par ķēdi. Iesācēji tiek mudināti izmantot vienkāršus algoritmus. Elementu var aprēķināt pēc jaudas, pamatojoties uz skolas fizikas kursa formulām.
