Jasność źródeł LED zależy od przepływającego prądu, a to z kolei zależy od napięcia zasilania. W warunkach wahań obciążenia dochodzi do tętnienia lamp. Aby temu zapobiec, stosuje się specjalny sterownik - stabilizator prądu. W przypadku awarii element można wykonać niezależnie.
Projekt i zasada działania
Stabilizator zapewnia stałość prądu roboczego diod LED, gdy odbiega on od normy. Zapobiega przegrzaniu i przepaleniu diod LED, utrzymuje stały przepływ podczas spadków napięcia lub rozładowania akumulatora.
Najprostsze urządzenie składa się z transformatora, mostka prostownika podłączonego do rezystorów i kondensatorów. Działanie stabilizatora opiera się na następujących zasadach:
- zasilanie prądem transformatora i zmiana jego maksymalnej częstotliwości na częstotliwość sieci - 50 Hz;
- regulacja napięcia w celu zwiększenia lub zmniejszenia, a następnie wyrównanie częstotliwości do 30 Hz.
Proces konwersji obejmuje również prostowniki typu wysokiego napięcia. Określają polaryzację. Stabilizacja prądu elektrycznego odbywa się za pomocą kondensatorów. Rezystory służą do zmniejszenia zakłóceń.
Odmiany obecnych stabilizatorów
Dioda LED zapala się po osiągnięciu bieżącej wartości progowej. W przypadku urządzeń o niskiej mocy liczba ta wynosi 20 mA, a dla super jasnych - od 350 mA. Rozkład napięcia progowego wyjaśnia obecność różnego rodzaju stabilizatorów.
Stabilizatory rezystorowe
Do regulowanego stabilizatora parametrów prądu dla diod LED małej mocy stosuje się schemat KREN. Zapewnia obecność elementów KP142EN12 lub LM317. Proces wyrównywania odbywa się przy prądzie 1,5 A i napięciu 40 V. Na wejściu w normalnych warunkach termicznych rezystory rozpraszają moc do 10 ton. Własny pobór mocy wynosi około 8 mA.
Węzeł LM317 utrzymuje na głównym oporniku stałą wartość napięcia, regulowaną przez element przycinający. Główny lub rozdzielający prąd element może ustabilizować przepływający przez niego prąd. Z tego powodu do ładowania akumulatorów stosowane są stabilizatory KEREN.
Wartość 8 mA nie zmienia się nawet przy wahaniach prądu i napięcia na wejściu.
Urządzenia tranzystorowe
Regulator tranzystorowy wykorzystuje jeden lub dwa elementy. Pomimo prostoty obwodu podczas fluktuacji napięcia, nie zawsze występuje stabilny prąd obciążenia. Wraz ze wzrostem na jednym tranzystorze napięcie rezystora wzrasta do 0,5-0,6 V. Następnie drugi tranzystor zaczyna działać. W momencie otwarcia pierwszy element zamyka się, a siła i wielkość przepływającego przez niego prądu maleje.
Drugi tranzystor musi być bipolarny.
Do realizacji zobwody z wymianą diod Zenera zastosować:
- diody VD1 i VD2;
- rezystor R1;
- rezystor R2.
Zasilanie prądem przez element LED jest ustawiane przez rezystor R2. Aby osiągnąć liniowy przekrój charakterystyki I - V, rezystor R1 stosuje się w odniesieniu do prądu tranzystora podstawowego. Aby tranzystor zachował stabilność, napięcie zasilania nie powinno być niższe niż całkowite napięcie diod + 2-2,5 V.
Aby uzyskać prąd 30 mA przez 3 połączone szeregowo diody o napięciu 3,1 V w linii prostej, dostarczane jest 12 V.Rezystancja rezystora powinna wynosić 20 omów przy mocy rozpraszania 18 mW.
Obwód normalizuje tryb pracy elementów, zmniejsza tętnienie prądu.
Obwód z tranzystorami radzieckimi. Dopuszczalne napięcie radzieckiego KT940 lub KT969 wynosi do 300 V, co jest odpowiednie, jeśli źródłem światła jest mocny element SMD. Aktualne parametry są ustawiane przez rezystor. Napięcie diody Zenera wynosi 5,1 V, a moc 0,5 V.
Minusem obwodu jest spadek napięcia wraz ze wzrostem siły prądu. Można go wyeliminować, zastępując tranzystor bipolarny MOSFET o parametrach niskiej rezystancji. Mocną diodę zastąpiono elementem IRF7210 z 12 A lub IRLML6402 z 3,7 A.
Stabilizatory polowe
Element pola wyróżnia zwarte źródło i bramka, a także zintegrowany kanał. Podczas korzystania z polevika (IRLZ 24) z 3 pinami, napięcie wejściowe wynosi 50 V;
Potencjał uziemienia służy do zasilania napięciem. Parametry prądu wyjściowego zależą od początkowego prądu drenu i nie są powiązane ze źródłem.
Urządzenia liniowe
Stabilizator lub dzielnik prądu stałego przyjmuje niestabilne napięcie. Na wyjściu urządzenie liniowe wyrównuje je. Działa na zasadzie ciągłych zmian parametrów rezystancji w celu wyrównania mocy wyjściowej.
Zalety działania obejmują minimalną liczbę części, brak zakłóceń. Wadą jest niska wydajność z różnicą mocy na wejściu i wyjściu.
Urządzenie do ferrorezonansu
Stabilizator prądu przemiennego do przestarzałego modelu, którego obwód reprezentowany jest przez kondensator i dwie cewki - z nienasyconym i nasyconym rdzeniem. Napięcie prądu stałego jest przyłożone do nasyconego (indukcyjnego) rdzenia, który jest niezależny od aktualnych parametrów. Ułatwia to dobór danych dla drugiej cewki i zakres pojemnościowy stabilizacji zasilania.
Urządzenie działa na zasadzie huśtania, które natychmiast trudno jest zatrzymać lub huśtać mocniej. Podawanie napięcia następuje bezwładnie, dlatego możliwy jest spadek obciążenia lub przerwa w obwodzie mocy.
Funkcje obecnego obwodu lustrzanego
Bieżące lustro lub reflektor jest zbudowany na parze dopasowanych tranzystorów, tj. z tymi samymi parametrami. Do ich produkcji stosuje się jeden kryształ półprzewodnikowy LED.
Schemat bieżącego lustra zgodnie z równaniem Ebersa-Malla.Zasada działania polega na tym, że bazy tranzystorów są połączone, a emitery rzucają na jedną szynę zasilającą. W rezultacie parametry napięcia nieustalonego sprzężenia tranzystor-baza-emiter są równe.
Zaletami obwodu są jednakowy zakres stabilności i brak spadku napięcia na rezystorze-emiterze. Parametry łatwiej ustawić za pomocą prądu. Wadą jest efekt Earleya - wiązanie napięcia wyjściowego z kolektorem i jego oscylacje.
Obwód zwierciadła prądu Wilsona.Bieżące lustro może ustabilizować stałą wartość prądu wyjściowego i jest realizowane w następujący sposób:
- Tranzystory nr 1 i nr 1 są uwzględnione zgodnie z zasadą standardowego zwierciadła prądowego.
- Tranzystor nr 3 naprawia potencjał kolektora elementu nr 1 dwukrotnie poprzez parametr spadku napięcia diody.
- Będzie mniejszy niż napięcie zasilania, co tłumi efekt Earleya.
- Kolektor tranzystora nr 1 służy do ustalenia trybu obwodu.
- Prąd wyjściowy zależy od tranzystora nr 2.
- Tranzystor nr 3 przekształca prąd wyjściowy w napięcie przemienne.
Tranzystor nr 3 nie może być skoordynowany z resztą.
Regulator napięcia kompensacji
Prostownik działa na zasadzie sprzężenia zwrotnego napięcia. Napięcie pełne lub częściowe odpowiada podparciu. W rezultacie stabilizator generuje parametry napięcia błędu, eliminując fluktuacje jasności diod LED. Urządzenie składa się z następujących elementów:
- Element sterujący lub tranzystor, który wraz z opornością obciążenia tworzy dzielnik napięcia. Wskaźnik emitera tranzystora powinien przekraczać prąd obciążenia 1,2 razy.
- Wzmacniacz - kontroluje RE, wykonany na bazie tranzystora nr 2. Element o niskiej mocy jest zgodny z elementem o dużej mocy zgodnie z zasadą złożoną.
- Źródło napięcia pomocniczego - w obwodzie zastosowano stabilizator typu parametrycznego. Wyrównuje napięcie diody Zenera i rezystora.
- Dodatkowe źródła.
- Kondensatory - aby wygładzić pulsacje, wyeliminować fałszywe wzbudzenie.
Kompensacyjne stabilizatory napięcia działają na zasadzie zwiększania napięcia wejściowego przy dalszym wzroście prądów. Zamknięcie pierwszego tranzystora zwiększa rezystancję i napięcie w strefie kolektor-emiter. Po przyłożeniu obciążenia jest on wyrównywany do wartości nominalnej.
Urządzenia Chipowe
Do urządzeń stabilizujących stosuje się układ 142EN5 lub LM317. Pozwala wyrównać napięcie, pobierając sygnał z czujnika podłączonego do sieci prądu obciążenia przez obwód sprzężenia zwrotnego.
Wykorzystuje rezystancję jako czujnik, przy którym regulator może utrzymywać stałe napięcie i prąd obciążenia. Rezystancja czujnika będzie mniejsza niż rezystancja obciążenia. Obwód służy do ładowania, na nim również zaprojektowano lampę LED.
Stabilizatory impulsów
Urządzenie impulsowe charakteryzuje się wysoką wydajnością, a przy minimalnych parametrach napięcia wejściowego wytwarzają wysokie napięcie odbiorców. Do montażu stosuje się układ MAX 771.
Do regulacji natężenia prądu będzie jeden lub dwa konwertery. Dzielnik prostownika wyrównuje pole magnetyczne, obniżając dopuszczalną częstotliwość napięcia. Aby dostarczyć prąd do uzwojenia, element LED przesyła sygnał do tranzystorów. Stabilizacja mocy odbywa się za pomocą uzwojenia wtórnego.
Jak samemu wykonać stabilizator prądu dla diod LED
Wykonanie stabilizatora dla diod LED własnymi rękami odbywa się na kilka sposobów. Wskazane jest, aby początkujący pracował z prostymi schematami.
Na podstawie sterownika
Musisz wybrać układ trudny do wypalenia - LM317. Będzie służyć jako stabilizator. Drugi element to rezystor zmienny o rezystancji 0,5 kOhm z trzema przewodami i pokrętłem regulacyjnym.
Montaż odbywa się zgodnie z następującym algorytmem:
- Przylutuj przewody do środkowej i skrajnej końcówki rezystora.
- Przełącz multimetr w tryb rezystancji.
- Zmierz parametry rezystora - powinny one wynosić 500 omów.
- Sprawdź połączenia pod kątem ciągłości i zmontuj obwód.
Wyjściem będzie moduł o mocy 1,5 A. Aby zwiększyć prąd do 10 A, możesz dodać pracownika terenowego.
Stabilizator samochodowy
Do pracy potrzebujesz urządzenia liniowego w postaci mikroukładu L7812, dwóch zacisków, kondensatora 100n (1-2 szt.), Materiału Textolite i rurki termokurczliwej. Produkcja odbywa się krok po kroku:
- Wybór schematu dla L7805 z arkusza danych.
- Wytnij kawałek odpowiedniej wielkości z płytki drukowanej.
- Zaznacz ślady, wykonując nacięcia za pomocą śrubokręta.
- Przylutuj elementy tak, aby wejście znajdowało się po lewej stronie, a wyjście po prawej.
- Wykonaj ciało z rury cieplnej.
Urządzenie stabilizujące wytrzymuje obciążenie do 1,5 A, zamontowane na grzejniku.
Karoseria służy jako grzejnik, łącząc centralną moc wyjściową obudowy za pomocą minusa.
Niuanse obliczania bieżącego stabilizatora
Obliczenie stabilizatora opiera się na napięciu stabilizacji U i prądzie (średnio) I.Na przykład napięcie dzielnika wejściowego wynosi 25 V, moc wyjściowa musi wynosić 9 V. Obliczenia obejmują:
- Wybór referencyjnej diody Zenera. Nacisk na napięcie stabilizacji: D814V.
- Wyszukaj średni prąd I w tabeli. Jest to równe 5 mA.
- Obliczanie napięcia zasilającego jako różnicy stabilnego napięcia wejściowego i wyjściowego: UR1 = Uin - Uout lub 25-9 = 16 V.
- Podział uzyskanej wartości zgodnie z prawem Ohma przez prąd stabilizacji zgodnie ze wzorem R1 = UR1 / Ist lub 16 / 0,005 = 3200 Ohm lub 3,2 kOhm. Wartość tego elementu wyniesie 3,3 kOhm.
- Obliczanie mocy maksymalnej według wzoru PR1 = UR1 * Ist lub 16x0,005 = 0,08.
Prąd diody Zenera i prąd wyjściowy przechodzą przez rezystor, więc jego moc powinna być 2 razy większa (0,16 kW). Na podstawie tabeli ta moc odpowiada 0,25 kW.
Samodzielny montaż stabilizatora do urządzeń LED jest możliwy tylko przy znajomości obwodu. Początkujących zachęca się do korzystania z prostych algorytmów. Możesz obliczyć element według mocy na podstawie wzorów ze szkolnego kursu fizyki.
