Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов

Стабилизатор тока светодиода, схемы

См. также:  Электронный балласт для светодиодной лампы. Схемотехника.

Статья-ликбез по стабилизаторам тока светодиодов и не только. Рассматриваются схемы линейных и импульсных стабилизаторов тока.

Стабилизатор тока для светодиода устанавливается во многие конструкции светильников. Светодиоды, как и все диоды имеют нелинейную вольт-амперную характеристику. Это означает, что при изменении напряжения на светодиоде, ток изменяется непропорционально. По мере увеличения напряжения, сначала ток растёт очень медленно, светодиод при этом не светится. Затем, при достижении порогового напряжения, светодиод начинает светиться и ток возрастает очень быстро. При дальнейшем увеличении напряжения, ток возрастает катастрофически и светодиод сгорает.

Пороговое напряжение указывается в характеристиках светодиодов, как прямое напряжение при номинальном токе. Номинальный ток для большинства маломощных светодиодов — 20 мА. Для мощных светодиодов освещения, номинальный ток может быть больше — 350 мА или более. Кстати, мощные светодиоды выделяют тепло и должны быть установлены на теплоотвод.

Для правильной работы светодиода, его надо питать через стабилизатор тока. Зачем? Дело в том, что пороговое напряжение светодиода имеет разброс. Разные типы светодиодов имеют разное прямое напряжение, даже однотипные светодиоды имеют разное прямое напряжение — это указано в характеристиках светодиода как минимальное и максимальное значения. Следовательно, два светодиода, подключенные к одному источнику напряжения по параллельной схеме будут пропускать разный ток. Этот ток может быть настолько разным, что светодиод может раньше выйти из строя или сгореть сразу. Кроме того, стабилизатор напряжения также имеет дрейф параметров (от уровня первичного питания, от нагрузки, от температуры, просто по времени). Следовательно, включать светодиоды без устройств выравнивания тока — нежелательно. Различные способы выравнивания тока рассмотрены отдельно.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов В этой статье рассматриваются устройства, устанавливающие вполне определённый, заданный ток — стабилизаторы тока.

Типы стабилизаторов тока

Стабилизатор тока устанавливает заданный ток через светодиод вне зависимости от приложенного к схеме напряжения. При увеличении напряжения на схеме выше порогового уровня, ток достигает установленного значения и далее не изменяется. При дальнейшем увеличении общего напряжения, напряжение на светодиоде перестаёт меняться, а напряжение на стабилизаторе тока растёт.

Поскольку напряжение на светодиоде определяется его параметрами и в общем случае неизменно, то стабилизатор тока можно назвать также стабилизатором мощности светодиода. В простейшем случае, выделяемая устройством активная мощность (тепло) распределяется между светодиодом и стабилизатором пропорционально напряжению на них. Такой стабилизатор называется линейным. Также существуют более экономичные устройства — стабилизаторы тока на базе импульсного преобразователя (ключевого преобразователя или конвертера). Они называются импульсными, поскольку внутри себя прокачивают мощность порциями — импульсами по мере необходимости для потребителя. Правильный импульсный преобразователь потребляет мощность непрерывно, внутри себя передаёт её импульсами от входной цепи к выходной и выдаёт мощность в нагрузку уже опять непрерывно.

Линейный стабилизатор тока

Линейный стабилизатор тока греется тем больше, чем больше приложено к нему напряжение. Это его основной недостаток. Однако, он имеет ряд преимуществ, например:

  • Линейный стабилизатор не создаёт электромагнитных помех
  • Прост по конструкции
  • Имеет низкую стоимость в большинстве применений

Поскольку импульсный преобразователь не бывает абсолютно эффективным, существуют приложения, когда линейный стабилизатор имеет сравнимую или даже большую эффективность — когда входное напряжение лишь немного превышает напряжение на светодиоде. Кстати, при питании от сети, часто используется трансформатор, на выходе которого устанавливается линейный стабилизатор тока.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов То есть, сначала напряжение снижается до уровня, сравнимого с напряжением на светодиоде, а затем, с помощью линейного стабилизатора устанавливается необходимый ток.

В другом случае, можно приблизить напряжение светодиода к напряжению питания — соединить светодиоды в последовательную цепочку. Напряжение на цепочке будет равняться сумме напряжений на каждом светодиоде.

Схемы линейных стабилизаторов тока

Самая простая схема стабилизатора тока — на одном транзисторе (схема «а»). Поскольку транзистор — это усилитель тока, то его выходной ток (ток коллектора) больше тока управления (ток базы) в h21 раз (коэффициент усиления). Ток базы можно установить с помощью батарейки и резистора, или с помощью стабилитрона и резистора (схема «б»). Однако такую схему трудно настраивать, полученный стабилизатор будет зависеть от температуры, кроме того, транзисторы имеют большой разброс параметров и при замене транзистора, ток придётся подбирать снова. Гораздо лучше работает схема с обратной связью «в» и «г». Резистор R в схеме выполняет роль обратной связи — при увеличении тока, напряжение на резисторе возрастает, тем самым запирает транзистор и ток снижается. Схема «г», при использовании однотипных транзисторов, имеет бóльшую температурную стабильность и возможность максимально уменьшить номинал резистора, что снижает минимальное напряжение стабилизатора и выделение мощности на резисторе R.

Стабилизатор тока можно выполнить на базе полевого транзистора с p-n переходом (схема «д»). Напряжение затвор-исток устанавливает ток стока. При нулевом напряжении затвор-исток, ток через транзистор равен начальному току стока, указанному в документации. Минимальное напряжение работы такого стабилизатора тока зависит от транзистора и достигает 3 вольт. Некоторые производители электронных компонентов выпускают специальные устройства — готовые стабилизаторы с фиксированным током, собранные по такой схеме — CRD (Current Regulating Devices) или CCR (Constant Current Regulator) .Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов Некоторые называют его диодным стабилизатором, поскольку в обратном включении он работает как диод.

Компания On Semiconductor выпускает линейный стабилизатор серии NSIxxx, например NSIC2020B, который имеет два вывода и для увеличения надежности, имеет отрицательный температурный коэффициент — при увеличении температуры, ток через светодиоды снижается.

Импульсный стабилизатор тока

Стабилизатор тока на базе импульсного преобразователя по конструкции очень похож на стабилизатор напряжения на базе импульсного преобразователя, но контролирует не напряжение на нагрузке, а ток через нагрузку. При снижении тока в нагрузке, он подкачивает мощность, при увеличении — снижает. Наиболее распространённые схемы импульсных преобразователей имеют в своём составе реактивный элемент — дроссель, который с помощью коммутатора (ключа) подкачивается порциями энергии от входной цепи (от входной ёмкости) и в свою очередь передаёт её нагрузке. Кроме очевидного преимущества экономии энергии, импульсные преобразователи обладают рядом недостатков, с которыми приходится бороться различными схемотехническими и конструктивными решениями:

  • Импульсный конвертер производит электрические и электромагнитные помехи
  • Имеет как правило сложную конструкцию
  • Не обладает абсолютной эффективностью, то есть тратит энергию для собственной работы и греется
  • Имеет чаще всего бóльшую стоимость, по сравнению, например, с трансформаторными плюс линейными устройствами

Поскольку экономия энергии во многих приложениях является решающей, разработчики компонентов, схемотехники стараются снизить влияние этих недостатков, и, зачастую, преуспевают в этом.

Схемы импульсных преобразователей

Поскольку стабилизатор тока основан на импульсном преобразователе, рассмотрим основные схемы импульсных преобразователей. Каждый импульсный преобразователь имеет ключ, элемент, который может находиться только в двух состояниях — включенном и выключенном.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов В выключенном состоянии, ключ не проводит ток и, соответственно, на нём не выделяется мощность. Во включенном состоянии, ключ проводит ток, но имеет очень малое сопротивление (в идеале — равное нулю), соответственно на нём выделяется мощность, близкая к нулю. Таким образом, ключ может передавать порции энергии от входной цепи к выходной практически без потерь мощности. Однако, вместо стабильного тока, какой можно получить от линейного источника питания, на выходе такого ключа будет импульсное напряжение и ток. Для того, чтобы получить снова стабильные напряжение и ток, можно поставить фильтр.

С помощью обычного RC фильтра можно получить результат, однако, эффективность такого преобразователя не будет лучше линейного, поскольку вся избыточная мощность выделится на активном сопротивлении резистора. Но если использовать вместо RC — LC фильтр (схема «б»), то, благодаря «специфическим» свойствам индуктивности, потерь мощности можно избежать. Индуктивность обладает полезным реактивным свойством — ток через неё возрастает постепенно, подаваемая на него электрическая энергия преобразуется в магнитную и накапливается в сердечнике. После выключения ключа, ток в индуктивности не пропадает, напряжение на индуктивности меняет полярность и продолжает заряжать выходной конденсатор, индуктивность становится источником тока через обводной диод D. Такая индуктивность, предназначенная для передачи мощности, называется дросселем. Ток в дросселе правильно работающего устройства присутствует постоянно — так называемый неразрывный режим или режим непрерывного тока (в западной литературе такой режим называется Constant Current Mode — CCM). При снижении тока нагрузки, напряжение на таком преобразователе возрастает, энергия, накапливаемая в дросселе снижается и устройство может перейти в разрывный режим работы, когда ток в дросселе становится прерывистым. При таком режиме работы резко повышается уровень помех, создаваемых устройством. Некоторые преобразователи работают в пограничном режиме, когда ток через дроссель приближается к нулю (в западной литературе такой режим называется Border Current Mode — BCM).Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов В любом случае, через дроссель течет значительный постоянный ток, что приводит к намагничиванию сердечника, в связи с чем, дроссель выполняется особой конструкции — с разрывом или с использованием специальных магнитных материалов.

Стабилизатор на базе импульсного преобразователя имеет устройство, регулирующее работу ключа, в зависимости от нагрузки. Стабилизатор напряжения регистрирует напряжение на нагрузке и изменяет работу ключа (схема «а»). Стабилизатор тока измеряет ток через нагрузку, например с помощью маленького измерительного сопротивления Ri (схема «б»), включенного последовательно с нагрузкой.

Ключ преобразователя, в зависимости от сигнала регулятора, включается с различной скважностью. Есть два распространённых способа управления ключом — широтно-импульсная модуляция (ШИМ) и токовый режим. В режиме ШИМ, сигнал ошибки управляет длительностью импульсов при сохранении частоты следования. В токовом режиме, измеряется пиковый ток в дросселе и изменяется интервал между импульсами.

В современных ключевых преобразователях в качестве ключа обычно используется MOSFET транзистор.

Понижающий преобразователь

Рассмотренный выше вариант преобразователя называется понижающим, поскольку напряжение на нагрузке всегда ниже напряжения источника питания.

Поскольку в дросселе постоянно течёт однонаправленный ток, требования к выходному конденсатору могут быть снижены, дроссель с выходным конденсатором играют роль эффективного LC фильтра. В некоторых схемах стабилизаторов тока, например для светодиодов, выходной конденсатор может отсутствовать вообще. В западной литературе понижающий преобразователь называется Buck converter.

Повышающий преобразователь

Схема импульсного стабилизатора, приведённая ниже, также работает на основе дросселя, однако дроссель всегда подключен к выходу источника питания. Когда ключ разомкнут, питание поступает через дроссель и диод на нагрузку. Когда ключ замыкается, дроссель накапливает энергию, когда ключ размыкается, возникающее на его выводах ЭДС добавляется к ЭДС источника питания и напряжение на нагрузке возрастает.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов

В отличие от предыдущей схемы, выходной конденсатор заряжается прерывистым током, следовательно выходной конденсатор должен быть большим, и, возможно, понадобится дополнительный фильтр. В западной литературе повышающе-понижающий преобразователь называется Boost converter.

Инвертирующий преобразователь

Еще одна схема импульсного преобразователя работает аналогично — когда ключ замыкается, дроссель накапливает энергию, когда ключ размыкается, возникающее на его выводах ЭДС будет иметь обратный знак и на нагрузке появится отрицательное напряжение.

Как и в предыдущей схеме, выходной конденсатор заряжается прерывистым током, следовательно выходной конденсатор должен быть большим, и, возможно, понадобится дополнительный фильтр. В западной литературе инвертирующий преобразователь называется Buck-Boost converter.

Прямоходовой и обратноходовой преобразователи

Наиболее часто блоки питания изготавливаются по схеме, использующей в своем составе трансформатор. Трансформатор обеспечивает гальваническую развязку вторичной цепи от источника питания, кроме того, эффективность блока питания на основе таких схем может достигать 98% и более. Прямоходовой преобразователь (схема «а») передаёт энергию от источника в нагрузку в момент включенного состояния ключа. Фактически — это модифицированный понижающий преобразователь. Обратноходовой преобразователь (схема «б») передаёт энергию от источника в нагрузку во время выключенного состояния.

В прямоходовом преобразователе трансформатор работает в обычном режиме и энергия накапливается в дросселе. Фактически — это генератор импульсов с LC фильтром на выходе. Обратноходовой преобразователь накапливает энергию в трансформаторе. То есть трансформатор совмещает свойства трансформатора и дросселя, что создаёт определённые сложности при выборе его конструкции.

В западной литературе прямоходовой преобразователь называется Forward converter. Обратноходовой — Flyback converter.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов

Применение импульсного конвертера в качестве стабилизатора тока

Большинство импульсных блоков питания выпускаются с стабилизацией выходного напряжения. Типичные схемы таких блоков питания, особенно мощных, кроме обратной связи по выходному напряжению, имеют схему контроля тока ключевого элемента, например резистор с малым сопротивлением. Такой контроль позволяет обеспечивать режим работы дросселя. Простейшие стабилизаторы тока используют этот элемент контроля для стабилизации выходного тока. Таким образом, стабилизатор тока оказывается даже проще стабилизатора напряжения.

Рассмотрим схему импульсного стабилизатора тока для светодиода на базе микросхемы NCL30100 от известного производителя электронных компонентов On Semiconductor:

Схема понижающего преобразователя работает в режиме неразрывного тока с внешним ключом. Схема выбрана из множества других, поскольку она показывает, насколько простой и эффективной может быть схема импульсного стабилизатора тока с внешним ключом. В приведённой схеме, управляющая микросхема IC1 управляет работой MOSFET ключа Q1. Поскольку преобразователь работает в режиме неразрывного тока, выходной конденсатор ставить необязательно. В многих схемах датчик тока устанавливается в цепи истока ключа, однако, это снижает скорость включения транзистора. В приведённой схеме датчик тока R4 установлен в цепи первичного питания, в результате схема получилась простой и эффективной. Ключ работает на частоте 700 кГц, что позволяет установить компактный дроссель. При выходной мощности 7 Ватт, входном напряжении 12 Вольт при работе на 700 мА (3 светодиода), эффективность устройства более 95%. Схема стабильно работает до 15 Ватт выходной мощности без применения дополнительных мер по отводу тепла.

Ещё более простая схема получается с использованием микросхем ключевых стабилизаторов с встроенным ключом. Например, схема ключевого стабилизатора тока светодиода на базе микросхемы CAV4201/CAT4201:

Для работы устройства мощностью до 7 Ватт необходимо всего 8 компонентов, включая саму микросхему.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов Импульсный стабилизатор работает в пограничном режиме тока и для его работы требуется небольшой выходной керамический конденсатор. Резистор R3 необходим при питании от 24 Вольт и выше для снижения скорости нарастания входного напряжения, хотя это несколько снижает эффективность устройства. Частота работы превышает 200 кГц и меняется в зависимости от нагрузки и входного напряжения. Это обусловлено методом регулирования — контролем пикового тока дросселя. Когда ток достигает максимального значения, ключ размыкается, когда ток снижается до нуля — включается. Эффективность устройства достигает 94%.

Назад к каталогу статей >>>

Стабилизатор тока для светодиодов: виды, схемы, как сделать

Главным электрическим параметром светодиодов (LED) является их рабочий ток. Когда в таблице характеристик светодиода мы встречаем рабочее напряжение, то нужно понимать, что речь идет о падении напряжения на светодиоде при протекании рабочего тока. То есть рабочий ток определяет рабочее напряжение LED. Поэтому только стабилизатор тока для светодиодов может обеспечить их надежную работу.

Назначение и принцип работы

Стабилизаторы должны обеспечивать постоянный рабочий ток светодиодов когда в сети питания есть проблемы с отклонением напряжения от нормы (вам будет интересно узнать, как подключить светодиод от сети 220 вольт). Стабильный рабочий ток в первую очередь необходим для защиты LED от перегрева. Ведь при превышении максимально допустимого тока, светодиоды выходят из строя. Также стабильность рабочего тока обеспечивает постоянство светового потока прибора, например, при разряде аккумуляторных батарей или колебаниях напряжения в питающей сети.

Стабилизаторы тока для светодиодов имеют разные виды исполнения, а обилие вариантов схем исполнения радует глаз. На рисунке приведены три самые популярные схемы стабилизаторов на полупроводниках.

  1. Схема а) — Параметрический стабилизатор. В этой схеме стабилитрон задает постоянное напряжение на базе транзистора, который включен по схеме эмиттерного повторителя.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов Благодаря стабильности напряжения на базе транзистора, напряжение на резисторе R тоже постоянно. В силу закона Ома ток на резисторе также не меняется. Так как ток резистора равен току эмиттера, то стабильны токи эмиттера и коллектора транзистора. Включая нагрузку в цепь коллектора, мы получим стабилизированный ток.
  2. Схема б). В схеме, напряжение на резисторе R стабилизируется следующим образом. При увеличении падения напряжения на R, больше открывается первый транзистор. Это приводит к уменьшению тока базы второго транзистора. Второй транзистор немного закрывается и напряжение на R стабилизируется.
  3. Схема в). В третьей схеме ток стабилизации определяется начальным током полевого транзистора. Он не зависит от напряжения, приложенного между стоком и истоком.

В схемах а) и б) ток стабилизации определяется номиналом резистора R. Применяя вместо постоянного резистора подстрочный можно регулировать выходной ток стабилизаторов.

Производители электронных компонентов производят множество микросхем стабилизаторов для светодиодов. Поэтому в настоящее время в промышленных изделиях и в радиолюбительских конструкциях чаще применяются стабилизаторы в интегральном исполнении. Почитать про все возможные способы подключения светодиодов можно здесь.

Обзор известных моделей

Большинство микросхем для питания светодиодов выполнены в виде импульсных преобразователей напряжения. Преобразователи, в которых роль накопителя электрической энергии выполняет катушка индуктивности (дроссель) называются бустерами. В бустерах преобразование напряжения происходит за счет явления самоиндукции. Одна из типичных схем бустера приведена на рисунке.

Схема стабилизатора тока работает следующим образом. Транзисторный ключ находящийся внутри микросхемы периодически замыкает дроссель на общий провод. В момент размыкания ключа в дросселе возникает ЭДС самоиндукции, которая выпрямляется диодом. Характерно то, что ЭДС самоиндукции может значительно превышать напряжение источника питания.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов

Как видно из схемы для изготовления бустера на TPS61160 производства фирмы Texas Instruments требуется совсем немного компонентов. Главными навесными деталями являются дроссель L1, диод Шоттки D1, выпрямляющий импульсное напряжение на выходе преобразователя, и Rset.

Резистор выполняет две функции. Во-первых, резистор ограничивает ток, протекающий через светодиоды, а во-вторых, резистор служит элементом обратной связи (своего рода датчиком). С него снимается измерительное напряжение, и внутренние схемы чипа стабилизируют ток, протекающий через LED, на заданном уровне. Изменяя номинал резистора можно изменять ток светодиодов.

Преобразователь на TPS61160 работает на частоте 1.2 МГц, максимальный выходной ток может составлять 1.2 А. С помощью микросхемы можно питать до десяти светодиодов включенных последовательно. Яркость светодиодов можно изменять путем подачи на вход «контроль яркости» сигнала ШИМ переменной скважности. КПД приведенной схемы составляет около 80%.

Нужно заметить, что бустеры обычно используются, когда напряжение на светодиодах выше напряжения источника питания. В случаях, когда требуется понизить напряжение, чаще применяют линейные стабилизаторы. Целую линейку таких стабилизаторов MAX16xxx предлагает фирма MAXIM. Типовая схема включения и внутренняя структура подобных микросхем представлена на рисунке.

Как видно из структурной схемы, стабилизация тока светодиодов осуществляется Р-канальным полевым транзистором. Напряжение ошибки снимается с резистора Rsens и подается на схему управления полевиком. Так как полевой транзистор работает в линейном режиме, КПД подобных схем заметно ниже, чем у схем импульсных преобразователей.

Микросхемы линейки MAX16xxx часто применяются в автомобильных приложениях. Максимальное входное напряжение чипов составляет 40 В, выходной ток – 350 мА. Они, как и импульсные стабилизаторы, допускают ШИМ-диммирование.

Стабилизатор на LM317

В качестве стабилизатора тока для светодиодов можно использовать не только специализированные микросхемы.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов Большой популярностью у радиолюбителей пользуется схема LM317.

LM317 представляет собой классический линейный стабилизатор напряжения имеющий множество аналогов. В нашей стране эта микросхема известна как КР142ЕН12А. Типовая схема включения LM317 в качестве стабилизатора напряжения показана на рисунке.

Для превращения этой схемы в стабилизатор тока достаточно исключить из схемы резистор R1. Включение LM317 в качестве линейного стабилизатора тока выглядит следующим образом.

Выполнить расчет этого стабилизатора довольно просто. Достаточно вычислить номинал резистора R1, подставив значение тока в следующую формулу:

R1=1.25*I0.

Мощность, рассеиваемая на резисторе равна:

W=I2R1.

Регулируемый стабилизатор

Предыдущую схему легко превратить в регулируемый стабилизатор. Для этого нужно постоянный резистор R1 заменить на потенциометр. Схема будет выглядеть так:

Как сделать стабилизатор для светодиода своими руками

Во всех приведенных схемах стабилизаторов используется минимальное количество деталей. Поэтому самостоятельно собрать подобные конструкции сможет даже начинающий радиолюбитель освоивший навыки работы с паяльником. Особенно просты конструкции на LM317. Для их изготовления даже не нужно разрабатывать печатную плату. Достаточно припаять подходящий резистор между опорным выводом микросхемы и ее выходом.

Также к входу и выходу микросхемы нужно припаять два гибких проводника и конструкция будет готова. В случае, если с помощью стабилизатора тока на LM317 предполагается питать мощный светодиод, микросхему нужно оснастить радиатором который обеспечит отвод тепла. В качестве радиатора можно использовать небольшую алюминиевую пластинку площадью 15-20 квадратных сантиметров.

Изготавливая конструкции бустеров, в качестве дросселей можно использовать катушки фильтров различных блоков питания. Например, для этих целей хорошо подойдут ферритовые кольца от блоков питания компьютеров, на которые следует намотать несколько десятков витков эмалированного провода диаметром 0.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов 3 мм.

Какой стабилизатор использовать в авто

Сейчас автолюбители часто занимаются модернизацией светотехники своих машин, применяя для этих целей светодиоды или светодиодные ленты (читайте, как подключить светодиодную ленту в авто). Известно, что напряжение бортовой сети автомобиля может сильно меняться в зависимости от режима работы двигателя и генератора. Поэтому в случае с авто особенно важно применять не стабилизатор 12 вольт, а рассчитанный на конкретный тип светодиодов.

Для автомобиля можно посоветовать конструкции на основе LM317. Также можно использовать одну из модификаций линейного стабилизатора на двух транзисторах, в которой в качестве силового элемента использован мощный N-канальный полевой транзистор. Ниже приведены варианты подобных схем, в том числе и схема светодиодного драйвера.

Вывод

Подводя итог можно сказать, что для надежной работы светодиодных конструкций их необходимо питать с помощью стабилизаторов тока. Многие схемы стабилизаторов просты и доступны для изготовления своими руками. Мы надеемся, что приведенные в материале сведения будут полезны всем, кто интересуется данной темой.

Простой стабилизатор тока на 12В для светодиодов в авто

Важнейшим параметром питания любого светодиода является ток. При подключении светодиода в авто, необходимый ток можно задать с помощью резистора. В этом случае резистор рассчитывается исходя из максимального напряжения бортовой сети (14,5В). Отрицательной стороной данного подключения является свечение светодиода не на полную яркость при напряжении в бортовой сети автомобиля ниже максимального значения.

Более правильным способом является подключение светодиода через стабилизатор тока (драйвер). По сравнению с токоограничивающим резистором, стабилизатор тока обладает более высоким КПД и способен обеспечить светодиод необходимым током как при максимальном, так и при пониженном напряжении в бортовой сети автомобиля. Наиболее надежными и простыми в сборке являются стабилизаторы на базе специализированных интегральных микросхем (ИМ).Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов

Стабилизатор на LM317

Трёхвыводной регулируемый стабилизатор lm317 идеально подходит для конструирования несложных источников питания, которые применяются в самых разнообразных устройствах. Простейшая схема включения lm317 в качестве стабилизатора тока имеет высокую надежность и небольшую обвязку. Типовая схема токового драйвера на lm317 для автомобиля представлена на рисунке ниже и содержит всего два электронных компонента: микросхему и резистор.

Помимо данной схемы, существует множество других, более сложных схемотехнических решений для построения драйверов с применением множества электронных компонентов. Детальное описание, принцип действия, расчеты и выбор элементов двух самых популярных схем на lm317 можно найти в данной статье.

Главные достоинства линейных стабилизаторов, построенных на базе lm317, простота сборки и дешевизна используемых в обвязке компонентов. Розничная цена самого ИС составляет не более 1$, а готовая схема драйвера не нуждается в наладке. Достаточно замерить мультиметром выходной ток, чтобы убедиться в его соответствии с расчётными данными.

К недостаткам ИМ lm317 можно отнести сильный нагрев корпуса при выходной мощности более 1 Вт и, как следствие, необходимость в отводе тепла. Для этого в корпусе типа ТО-220 предусмотрено отверстие под болтовое соединение с радиатором. Также недостатком приведенной схемы можно считать максимальный выходной ток , не более 1,5 А, что устанавливает ограничение на количество светодиодов в нагрузке. Однако этого можно избежать путём параллельного включения нескольких стабилизаторов тока или использовать вместо lm317 микросхему lm338 или lm350, которые рассчитаны на более высокие токи нагрузки.

Стабилизатор на PT4115

PT4115 – унифицированная микросхема, разработанная компанией PowTech специально для построения драйверов для мощных светодиодов, которую можно использовать также и в автомобиле. Типовая схема включения PT4115 и формула расчета выходного тока приведены на рисунке ниже.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов

Стоит подчеркнуть важность наличия конденсатора на входе, без которого ИМ PT4115 при первом же включении выйдет из строя.

Понять, почему так происходит, а также ознакомиться с более детальным расчетом и выбором остальных элементов схемы можно здесь. Известность микросхема получила, благодаря своей многофункциональности и минимальному набору деталей в обвязке. Чтобы зажечь светодиод мощностью от 1 до 10 Вт, автолюбителю нужно всего лишь рассчитать резистор и выбрать индуктивность из стандартного перечня.

PT4115 имеет вход DIM, который значительно расширяет её возможности. В простейшем варианте, когда нужно просто зажечь светодиод на заданную яркость, он не используется. Но если необходимо регулировать яркость светодиода, то на вход DIM подают либо сигнал с выхода частотного преобразователя, либо напряжение с выхода потенциометра. Существуют варианты задания определенного потенциала на выводе DIM с помощью МОП-транзистора. В этом случае в момент подачи питания светодиод светится на полную яркость, а при запуске МОП-транзистора светодиод уменьшает яркость наполовину.

К недостаткам драйвера светодиодов для авто на базе PT4115 можно отнести сложность подбора токозадающего резистора Rs из-за его очень малого сопротивления. От точности его номинала напрямую зависит срок службы светодиода.

Обе рассмотренные микросхемы прекрасно зарекомендовали себя в конструировании драйверов для светодиодов в автомобиле своими руками. LM317 – давно известный проверенный линейный стабилизатор, в надежности которого нет сомнений. Драйвер на его основе подойдёт для организации подсветки салона и приборной панели, поворотов и прочих элементов светодиодного тюнинга в авто.

PT4115 – более новый интегральный стабилизатор с мощным MOSFET-транзистором на выходе, высоким КПД и возможностью диммирования.

Как самому изготовить стабилизатор тока для светодиодов: схемы

Иногда у автолюбителей появляется необходимость ограничить ток заряда АКБ, проверить тот или иной источник питания или пропустить напряжение через диоды.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов Чтобы осуществить одну из этих задач, есть смысл применить стабилизатор тока для светодиодов своими руками. Подробнее о том, какие существуют схемы для разработки данного девайса, вы узнаете ниже.

Содержание

[ Раскрыть]

[ Скрыть]

Схемы стабилизаторов и регуляторов тока

Источники тока не имеют ничего общего с источниками напряжения. Предназначение первых заключается в стабилизации выходного параметра, а также возможном изменении выходного напряжения. Это происходит так, чтобы уровень ток все время был одинаковым. Источники тока используются для запитки светодиодных ламп, заряда АКБ в авто и т.д. Если у вас возникла необходимость сделать простейший импульсный стабилизатор тока ходовых огней 12в для автомобиля своими руками, то предлагаем вашему вниманию несколько схем.

На КРЕНке

Обустройство цепи на кренке

Чтобы сделать простейший автомобильный импульсный стабилизатор тока в домашних условиях, вам потребуется микросхема 12v. Для этих целей отлично подойдет lm317. Такой стабилизатор напряжения 12 в lm317 считается регулируемым и способен функционировать с токами бортовой сети до полутора ампер. При этом показатель входного напряжения может составить до 40 вольт, lm317 в состоянии рассеивать мощность до 10 ватт. Но это возможно только в том случае, если будет соблюдаться тепловой режим.

В целом потребление тока lm317 сравнительно небольшое — в районе 8 мили ампер, и данный показатель почти никогда не изменяется. Даже в том случае, если через крен lm317 проходит другой ток или меняется показатель входного напряжение. Как вы можете понять, стабилизатор 12 в lm317 для бортовой сети авто дает возможность удерживать постоянное напряжение на компоненте R3.

Кстати, этот показатель можно регулировать благодаря использованию элемента R2, но пределы будут незначительными. В устройстве lm317 компонент R3 является устройством задающего тока. Так как показатель сопротивления lm317 всегда остается на одном и том же уровне, ток, который проходит через него, также будет стабильным (автор видео — Denis T).Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов

Что касается входа крен lm317, ток на них составит на 8 мили ампер выше. Используя вышеописанную схему, можно разработать самый простой стабилизатор напряжения для ДХО автомобиля. Такой девайс может применяться как устройство электронной нагрузки, источника тока для подзарядки АКБ и других целей. Нужно отметить, что интегральные девайсы током 3а или меньше довольно быстро реагируют на различные изменения импульса. Что касается недостатков, то такие девайсы характеризуются слишком высоким сопротивлением, в результате чего придется применять мощные компоненты.

На двух транзисторах

Довольно распространенными сегодня являются стабилизаторы для бортовой сети автомобиля 12v на двух транзисторах. Одним из основных недостатков такого устройства является плохая стабильность тока, если происходят изменения в питающем напряжении вольт. Тем не менее, данная схема для бортовой сети автомобиля 12v подходит для многих задач.

Обустройство цепи на транзисторах

Ниже вы сможете ознакомиться с самой схемой. В этом случае устройством, которое раздает ток, является резистор R2. Когда данный показатель растет, соответственно растет и напряжение на данном элементе. В том случае, если показатель составляет от 0.5 до 0.6 вольт, открывается компонент VT1. При открытии данное устройство будет закрывать элемент VT2, в результате чего ток, который проходит через VT2, начнет снижаться. При разработке схемы можно использовать полевой транзистор Мосфет вместе VT2.

Что касается компонента VD1, то он применяется на напряжение от 8 до 15 вольт и нужен в том случае, если его уровень слишком высокий и работоспособность транзистора может быть нарушена. Если транзистор мощный, то показатель напряжения в сети авто может составить около 20 вольт. Необходимо помнить о том, что транзистор Мосфет открывается в том случае, когда показатель напряжения на затворе составит 2 вольта.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов Если вы используете универсальный выпрямитель для заряда АКБ или других задач, то вам вполне хватит работы транзистора и резистора R1.

На операционном усилителе (на ОУ)

Механизм на операционном усилителе

Вариант сборки устройства со специальным усилителем ошибки для авто актуален в том случае, если у вас возникла необходимость разработать устройство, работающее в широких пределах. В данном случае выполнять функцию токозадающего элемента будет R7. Операционный увелитель DA2.2 позволяет усилить уровень напряжения в вольтах токозадающего элемента. Устройство DA 2.1 предназначено для сравнивания уровня опорного параметра. Помните о том, что данная схема девайса на 3а нуждается в дополнительном питании, которое должно подаваться на разъем ХР2. Уровня напряжения в вольтах должно хватить для того, чтобы обеспечить функциональность элементов всей системы.

Устройство для авто должно быть дополнено генератором, в нашем случае эту функцию выполняет элемент REF198, характеризующийся уровнем выходного напряжения в 4 вольта. Сама схема стоит достаточно дорого, так что при необходимости вместо нее можно установить кренку. Чтобы правильно произвести настройку, следует установить ползунок резистора R1 в верхнее положение, а с помощью элемента R3 выставляется нужное значение тока 3а. Чтобы предотвратить возбуждение, используются компоненты R2, C2 и R4.

На микросхеме импульсного стабилизатора

Схема механизма с применением импульсного устройства

В некоторых случаях устройство для авто должно функционировать не только в большом диапазоне нагрузок, при этом обладая высоким коэффициентом полезного действия. Тогда использование компенсационных устройств будет не целесообразным, вместо них применяются импульсные элементы.

Предлагаем ознакомиться с одной из наиболее распространенных схем МАХ771, ее особенности следующие:

  • уровень опорного напряжения — 1.5 вольт;
  • коэффициент полезного действия при нагрузке от 10 мили ампер до 1 ампера составит около 90%;
  • показатель питания составляет от 2 до 16.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов 5 вольт;
  • мощность на выходе достигает 15 ватт (автор видео — Андрей Канаев).

Что представляет собой процедура стабилизации? Компоненты R1 и R2 — это делители выходных показателей схемы. Когда уровень делимого напряжения становится больше, чем опорное, устройство автоматически снижает выходной параметр. При обратном процессе устройство будет увеличивать данный показатель. Вы сможете получить рабочий стабилизированный источник тока в том случае, если цепи будут поменяны таким образом, что система в целом станет реагировать на выходной параметр.

Если нагрузка на устройство не особо большая, то есть менее 1.5 вольт, микросхема будет функционировать в качестве рабочего стабилизатора. Но когда этот параметр начнет резко возрастать, девайс переключится в режим стабилизации. Монтаж резистора R8 необходим только тогда, когда уровень нагрузки слишком высокий и составляет более 16 вольт.

Что касается элементы R3, то он является токораздающим. Одним из основных недостатков такого варианта является слишком высокое падение нагрузки на вышеуказанном резисторе. Если вы хотите избавиться от этого минуса, то для того, чтобы увеличить сигнал, необходимо дополнительно установить операционный усилитель.

Заключение

В этой статье мы рассмотрели несколько вариантов стабилизирующих девайсов для авто. Разумеется, такие схемы всегда можно при необходимости модернизировать, способствуя повышению показателя быстродействия и т.д. Имейте в виду, что если нужно, вы всегда можете использовать специально разработанные микросхемы в качестве регулятора. Также при возможности можно самостоятельно производить достаточно мощные регулирующие компоненты, но таких варианты более актуальны для того, чтобы решать определенные задачи.

Как вы видите, разработка схемы — дело достаточно сложное и кропотливое, к нему нельзя просто так подойти, не имея соответствующего опыта.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов Отсутствие определенных навыков не позволит получить необходимый результат. Чтобы своими руками сделать такую схему для авто, необходимо внимательно выполнять все действия, описанные выше.

Видео «Устройство для питания светодиодов»

Как в домашних условиях сделать стабилизатор для питания ламп в авто или других целей — узнайте из видео (автор видео — Дед Синь).

 Загрузка …

Стабилизатор тока на полевом транзисторе

В статье расскажу, как сделать простой стабилизатор тока для светодиодов на полевом транзисторе.

Описание задумки.

Задолго до разработки фонарика на ATtiny13 мне уже доводилось работать со сверх-яркими светодиодами. И что могу сказать. Редкий радиолюбитель жаждет чтобы светодиоды перегорали, как можно чаще! :). Особенно мощные и дорогие. Вот и мне этого не хотелось и решил взяться за разработку стабилизатора тока.

Немного теории.

Мне часто задают один и тот же вопрос, мол почему именно стабилизатор тока лучше для светодиодов, а не стабилизатор напряжения. Ответ простой, но он многим не нравиться. Постараюсь пояснить на вольт-амперной характеристики(ВАХ) SMD светодиода типоразмера 3528, рисунок 1.

Рисунок 1 – Вольт-амперная характеристика(ВАХ) SMD светодиода типоразмера 3528 при 25⁰С.

Ось У – ток через светодиод.

Ось Х – падение напряжения на светодиоде.

Теперь внимание! Заявленный производителем ток для данного светодиода равен 20мА. Смотрим на рисунок и видим, что ток 20 мА приблизительно соответствует напряжению на светодиоде 3,4В. Если поднять напряжение на светодиоде до 3,5В, а это всего лишь на 0,1В больше чем его типовое напряжение, то ток увеличиться до 50мА, а это в 2,5 раза больше чем его заявленный ток. Если всё перевести в процентное соотношение, то получиться что ток возрастает в 2,5 раза, при увеличении напряжения всего лишь на 3%(округлил).Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов Вот почему стабилизатор напряжения должен быть практически идеальным!

Теперь рассмотрим стабилизатор тока. Если стабилизировать ток 20мА, то увеличение тока на 3% даст результат – 20,6мА. Согласитесь, что это совсем другой результат и он куда лучше предыдущего!

Иногда мне пытаются доказать, что последовательное соединение светодиодов + стабилизатор напряжения лучше, чем параллельное + стабилизатор тока. Это, конечно, тема для отдельной статьи, но хочу тут немного пояснить, что параллельное соединение однозначно выигрывает.

Для примера возьмём пять светодиодов 20мА, 3,4В и соединим их последовательно и параллельно. При последовательном соединении если один светодиод перегорает и остаётся замкнутым, а такое бывает и часто, напряжение 17В(3,4В*5шт) делится между оставшимися четырьмя светодиодами в равных пропорциях (предположим что так). Получается, что падение напряжение на каждом светодиоде будет — 4,25В (17В/4шт). Ток при этом возрастает до неимоверных значений, а это приводит к последовательному перегоранию оставшихся светодиодов или части из них.

При параллельном соединении и стабилизации тока в 100мА(20мА*5шт) перегорание светодиода приведёт к увеличению тока на оставшихся всего на 5мА(20мА/4шт). Или по-другому: 100мА/4шт = 25мА – ток на каждом светодиоде. Разница очевидна! В этой статье не буду больше приводить плюсы и минусы каждого из решений, статья совсем о другом. Надеюсь пример был понятным. Мой личный выбор всегда на стороне параллельного соединения светодиодов и стабилизатора тока для них. Если и ваш тоже, то читайте дальше, как сделать несложный стабилизатор тока для светодиодов.

О схеме.

Принципиальная схема стабилизатора тока на полевом транзисторе показана на рисунке 2.

Рисунок 2.

Резистор R1 нужен для того чтобы транзистор VT2 открывался. Стабилитрон VD1 защищает затвор от перенапряжения, для транзистора P0903BDG максимальное напряжение затвор-сток – 20В. Если у вас другой транзистор, то информацию на него смотрите в даташите.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов Параметр этот называется Gate-Source Voltage. Если напряжение питание значительно меньше максимального напряжения затвор-сток, то можно вообще стабилитрон не ставить. Резисторы R2-R6 выполняют роль шунта. На схему добавил их побольше чтобы можно было удобно подобрать нужный номинал.

Схема работает следующим образом. В начальный момент времени транзистор VT2 открыт, ток протекает через светодиоды и шунт из резисторов R2-R6, транзистор VT1 закрыт. При протекании тока через шунт на нём падает определённое напряжение и если оно равняется напряжению открытия транзистора VT1, то он открывается и «садит» затвор транзистора VT2 на минус питания, транзистор VT2 закрывается и ток через светодиоды и шунт начинает снижаться. При снижении тока через светодиоды будет снижаться падение напряжение и на шунте, как только напряжение станет меньше чем нужно для открытия транзистора VT1, он закроется и «освободит» затвор транзистора VT2. Транзистор VT2 снова откроется и ток устремиться к светодиодам и шунту. Дальше все повторяется по кругу.

Настройка.

Настройка схемы заключается в определении необходимого тока для светодиодов и подбору номиналов резисторов шунта. Приблизительно считаю, что падение напряжение на шунте должно быть около 0,5В. Этого напряжения достаточно для открытия транзистора VT1. Хотя по даташиту напряжение база-эмиттер для транзистора BC846 – 0,66В, для отечественных – 0,7В.

В качестве примера рассчитаю для вас номиналы резисторов шунта на ток 170мА.

Сопротивление шунта(Ом) = падение напряжение на шунте(В) / ток через шунт (А), получается: Сопротивление шунта = 0,5В / 0,17А = 2,94 Ом. Полученный результат округляю до 3 Ом. Из стандартного ряда можно взять два резистора номиналом 1 Ом и 2 Ом и впаять их на плату, как R2, R3. Резисторы R4-R6 при этом исключаются из схемы.

Дальше нужно проверить какой ток стабилизирует стабилизатор. Для проверки потребуется амперметр или миллиамперметр. Прибор нужно подключить в разрыв любого из проводов питания, подать питающее напряжение, оно, кстати, должно быть больше чем типовое питание светодиодов.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов Лучше использовать источник питания с возможностью регулировки выходного напряжения. Подключаем, регулируем, смотрим.

В определённый момент времени ток через стабилизатор перестанет меняться – это и будет током стабилизации. Дальнейшее увеличение напряжения ничего не изменит, разве что добавит разогрев транзистора VT2. Нужно понимать, что всё избыточное напряжение будет выделяться на транзисторе VT2 в качестве тепла. Если ток стабилизации получился таким какой нужен значит подбор шунта закончен, если же ток отличается от нужного значения в большую сторону – увеличиваем сопротивление шунта, в меньшую – уменьшаем.

О печатной плате.

Печатную плату разрабатывал под SMD компоненты в программе P-CAD 2006. Размеры платы – 37×18мм, рисунок 3. Вы можете разработать свою печатную плату и прислать мне файл для размещения на сайте.

Рисунок 3.

О деталях.

Перечень деталей, необходимых для сборки стабилизатора тока, свёл в таблицу 1.







Таблица1 – перечень компонентов.

Позиционное обозначение

Наименование

Аналог/замена

R1

Резистор 10к.

SMD типоразмер 0805

R2-R6

Резисторы шунта.

SMD типоразмер 1206

VD1

Стабилитрон 9,1В.

Корпус SOD80

VT1

Транзистор биполярный BC846. Структура – n-p-n.

Корпус SOT23.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов

VT2

Транзистор полевой P0903BDG. Структура — n-канальный.

Корпус DPAK

Резюмирую. Во всех моих разработках со светодиодами обязательно есть стабилизатор тока. Он или простой, как в тот, что описан в статье или на операционном усилителе. Светодиоды обычно подключаю параллельно или последовательно-параллельно, всё зависит от конкретной задачи. В этой же статье рассказал, как сделать несложный стабилизатор тока для светодиодов на полевом транзисторе. Постарался объяснить, чем отличается стабилизатор напряжения от стабилизатора тока для светодиодов и что лучше. Надеюсь у меня получилось. Привёл принципиальную схему стабилизатора тока и печатную плату. Все файлы можно скачать с сайта. Приятных разработок!

Ну и фото напоследок.

BC846 datasheet.

P0903BDG datasheet.

Архив с проектом.

Стабилизатор тока для подключения светодиодов в машине

 В интернете можно найти множество мнений и перекрикиваний по поводу того, как же надо все-таки подключать светодиоды в машине. Действительно вариантов много, а мнений на этот счет не менее… И здесь написана не одна статья на эту тему, в попытке рассказать и о самых простых и сложных схемах. Это может быть и резистор и стабилизатор и даже ШИМ. И здесь предпочтение в выборе схемы подключения светодиода будет связано со многими факторами, — сколько вам надо подключить светодиодов, доверяете ли вы своему генератору с его скачками напряжения, с уровнем подготовленности того, кто будет все это реализовывать электрическую схему. Ну так вот, кроме того здесь есть и еще одно вполне жизненное и вполне оправданное мнение, обычно оно исходит от людей со специальным образованием, которые часто корят любителей за то, что они питают светодиоды обеспечивая не контроль по падению напряжения , а по току проходящему через светодиод.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов Ведь именно ток является номинальной величиной, которая подлежит контролированию, дабы светодиод все-таки  работал долго и успешно!

Зависимость тока и напряжения при питания светодиода

 Собственно здесь надо бы сказать пару слов об особенностях того и другого варианта. Вначале конечно вспомню формулу Ома, где зависимость сопротивления прямо пропорциональна напряжению и обратно току. Собственно даже считать не буду, а сделаю умозаключение, что при определенном получившемся токе в цепи будет падать определенное напряжение на сопротивлении. И обратное, — при падении определенного напряжения на сопротивлении, в нем будет протекать известный ток! Все это к тому, что чудес не бывает и ток и напряжения вполне зависимые величины, разве что их зависимость будет определяться либо сопротивление в цепи, либо максимальным током, который способен выдать источник питания. Однако мы будем по умолчанию принимать, что источник питания (аккумулятор) у нас выдает любую величину тока, по крайней мере, для экспериментов со светодиодами на автомобильном аккумуляторе это можно утверждать наверняка!
 Так вот здесь остается вроде как подытожить, что как бы мы не умничали, но номинальное поданное на светодиод напряжение будет порождать номинальный ток питания для него. Или можно сказать так, номинальный ток, будет соответствовать номинальному напряжению. Изменить ток может либо изменение внутреннего сопротивления светодиода, либо уже повышение напряжения на входе. Собственно это все к тому, что пока наш светодиод работает в номинальных режимах, не перегревается, нет скачков напряжения, то и со стабилизатором напряжения он будет работать долго и счастливо! Однако если вы не уверены в своем генераторе, который легко может выдать вместо 14 уже 16 вольт, или в светодиоде, который может «пойти в разнос» при перегреве, особенно если это несколько подключенных последовательно светодиодов. В итоге внутреннее сопротивление одного из них может уменьшиться, ведь у полупроводников обратная зависимость от проводников, в этом случае ток станет больше номинального.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов (*Сопротивление полупроводников уменьшается при нагреве и других воздействиях, в отличии от проводников, где оно увеличивается.) Тогда можно утверждать о том, что регулировать именно ток, а не напряжение для светодиода (ов) будет все же более правильным вариантом, нежели напряжение!

Схема регулятора тока для подключения светодиода в машине

Вначале о самой микросхеме – регуляторе тока. Наиболее популярна LM317. В каких только корпусах она не выпускается. Корпус 220 или 221 может рассеивать мощность при проходящем токе через микросхему до 1,5 А, если применить радиатор, остальные само собой меньше.

Сама микросхема может работать как стабилизатором напряжения, как серия 78xx, так и стабилизатором тока. Все зависит от схемы подключения. Нас интересует стабилизатор тока.
Ну и как же это все в итоге работает? Сама микросхема является активным элементом включенным в цепь, при этом регулировка тока между Vin (входом) и V out (выходом) происходит посредством измерений напряжения на ножке Vadj, именно этот вход является управляющим для работы микросхемы. Схема включения для стабилизатора тока на базе LM317 выглядит следующим образом.

При этом в номинальном режиме работы, напряжение на выходе Vout, должно быть больше на 1,25 Vв любом случае, даже в самом критичном. По факту это разница для задания «опорного напряжения», с помощью резистора.

  То есть если создать экстремальные параметры работы и посадить ножку Vadj на землю, то на выходе будет V out 1,25 вольта, при токе стабилизации 0,01 А и необходимом минимум напряжения на входе в 3 вольта больше, то есть 4.25 вольта. А вот если подать максимальные 40 вольт на вход, и задать «опорное напряжение» в 1,25 вольта, то на выходе будет 37 вольт и ток стабилизации в 1,5 А.
  Это можно посмотреть из Даташита (таблица 6.3). То есть опять возвращаемся на круги своя, понимая, что ограничение напряжение внутренним сопротивлением микросхемы или на ее входе не может не влиять на выходной ток.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов

 В общем-то понятно, что сопротивление должно рассчитываться так. R=1.25 V/Iout (исходя из формулы на картинке даташита). То есть скажем для светодиода током 20 мА получается: R=1.25 /0.02=62.5 Ом. Напряжение не применяется в расчетах, ведь по сути микросхеме на него «пофиг», главное ток, но опять же из зависимости формулы Ома получится около 3 вольт на выходе, что и будет номинальным напряжением питания для светодиода.
  При этом если мы светодиодов добавим, то есть подключим их последовательно, то упадет напряжение на выходе и проходящий ток через них, за счет увеличения сопротивления на землю. В итоге, на это отреагирует микросхема, подняв напряжение. Само собой поднимется ток, опять же до номинальных расчетных 20 мА. То есть с резистором 62.5 у нас всегда будет ток 20 мА, не важно сколько там стоит последовательно светодиодов!
  Однако на счет «не важно» я тоже соврал, ведь здесь будет работать ограничение по входящему напряжению. Если на входе его нет, то и на выходе ему неоткуда взяться. Получается, что при падении на микросхеме 3 вольт, мы можем максимум подключить последовательно 3-4 светодиода к напряжению в машине в 14 вольт. Все дальнейшие потуги микросхемы на счет поднятия напряжения и само собой тока за счет внутреннего изменения сопротивления просто не дадут результата.
Из этого можно сделать простой вывод, что все равно нам надо знать напряжения питания светодиода, а не только его ток потребления, дабы не переусердствовать. Ну да ладно, теперь окончательная схема для стабилизатора тока LM317 на машине для подключения светодиода.

Само собой если надо будет подключить большее количество светодиодов, то подключаем их уже параллельно тем, что есть.

Ну и если уж начал я статью в надежде сделать надежную схему для светодиодов, но нельзя упомянуть о их защите, в виде обратных диодов, которые будут защищать светодиоды от обратного тока. Ведь если будут скачки обратного напряжения, даже с незначительным током, то светодиоды могут сгореть.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов

И маленькая табличка с расчетными значениями потребляемого тока и выбором резистора под него.
* При токе более 300 мА ставим LM на радиатор.









Ток (уточненный ток для резистора стандартного ряда)Сопротивление резистораПримечание
20 мА62 Омстандартный светодиод
30 мА (29)43 Ом«суперфлюкс» и ему подобные
40 мА (38)33 Ом
80 мА (78)16 Омчетырехкристальные
350 мА (321)3,9 Омодноватные
750 мА (694)1,8 Омтрехватные
1000 мА (962)1,3 ОмW

На этом можно в принципе уже и завершить статью, разве что упомянув еще об налогах LM317
Полные аналоги:
• GL317;
• SG317;
• UPC317;
• ECG1900.

Стабилизаторы тока. Виды и устройство. Работа и применение

Стабилизаторы тока предназначены для стабилизации тока на нагрузке. Напряжение на нагрузке зависит от его сопротивления. Стабилизаторы необходимы для функционирования различных электронных приборов, например газоразрядные лампы.

Для качественного заряда аккумуляторов также необходимы стабилизаторы тока. Они используются в микросхемах для настройки тока каскадов преобразования и усиления. В микросхемах они играют роль генератора тока. В электрических цепях всегда есть разного рода помехи. Они отрицательно влияют на действие приборов и электрических устройств. С такой проблемой легко справляются стабилизаторы тока.

Отличительной чертой стабилизаторов тока является их значительное выходное сопротивление. Это дает возможность исключить влияние напряжения на входе, и сопротивления нагрузки, на значение тока на выходе устройства.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов Стабилизаторы тока поддерживают выходной ток в определенных пределах, меняя при этом напряжение таким образом, что ток, протекающий по нагрузке, остается постоянным.

Устройство и принцип действия

На нестабильность нагрузочного тока влияет значение сопротивления и напряжения на входе. Пример: в котором сопротивление нагрузки постоянно, а напряжение на входе повышается. Ток нагрузки при этом также возрастает.

В результате этого повысится ток и напряжение на сопротивлениях R1 и R2. Напряжение стабилитрона станет равным сумме напряжений сопротивлений R1, R2 и на переходе VT1 база-эмиттер: Uvd1=UR1+UR2+UVT1(б/э)

Напряжение на VD1 не меняется при меняющемся входном напряжении. Вследствие этого ток на переходе база-эмиттер снизится, и повысится сопротивление между клеммами эмиттер-коллектор. Сила тока на переходе коллектор-эмиттере и нагрузочное сопротивление станет снижаться, то есть переходить к первоначальной величине. Так выполняется выравнивание тока и поддержание его на одном уровне.

Виды стабилизаторов тока

Существует множество разных видов стабилизаторов в зависимости от их назначения и принципа работы. Рассмотрим подробнее основные из таких устройств.

Стабилизаторы на резисторе

В элементарном случае генератором тока может быть схема, состоящая из блока питания и сопротивления. Подобная схема часто используется для подключения светодиода, выполняющего функцию индикатора.

Из недостатков такой схемы можно отметить необходимость использования высоковольтного источника. Только при таком условии можно использовать резистор, имеющий высокое сопротивление, и получить хорошую стабильность тока. На сопротивлении рассеивается мощность P = I 2 х R.

Стабилизаторы на транзисторах

Значительно лучше функционируют стабилизаторы тока, собранные на транзисторах.

Можно выполнить настройку падения напряжения таким образом, что оно будет очень маленьким. Это дает возможность снижения потерь при хорошей стабильности тока на выходе.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов На выходе транзистора сопротивление очень большое. Такая схема применяется для подключения светодиодов или зарядки аккумуляторных батарей малой мощности.

Напряжение на транзисторе определяется стабилитроном VD1. R2 играет роль датчика тока и обуславливает ток на выходе стабилизатора. При увеличении тока падение напряжения на этом резисторе становится больше. Напряжение поступает на эмиттер транзистора. В итоге напряжение на переходе база-эмиттер, которое равно разности напряжения базы и эмиттерного напряжения, снижается, и ток возвращается к заданной величине.

Схема токового зеркала

Аналогично функционируют генераторы тока. Популярной схемой таких генераторов является «токовое зеркало», в которой вместо стабилитрона применяется биполярный транзистор, а точнее, эмиттерный переход. Вместо сопротивления R2 применяется сопротивление эмиттера.

Стабилизаторы тока на полевике

Схема с применением полевых транзисторов более простая.

Нагрузочный ток проходит через R1. Ток в цепи: «+» источника напряжения, сток-затвор VТ1, нагрузочное сопротивление, отрицательный полюс источника – очень незначительный, так как сток-затвор имеет смещение в обратную сторону.

Напряжение на R1 положительное: слева «-», справа напряжение равно напряжению правого плеча сопротивления. Поэтому напряжение затвора относительно истока минусовое. При снижении нагрузочного сопротивления, ток повышается. Поэтому напряжение затвора по сравнению с истоком имеет еще большую разницу. Вследствие этого транзистор закрывается сильнее.

При большем закрытии транзистора нагрузочный ток снизится, и возвратится к начальной величине.

Устройства на микросхеме

В прошлых схемах имеются элементы сравнения и регулировки. Аналогичная структура схемы применяется при проектировании устройств, выравнивающих напряжение. Отличие устройств, стабилизирующих ток и напряжение, заключается в том, что в цепь обратной связи сигнал приходит от датчика тока, который подключен к цепи нагрузочного тока.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов Поэтому для создания стабилизаторов тока используют популярные микросхемы 142 ЕН 5 или LМ 317.

Здесь роль датчика тока играет сопротивление R1, на котором стабилизатор поддерживает постоянное напряжение и нагрузочный ток. Величина сопротивления датчика значительно ниже, чем нагрузочное сопротивление. Снижение напряжения на датчике влияет на напряжение выхода стабилизатора. Подобная схема хорошо сочетается с зарядными устройствами, светодиодами.

Импульсный стабилизатор

Высокий КПД имеют импульсные стабилизаторы, выполненные на основе ключей. Они способны при незначительном напряжении входа создавать высокое напряжение на потребителе. Такая схема собрана на микросхеме МАХ 771.

Сопротивления R1 и R2 играют роль делителей напряжения на выходе микросхемы. Если напряжение на выходе микросхемы становится выше опорного значения, то микросхема снижает выходное напряжение, и наоборот.

Если схему изменить таким образом, чтобы микросхема реагировала и регулировала ток на выходе, то получится стабилизированный источник тока.

При падении напряжения на R3 ниже 1,5 В, схема работает в качестве стабилизатора напряжения. Как только нагрузочный ток повышается до определенного уровня, то на резисторе R3 падение напряжения становится больше, и схема действует как стабилизатор тока.

Сопротивление R8 подключается по схеме тогда, когда напряжение становится выше 16,5 В. Сопротивление R3 задает ток. Отрицательным моментом этой схемы можно отметить значительное падение напряжения на токоизмерительном сопротивлении R3. Эту проблему можно решить путем подключения операционного усилителя для усиления сигнала с сопротивления R3.

Стабилизаторы тока для светодиодов

Изготовить такое устройство самостоятельно можно с применением микросхемы LМ 317. Для этого останется только подобрать резистор. Питание для стабилизатора целесообразно применять следующее:

  • Блок от принтера на 32 В.
  • Блок от ноутбука на 19 В.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов
  • Любой блок питания на 12 В.

Достоинством такого устройства является низкая стоимость, простота конструкции, повышенная надежность. Сложную схему нет смысла собирать самостоятельно, проще ее приобрести.

Похожие темы:

Схемы стабилизаторов тока для силовых светодиодов. Изготовление простого стабилизатора тока и напряжения. Драйвер светодиодов

Существует неправильное мнение, что для светодиода важным индикатором является напряжение питания. Однако это не так. Для его правильной работы необходим постоянный ток потребления (ипотр.), Который обычно бывает в районе 20 миллиампер. Величина номинального тока обусловлена ​​конструкцией светодиода, эффективностью радиатора.

Но величина падения напряжения в основном определяется материалом полупроводника, из которого изготовлен светодиод, может достигать 1.От 8 до 3,5 В.

Отсюда следует, что это как раз стабилизатор тока для светодиода нормальной работы. В этой статье рассмотрим стабилизатор тока на LM317 для светодиодов .

Стабилизатор тока для светодиодов — Описание

Конечно, самый простой способ ограничить ипотр. Для светодиода есть. Но следует отметить, что этот способ малоэффективен из-за больших потерь энергии, и подходит только для слаботочных светодиодов.

Формула расчета необходимого сопротивления: Rd = (Упит.-Упад.) / Ipotre.

Пример: Упит. = 12В; Упад. на светодиоде = 1,5В; Ипотр. Сотовость = 0,02а. Необходимо рассчитать сопротивление РД.

В нашем случае РД = (12,5В-1,5В) / 0,02А = 550 Ом.

Но еще раз повторюсь, такой способ стабилизации подходит только для маломощных светодиодов.

Следующий вариант стабилизатора ТКА Практичнее. На следующей схеме LM317 ограничивает iPotr. Светодиод, который выставлен сопротивлением

Р.

Для стабильной работы на LM317 входное напряжение должно превышать напряжение питания светодиода на 2-4 вольта.Диапазон ограничения выходного тока составляет 0,01 .Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов .. 1,5 А при выходном напряжении до 35 вольт.

Формула расчета сопротивления резистора R: R = 1,25 / IPOTR.

Пример: для светодиода с iPotre. 200мА, R = 1,25 / 0, 2а = 6,25 Ом.

Вычислитель стабилизатора тока на LM317

Чтобы рассчитать сопротивление и мощность резистора, просто введите требуемый ток.

Описание нюансов сборки стабилизатора напряжения 12 вольт на машину, перечень необходимых запчастей, 3 схемы.+ Тест для самотестирования. Мы занимаемся 5 основными вопросами по этой теме и 3 основными припоями для плат.

ТЕСТ:

Чтобы понять, достаточно ли у вас информации о автомобильных стабилизаторах, вам следует пройти небольшой тест:

  1. Зачем устанавливать на свой автомобиль стабилизатор на 12 В? А) автомобильная сеть дает непостоянное напряжение. Это зависит от степени зарядки аккумулятора. Напряжение колеблется в пределах 11,5 — 14,5 вольт. Но для светодиодных ламп требуется всего 12 вольт. Запитать нужное напряжение и поставить ЦЗ.
    б) Светодиодные лампы работают от 18 вольт. Чтобы они функционировали при подключении на автомобиле, приходится давать дополнительную нагрузку через стабилизатор.
  2. Почему светодиодные лампы часто перегорают без стабилизатора? А) основная причина — некачественный производитель светодиодов.
    б) Из-за скачкообразного напряжения на них.
  3. В каком случае к стабилизатору дополнительно подключают алюминиевый радиатор? А) Если на автомобиле установлено более 10 светодиодов.
    б) при установке на станке светодиодных ламп разного цвета.
  4. Как подключаются светодиоды? А) 3 светодиода подключаются последовательно к резистору, а после собранного комплекта параллельно подключаются следующие светодиоды.
    б) 3 светодиода подключаются параллельно резистору, а затем собранный набор последовательно подключается к следующим светодиодам.

Ответы:

  1. а) В зависимости от степени заряда АКБ на светодиодные лампы будет действовать колебательное напряжение — от 11,5 до 14,5.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов Именно поэтому его подключают к лампам для получения постоянного напряжения, равного 12 вольт (такой индикатор нужен светодиодам).
  2. б) Светодиоды не рассчитаны на скачки напряжения, которые идут от АКБ, поэтому без стабилизатора скоро сгорают.
  3. а) Если на автомобиле установлено более 10 светодиодов, желательно оснастить схему алюминиевым радиатором.
  4. б) Сначала к резистору последовательно подключаются 3 светодиода, а после берут новую заминку и уже параллельно соединяют между собой.

Автовладельцы часто устанавливают на свой автомобиль светодиодную подсветку. Но лампочки часто выходят из строя, и вся созданная красота тут же вспыхивает.Объясняется это тем, что светодиодные лампочки работают некорректно, если их просто подключить к электрической сети. Для них необходимо использовать специальные стабилизаторы. Только в этом случае лампы будут защищены от перепадов напряжения, перегрева, повреждения важных узлов. Чтобы установить стабилизатор напряжения на свой автомобиль, вам необходимо подробно разобраться в этом вопросе и изучить простую схему, которая будет собрана своими руками.

Определение: CH 12 вольт для автомобиля — небольшое устройство, предназначенное для очистки чрезмерного автомобильного напряжения, идущего от аккумулятора.В результате подключенные светодиодные лампы получаются постоянной нагрузкой 12 вольт.

Подбор стабилизатора 12 В

Бортовая сеть автомобиля обеспечивает питание от 13 В, но для работы светодиодов нужно всего 12 В. Поэтому необходимо установить стабилизатор напряжения, который будет обеспечивать 12 В.

Установив такое оборудование для обеспечения нормальных условий работы светодиодного освещения, которое долгое время не выйдет из строя. Выбирая стабилизаторы, автомобилисты сталкиваются с проблемами, ведь конструкций очень много, и работают они по-разному.

Выбирает стабилизатор, который:

  1. Он будет нормально работать.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов
  2. Обеспечивают надежную защиту и безопасность светотехники.

Стабилизатор напряжения простой 12 своими руками

Если есть даже небольшие навыки сборки электрической схемы, то стабилизатор напряжения приобретается по желанию в готовом виде. На изготовление самодельного устройства Человек потратит 50 рублей и меньше, готовая модель несколько дороже.Нет смысла переплачивать, ведь в результате получается качественный аппарат, отвечающий всем необходимым требованиям.

Самый простой, но функциональный стабилизатор можно сделать своими руками без особых усилий. Импульсный прибор собрать очень сложно, особенно новичку, а потому стоит рассмотреть на нем линейные стабилизаторы и любительские схемы.

Самый простой стабилизатор напряжения 12 вольт собран из схемы (готов), как и сопротивление резистора.Желательно использовать микросхему LM317. Все элементы будут прикреплены к перфорированной панели или универсальной печатной плате. Если правильно собрать прибор и подключить к автомобилю, можно обеспечить хорошее освещение — лампочки перестанут мигать.

Перечень деталей CH 12 V

Чтобы сделать стабилизатор напряжения своими руками, следует найти или купить следующие детали:

  1. Доска — 35 на 20 мм.
  2. Микросхема

  3. LD 1084.
  4. Диодный мост RS407.Если этого нет, выбираем любой маленький диод, предназначенный для обратного тока.
  5. Блок питания с транзистором и двумя сопротивлениями. Это оборудование нужно для того, чтобы выключить торец при включении ближнего или дальнего света.

Три светодиода необходимо преобразовать в токоограничивающий резистор, регулирующий электричество. Этот набор после того, как он должен быть подключен к следующему комплекту лампочек.

Как сделать стабилизатор напряжения на 12 вольт для светодиодов в машине на микросхеме L7812

Для сборки качественного стабилизатора напряжения можно использовать трехконтактный стабилизатор постоянного тока, выпускаемый в серии L7812.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов Это устройство позволит не только отделить этикетки в автомобиле, но и целую ленту из светодиодов.

L7812.

Компоненты:
  1. L7812 Микросхема.
  2. Конденсатор 330 MKF 16 В.
  3. Конденсатор 100 мкФ 16 В.
  4. Выпрямительный диод на 1 ампер. Можно использовать 1N4001 или диод Шоттки.
  5. Термоусадочная на 3 мм.
  6. Электропроводка соединительная.
Порядок сборки:
  1. Немного укоротить одну ножку стабилизатора.
  2. Используйте припой.
  3. Добавить диод в короткую ножку, а после и конденсаторы.
  4. Накладываем термоусадку на проводку.
  5. Занимаемся коммутацией проводов.
  6. Носим термоусадочную пленку, прессуем строительным феном или зажигалкой. Важно не переставлять и не растапливать термоусадку.
  7. На входе с левой стороны подаем питание, справа будет выводиться светодиодная лента.
  8. Проводим тест — включаем освещение.Лента должна загореться, теперь ее работа увеличится.

Так стабилизатор напряжения 22В своими руками.

Схема стабилизатора напряжения 12 В для светодиодов в авторучках на базе LM2940CT-12.0

Также для сборки качественного стабилизатора напряжения используется схема LM2940CT-12.0. В качестве корпуса мы используем абсолютно любой материал, кроме дерева. Если в автомобиле планируется установить более 10 светодиодных ламп, то алюминиевый радиатор желательно прикрепить к стабилизатору.

Возможно, у кого-то уже был опыт работы с подобным оборудованием, и они скажут, что нет необходимости использовать дополнительные детали — напрямую подключайте светодиоды и получайте удовольствие от работы. Так поступить можно, но в этом случае лампочки будут постоянно находиться в неблагоприятных условиях, а значит, скоро сгорят.

Достоинства всех перечисленных выше схем стабилизатора напряжения — простота сборки. Чтобы собрать стабилизатор, не нужно обладать какими-то специальными навыками и навыками.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов Но если представленные картинки только вызывают недоумение, то не пытайтесь собрать схему своими руками.

Еще важно знать 3 нюанса, как собрать стабилизатор напряжения 12 вольт своими руками

  1. Светодиоды предпочтительно подключать через стабилизатор тока. Таким образом удастся уравновесить колебания электрической сети, а владелец автомобиля не будет беспокоиться о сбрасывании тока.
  2. Требования к питанию также должны соблюдаться, потому что, таким образом, собственный самосборный стабилизатор может быть правильно настроен под электрическую сеть.
  3. Желательно собрать такой агрегат, который обеспечит достойную устойчивость, надежность и устойчивость — стабилизатор должен продержаться долгие годы. Именно поэтому не обязательно дешеветь на комплектующие — приобретайте в хороших магазинах электронику.

Как избежать 3х ошибок при пайке схем

  1. Перед началом всех работ по шипу обязательно подберем наиболее подходящий паяльный аппарат для сборки микросхемы. Старый, который лежит дома или в гараже, подойдет только опытным людям, новенький испортит плату, не справился с мощностью.Наиболее подходящий диапазон напряжений для подключения платы и проводки — 15-30 Вт. Мы не используем большую мощность, иначе плата сгорит и придется начинать все заново, с новыми деталями.
  2. Перед тем, как приступить к подключению соединений пайкой, убедитесь, что схема хорошо очищена. Для качественной обработки используется простой состав — смешивается любое мыло с чистой водой. После чистой салфетки вырисовался приготовленный раствор и доска очень качественная по всей поверхности.Если на металле остались места мыла, то протираем их аккуратной сухой тканью. На досках часто бывают довольно плотные отложения. Чтобы избавиться от них, придется отправиться в магазин с электрооборудованием и купить специальный очищающий состав. Продавцы подскажут все необходимое. Обработайте до появления светлого металлического блеска.
  3. Контакты на плате У нас в правильной последовательности — для начала работаем с небольшими резисторами, а потом переходим к большим деталям.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов Если сначала скрепить все основные детали, то мелкие детали будет очень неудобно прикреплять — большие детали помешают.

Не пренебрегайте советами. Они создадут более качественный состав, что означает долговечность стабилизатора.

Паяльник Top 3 для плат

Чтобы упростить себе работу на шипе стабилизатора, желательно купить качественный паяльник. В магазинах есть агрегаты хороших и проверенных производителей, на которые стоит обратить внимание:

  1. ERSA — немецкая компания. Товар очень хороший и надежный, но дорогой, а потому для дома по карману далеко не каждому.
  2. Китайская фирма Quick. Качество на высоте, а цена приемлемая.
  3. Лаки. Самый бюджетный вариант. Нельзя оставлять включенный автомат без присмотра — возможно возгорание.

Паяльник потребляет 10 Вт, чтобы сделать простую микропланшет. При покупке читайте ручку — она ​​не должна быстро нагреваться. Лес — идеальный вариант. Пластик быстро нагревается, эбонит тяжелый, поэтому работать с мелкими деталями затруднительно.

Силы Желательно выбирать из меди — от нагара легко очистить после работы.Балай бывает разной формы и продается наборами. Это бесполезно, но опытным людям будет удобно пользоваться насадками разной конфигурации.

Стабилизаторы напряжения автомобильные

Ответы на 5 часто задаваемых вопросов по пайке

  1. Сколько нужно держать предварительно нагретое жало на деталях для хорошей фиксации? — 3 секунды хватит, если протянуть дольше, плата сгорает.
  2. Сколько добавляется припой? — Следите за тем, чтобы покрыть обработанную часть.Иногда хватает и капель.
  3. Пайка по внешнему виду должна стать блестящей или матовой? — блестящий.
  4. Купить дополнительные средства защиты? — Только очки. Если вы подобрали хороший паяльник, защищать руки не нужно.
  5. Какая температура у микросхемы? — 230 градусов.

Содержимое:

Ни для кого не секрет, что светодиодные лампы периодически перегорают, несмотря на установленный производителями длительный гарантийный срок.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов Многие люди просто не знают этих причин, по которым они терпят неудачу.Тем не менее особых сложностей здесь нет, просто такие лампы имеют определенные параметры, требующие обязательной стабилизации. Это мощность тока в самой лампе и падение напряжения в питающей сети.

Для решения этой проблемы используется стабилизатор тока для светодиодов. Однако не все стабилизаторы могут эффективно решить поставленную задачу. Поэтому в некоторых случаях рекомендуется изготовить стабилизатор своими руками. Перед этим процессом следует внимательно разобраться в предназначении, устройстве и принципе работы стабилизатора, чтобы не допустить ошибок при сборке схемы.

Назначение стабилизатора

Основная функция стабилизатора — выравнивание тока вне зависимости от падений напряжения в электрической сети. Есть два типа стабилизирующих устройств — линейные и импульсные. В первом случае все выходные параметры регулируются путем распределения мощности между нагрузкой и собственным сопротивлением. Второй вариант намного эффективнее, так как в этом случае на светодиоды поступает только необходимое количество мощности. В основе действия таких стабилизаторов лежит принцип широтно-импульсной модуляции.

В более высоком КПД, который составляет не менее 90%. Однако они имеют довольно сложную схему и соответственно высокую цену по сравнению с приборами линейного типа. Следует отметить, что использование стабилизаторов LM317 допустимо только для линейных схем. Их нельзя включать в цепочки с большими значениями тока. Вот почему эти устройства лучше всего подходят для совместного использования со светодиодами.

Необходимость использования стабилизаторов объясняется особенностями параметров светодиодов. Они отличаются нелинейной вольт-амперной характеристикой, когда изменение напряжения на светодиоде приводит к непропорциональному изменению тока.При повышении напряжения нарастание тока в самом начале происходит очень медленно, поэтому свечения не наблюдается.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов Далее, когда напряжение достигает порогового значения, начинается излучение света с одновременным быстрым увеличением тока. Если напряжение продолжает расти, в этом случае происходит еще большее увеличение тока, что приводит к возгоранию светодиода.

Характеристики светодиодов отражают значение порогового напряжения в виде постоянного напряжения при номинальном токе.Индикатор номинального тока для большинства маломощных светодиодов составляет 20 мА. Для мощных светодиодов требуется более высокий номинальный ток, достигающий 350 мА и выше. Они выделяют большое количество тепла и устанавливаются на специальные радиаторы.

Для обеспечения нормальной работы светодиодов питание на них следует подключать через стабилизатор тока. Это связано с разбросом порогового напряжения. То есть светодиоды разных типов отличаются разным постоянным напряжением. Даже у однотипных ламп может быть не одинаковое постоянное напряжение, причем не только его минимальное, но и максимальное значение.

Таким образом, если к одному источнику, то они будут пропускать через себя совершенно разный ток. Разница токов приводит к их преждевременному выходу из строя или мгновенному выгоранию. Чтобы избежать подобных ситуаций, светодиоды рекомендуется включать совместно со стабилизаторами, предназначенными для выравнивания тока и доведения его до определенного заданного значения.

Стабилизаторы линейного типа

С помощью стабилизатора ток устанавливается равным току, проходящему через светодиод, с заданным значением, которое не зависит от напряжения, приложенного к диаграмме.Если напряжение превышает пороговый уровень, ток останется прежним и не изменится. В дальнейшем при увеличении общего напряжения его рост будет происходить только на стабилизаторе тока, а на светодиоде он останется неизменным.

Таким образом, при неизменных параметрах светодиода стабилизатор тока можно назвать стабилизатором его мощности. Распределение активной мощности, выделяемой тепловым устройством, происходит между стабилизатором и светодиодом пропорционально напряжению на каждом из них.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов Этот тип стабилизатора получил название линейного.

Нагрев линейного стабилизатора тока увеличивается с ростом приложенного к нему напряжения. Это его главный недостаток. Однако у этого устройства есть ряд преимуществ. Во время работы отсутствуют электромагнитные помехи. Конструкция очень простая, что делает изделие довольно дешевым в большинстве схем.

Есть области применения, в которых линейный стабилизатор тока для светодиодов на 12 В становится более эффективным по сравнению с импульсным преобразователем, особенно когда напряжение на входе лишь немного выше, чем напряжение на светодиоде.Если питание осуществляется от сети, в схеме можно использовать трансформатор, к выходу подключают линейный стабилизатор.

Таким образом, сначала снижается напряжение до того же уровня, что и на светодиоде, после чего линейный стабилизатор устанавливает необходимое значение тока. Другой вариант предполагает приближение напряжения светодиода к напряжению питания. Для этого выполняется последовательное включение светодиодов в общую цепочку. В результате общее напряжение в цепи будет величиной напряжений каждого светодиода.

Некоторые стабилизаторы тока могут быть выполнены на полевых транзисторах с использованием перехода P-P. Ток протока устанавливается с помощью клапана заслонки. Ток, проходящий через транзистор, такой же, как начальный ток протекания, указанный в технической документации. Величина минимального рабочего напряжения такого устройства зависит от транзистора и составляет около 3 В.

Стабилизаторы импульсов Toka

К более экономичным приборам относятся стабилизаторы тока, в основе которых лежит импульсный преобразователь.Этот элемент известен как ключевой преобразователь или преобразователь. Внутри преобразователя мощность накачивается определенными порциями в виде импульсов, что и определило его название. В нормальном рабочем устройстве энергопотребление происходит непрерывно. Он непрерывно передается между входными и выходными цепями, а также постоянно попадает в нагрузку.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов

Электрические схемы

IN Стабилизатор тока и напряжения на основе импульсных преобразователей имеет практически одинаковый принцип действия. Единственное отличие состоит в том, чтобы контролировать ток через нагрузку, а не нагрузку на нагрузку.Если ток в нагрузке уменьшается, стабилизатор выполняет переключение мощности. В случае увеличения мощность снижается. Это позволяет создавать стабилизаторы тока для мощных светодиодов.

В наиболее распространенных схемах дополнительно имеется струйный элемент, называемый дросселем. От входной цепочки по ней определенными участками поступает энергия, которая в дальнейшем передается на нагрузку. Эта передача происходит с помощью переключателя или ключа, находящегося в двух основных состояниях — выключенном и включенном.В первом случае ток не проходит, и мощность не выделяется. Во втором случае ключ проводит ток, но при этом имеет очень низкое сопротивление. Следовательно, и выделенная мощность близка к нулю. Таким образом, передача энергии происходит практически без потери мощности. Однако импульсный ток считается нестабильным, и для его стабилизации используются специальные фильтры.

Импульсный преобразователь наряду с явными достоинствами имеет серьезные недостатки, устранение которых требует конкретных конструктивных и технических решений.Эти устройства отличаются сложностью конструкции, они создают электромагнитные и электрические помехи. Они тратят определенное количество энергии на свою работу и в результате нагреваются. Стоимость их значительно выше, чем у линейных стабилизаторов и трансформаторных устройств. Однако большинство недостатков успешно преодолеваются, поэтому импульсные стабилизаторы пользуются большой популярностью у потребителей.

Драйвер светодиодов

Источники света на светодиодах становятся все более распространенными, вытесняя других конкурентов, как в области применения индикации, так и в качестве мощных осветительных приборов.Для стабильной и долговечной работы источников на светодиодах требуется ряд требований.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов

Источник тока или напряжение?

Наиболее знакомо понятие стабилизатора напряжения, т. Е. Устройств, обеспечивающих выдачу стабильного напряжения вне зависимости от условий: мощности нагрузки, температуры, значений входного напряжения. Для питания источников освещения на светодиодах необходимо обеспечить стабильный ток через диод. Это связано с тем, что полупроводниковые элементы имеют нелинейную зависимость тока через p-N переход.Изменение внешних условий влияет на величину протекающего тока, который может выйти за допустимые пределы. Поэтому концепция стабилизатора напряжения для светодиодов не имеет смысла. Особенно важно обеспечить стабилизацию тока для светодиодов в автомобиле, где напряжение не отличается стабильностью, а температурный диапазон изменения температуры очень широк.

Эти условия необходимы для применения источника тока. В простейшем случае можно ограничиться простым ограничением максимального значения с помощью ограничительного резистора, но это не обеспечивает стабильной яркости и неэффективно с энергетической точки зрения.

На заметку. Более рациональный источник питания на стабилизированное значение с использованием схемотехнических решений источников тока на малогабаритных электронных компонентах.

Схематическое решение

Развитие современной микроэлектроники позволяет создавать устройства с требуемыми параметрами, используя минимум элементов. Довольно хорошо зарекомендовавшие себя устройства генераторов тока на интегральной микросхеме LM317. В целом данная микросхема представляет собой интегральный стабилизатор напряжения, но некоторые изменения стандартной схемы включения, кстати, указанные в технической документации, позволяют использовать эту ИМС в качестве источника тока, в том числе для питания светодиодов.

Параметры микросхемы следующие:

  • Напряжение — 1,2-37В;
  • Ток через микросхему — до 2а в случае использования LM317T.

Множество разновидностей этого стабилизатора выпускаются разными производителями, но разница в стоимости и габаритах на минимальную и максимальную мощность незначительна, поэтому имеет смысл использовать максимально доступную мощность, питание которой никогда не помешает.Схема стабилизатора тока для светодиодов: Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов

Важно! При использовании мощного стабилизатора тока для светодиодов с нагрузкой, близкой к максимальной, обязательно используйте радиатор, который позволит тепло выделить выделенный интегральный микрокамер.

Итак, ниже представлен наиболее простой, но надежно работающий стабилизатор тока на микросхеме LM317 для светодиодов.

В этой схеме микросхема имеет только один резистор во внешней обмотке. Именно с его помощью устанавливается значение выходного параметра. Это делается по формуле:

Данный вариант стабилизатора работает в диапазоне значений от 0,01 до 1,5а. Верхний предел ограничен мощностью чипа. Мощность, которая рассеивается на резисторе, может составлять несколько ватт при максимальном токе. Точнее определяется из выражения:

Важно! При значениях более 0,3А использование радиатора охлаждения для микросхемы обязательно!

Добавив на схему всего два элемента: мощный транзистор и резистор, можно поднять выходной ток до 10а.

На схеме представлен мощный составной транзистор КТ825 с любой буквой. Резистор R2 выполняет ту же функцию, что и в предыдущей схеме, и рассчитывается аналогично.Поскольку по нему течет большой ток, а значение сопротивления невелико, следует использовать провод. Резистор R1 устанавливает смещение на основе транзистора и должен иметь рассеивающую мощность 0,25-0,5 Вт.

В обеих схемах источник напряжения питания (входное напряжение) может быть от 3 до 38В. Для поддержания требуемого тока во всем диапазоне нагрузок напряжение питания должно быть приближено к максимальному значению.

Пример. Пусть будет на 20мА. Тогда с одним подключенным диодом выходное напряжение будет около 2-3В (в зависимости от типа светодиода).Если включить два последовательных светодиода, то для обеспечения необходимого тока 20 мА схема уже превысит ровно в два раза большее напряжение. Подобные расчеты можно произвести для любого количества позиций.

Требуемое входное напряжение может быть получено с помощью понижающего трансформатора с мостовым выпрямителем и фильтрующего конденсатора.

Диоды надо рассчитывать на требуемый ток, а емкость конденсатора надо брать порядка нескольких тысяч микрофрейд.

Важно! Рабочее напряжение конденсатора должно превышать напряжение питания примерно в полтора раза, то есть в этом случае должно быть не менее 50В.

В автомобиле напряжение бортовой сети не более 14В. Поскольку частота пульсаций здесь выше, чем в домашней сети, а амплитуда невысока, емкость конденсатора может быть меньше. Также рабочее напряжение может составлять 25 В. Разумеется, выпрямительный мост здесь не нужен.

Как видите, сделать стабилизатор тока для светодиодов своими руками — задача простая.Важна аккуратность, внимательность и минимум навыков работы с электроникой.

Видео

Сегодня напишу о чем давно надо было написать, как подсветка и поделки из светодиодов Становится все больше, но бывает в них перегорает один-два светодиода, а уже красота уходит в фон, чтобы этого не произошло, нужно поставить на LED стабилизаторы . Поставив такие стабилизаторы один раз, мы добиваемся долговечности и бесперебойной работы наших светодиодов.

Ни для кого не секрет, что светодиодных ламп ,
Используемые в автомобиле, как и большинство светодиодных лент, рассчитаны на постоянное напряжение 12 вольт. А также всем известно, что напряжение в бортовой сети может превышать 15 вольт, что может быть губительно для чувствительных светодиодов. Вследствие резких скачков напряжения светодиоды могут выйти из строя (мигать, терять яркость или что чаще встречается в оплетке).

С этой проблемой можно бороться И даже нужно, тем более специальных знаний и затрат она не требует.Как вы, наверное, уже догадались, для борьбы с завышенным (для светодиодов) напряжением необходимо докупить и сделать стабилизатор напряжения. Стабилизатор на 12 вольт легко найти в любом магазине радиодеталей. Маркировка может быть разной, я взял катушку 8b (15 руб.) И диодную 1N4007 (1 рубль). Диод нужен для предотвращения перемешивания и вставьте его на вход стабилизатора.

Схема подключения

Ботинки

Стал подключать стабилизаторы к подсветке (я это уже сделал).Как видно на картинке, напряжение в бортовой сети при зажигании (напряжение аккумуляторной батареи) составляет 12,24 вольт, что для светодиодной ленты это не страшно, но напряжение в бортовой сети при спроектированном двигателе угрожает (для светодиодов) 14,44 вольт. Далее видим, что стабилизатор отлично справляется со своей задачей и выдает на выходе напряжение, не превышающее 12 вольт, что не может не радовать.

Единственный пример, в любом другом электронном письме. Цепи Ситуация аналогичная

Схема подключения

Дверь передняя правая

Водительская дверь

Ну и все осталось только все хорошо выставить, удачно провести запас проводов и собрать накладки дверей.
За все время эксплуатации ни один светодиод не поборол и надеюсь что подсветка будет очень долго радовать меня и окружающих.

Надеюсь кому-нибудь пригодится …

LED Поддержание постоянного тока — Стабилизация тока в светодиодных цепях Разъяснено

Введение

Светоизлучающие диоды (светодиоды) стали очень распространенными в настоящее время. Он в основном используется в качестве индикатора мощности в электронных приборах. Они также широко используются в декоративном освещении и рекламных дисплеях.Интересной особенностью светодиодов является то, что они излучают довольно много света даже при очень низких токах. Но это также означает, что он может быть необратимо поврежден при высоком токе светодиода. Более того, более высокий ток светодиода, чем требуется, приведет к ненужному нагреву светодиода, что в конечном итоге снизит его эффективность и срок службы. Таким образом, становится обязательным наличие какого-либо устройства ограничения тока светодиода для обеспечения постоянного тока светодиода для достижения оптимальных результатов. Обычно это достигается с помощью последовательного резистора.

Как рассчитать номинал резистора ограничения тока?

Это можно сделать просто с помощью следующей формулы:

R (x) = V (s) — (n.V (светодиод)) / I (светодиод)

Здесь R (x) = значение резистора ограничения тока светодиода,

В (с) = напряжение питания,

n = нет. светодиодов последовательно,

и I (светодиод) = ток через светодиоды.

Поскольку V (светодиод) различается для светодиодов разного цвета, очевидно, что это будет зависеть от того, какой цвет светодиода вы используете.

Обычно минимальное напряжение, необходимое для включения красного светодиода, составляет 1,7 В, для зеленого — 2 В, а для желтого — 2,5 В. Ток светодиода может быть выбран от 10 мА до 50 мА, в зависимости от требуемой интенсивности.

Идея последовательного токоограничивающего резистора проста, но некоторая энергия теряется в нем в виде тепла. Кроме того, ток через него не стабилизируется, и подключенный светодиод небезопасен в случае повышения напряжения.

Как стабилизировать ток светодиода

С помощью пары транзисторов и резисторов можно проверить ток светодиода.Здесь T1 образует источник тока для светодиода, а R1 используется для смещения базы T1.

Резистор R2 рассчитан таким образом, что на нем образуется разность потенциалов не менее 0,6 В, если ток начинает расти за допустимый предел. Из-за этого T2 начинает проводить, снижая базовый ток T1, который, в свою очередь, останавливает избыточный ток через светодиоды, или, другими словами, значение R2 выбирается так, чтобы в нормальных условиях падение потенциала на R2 было чуть ниже 0.6 вольт.

Значение R2 рассчитывается следующим образом:

R2 = 0,6 / I (светодиод)

здесь I (светодиод) = максимально допустимый ток светодиода.

Вычислить R1 тоже очень просто,

R1 = (В (б) -0,6) .Hfe / I (светодиод),

здесь V (b) = напряжение источника на R1,

Hfe = используется коэффициент усиления прямого тока T1.

Автоматический регулятор напряжения цепи 12 вольт. Две простые, но надежные схемы стабилизатора тока для светодиодов в автомобилях

Стабилизатор мощности для светодиодов 12В

Перегоревший светодиод (кукуруза) габаритами за 250 рублей стимулировал изучение данной темы.Установив эту хрень на машину, я столкнулся с тем, что они довольно быстро выходили из строя из-за некачественного питания.

Преамбула

Автомобильная бортовая сеть электроснабжения — довольно «грязная» среда с точки зрения всевозможных помех, просадок и скачков напряжения. При работе генератора возникают импульсные шумы амплитудой до ста и более вольт, «ходящее» напряжение в зависимости от состояния АКБ и оборотов двигателя, сильные просадки при работе стартера.Плюс к этому вносятся помехи от некачественных потребителей внутри самого автомобиля, статические помехи от движущихся частей шасси и внешних источников, таких как трамвайные линии и линии электропередач и т. Д. Если штатные электронные компоненты автомобиля, как правило, имеют хорошую защиту и фильтрацию от таких проблем, то менее важные электрические цепи, такие как цепи освещения или цепи прикуривателя, практически не защищены от них. Это следует учитывать при собственной модификации автомобиля.Набирающие популярность дневные ходовые огни и светодиодное освещение используют светодиоды в качестве светоизлучающих элементов. С точки зрения электричества светодиоды — очень требовательные потребители. Для работы в номинальном режиме, а значит для сохранения заявленного срока службы и светосилы, светодиодам требуется постоянный, строго дозированный ток питания, отсутствие импульсных помех, особенно обратной полярности по отношению к рабочей. Результат несоблюдения этих условий вы наверняка видели на любой оживленной улице, глядя на машину с дешевыми китайскими «кластерами» — одни светодиоды не горят, другие мерцают в такт генератору или еле тлеют.Печальное зрелище. Причина в том, что в таких кластерах в лучшем случае используются токоограничивающие резисторы и диоды для исключения излучения обратной полярности и защиты от обратной полярности, при этом не предусмотрена фильтрация или стабилизация. От такой простой схемы есть смысл только при питании стабилизированным и отфильтрованным напряжением (но даже в этом случае не учитывается температурный режим светодиодов). Таким образом, вся «грязь» из автомобильной бортовой сети падает прямо на тонкие кристаллы светодиодов, вызывая их преждевременную деградацию и разрушение.Очевидно, чтобы этого избежать, вам следует запитать светодиоды через стабилизатор фильтра. В идеале это должен быть стабилизатор тока, но стабилизатор напряжения подойдет и для питания заводских осветителей, изначально рассчитанных на питание от 12 вольт.

(осторожно, мультибукаф)

Итак, наш ТЗ заключается в следующем: имея входное напряжение бортовой сети автомобиля со всеми его скачками, просадками и шумами, получить стабильные 12 вольт при токе нагрузки порядка 0,3-0,4. амперы на выходе.
Здесь мы столкнулись с первой трудностью — напряжение электросистемы в разных ситуациях может быть как выше, так и ниже 12 вольт. В среднем мы принимаем диапазон входного напряжения 8-16 вольт. Соответственно, схема стабилизатора в различных ситуациях должна будет работать как в повышенном, так и в нижнем режимах. Поэтому от такого простого варианта, как использование параметрического стабилизатора (отечественный МС КР12ЕН или зарубежный LM7812), можно сразу отказаться, так как эти микросхемы работают только на понижение, при работе подвержены нагреву и требуют входного напряжения не менее на пару вольт выше выходного напряжения.Очевидно, что лучшим выбором будет использование импульсного преобразователя напряжения, к тому же способного работать в режиме «вверх-вниз». Для построения этого преобразователя используется топология SEPIC (несимметричный преобразователь первичной индуктивности, преобразователь с несимметрично нагруженной первичной индуктивностью), а в качестве управляющей микросхемы используется дешевый и широко распространенный MC3x063, имеющий множество аналогов.
Более подробное описание архитектуры SEPIC и принципов работы преобразователей на ее основе можно найти в Интернете, просто введя строку «sepic converter» в поисковой системе.Эта тема хорошо разжевана, в том числе статей на русском языке очень много, поэтому подробно останавливаться на этом не будем. Но тот факт, что преобразователь sepic позволяет получить стабильное выходное напряжение при входном напряжении как выше, так и ниже выходного, для нас сейчас более важен. Находится отличная статья с описанием методики расчета параметров такого преобразователя и даже онлайн-калькулятор. По сути, рассмотренная в статье схема представляет собой переработанное под автомобильную специфику решение, доступное на том же сайте.
Сразу отметим, что поскольку в схеме присутствует несинхронный элемент — диод Шоттки, а микросхема управления имеет относительно низкую рабочую частоту, ее нагрузочная способность очень мала. На самом деле 1-1,5 ампера — разумный предел тока нагрузки, так как с его ростом увеличиваются и пиковые токи через переключатель, диод и катушки (которые в среднем в три раза превышают номинальный ток). Конечно, все это можно решить, применив более мощный транзистор и диод, применив внешний радиатор и катушки, намотанные толстым проводом, но габариты такого изделия, КПД и тепловые потери будут совершенно неприемлемыми.Для питания мощных потребителей, таких как ноутбук или автомобильный компьютер, лучше использовать другие схемотехнические решения, например схемы синхронного преобразователя на MC LTC3780 или БП с трансформаторной развязкой. В нашем случае вполне подойдет рассмотренная ниже схема.
Вторая проблема — защита от помех. Решить относительно легко. На входе должен быть установлен хороший LC-фильтр для подавления различных гармоник периодических помех и плавных скачков тока. Для защиты от импульсных помех используем супрессор или TVS-диод, в худшем случае подойдет двуханодный стабилитрон, хотя смысла как такового в этом почти нет.
Ниже приведены две принципиальные схемы, на одной из которых показан преобразователь напряжения, а на другой — преобразователь тока. Соответственно, первая выдает постоянное напряжение при изменении тока нагрузки в определенных пределах, что подходит для питания купленных в магазине готовых осветителей, так как они уже рассчитаны на 12 вольт. Второй вырабатывает постоянный ток при изменении напряжения в определенных пределах, в этом случае схема рассчитана на ток 20 мА — стандартный ток большинства распространенных светодиодов.Это позволяет подключить цепочку из десятка последовательно соединенных светодиодов прямо к стабилизатору, что может пригодиться, например, если вы сделали самодельное светодиодное освещение типа «ресниц» или «ангельских глазков» в фарах.
Разумеется, никто не потрудится пересчитать номиналы элементов схемы под ваши нужды.

Возможность диммирования не присуща, так как она нам не нужна. Готовое изделие имеет габариты порядка 70 на 20 мм, высоту 25 мм (из-за высокого электролита, но при желании его можно заменить на низкопрофильный или положить набок).Входные и выходные контактные площадки имеют стандартные размеры для установки винтовых клеммных колодок, что облегчает подключение и отключение проводов. Три монтажных отверстия для шурупов M3 позволяют закрепить доску в футляре или удобном месте для подводки. Внимание! Подложка, на которую монтируется плата, должна быть непроводящей, иначе все закоротит! Перед установкой в ​​автомобиль желательно покрыть плату защитным лаком в несколько слоев, чтобы минимизировать влияние перепадов температуры и влажности на схему.

Так выглядит готовый продукт в реальности:

При попытке воспроизвести продукт люди, не имеющие опыта пайки SMD компонентов, могут столкнуться с некоторыми трудностями, поэтому, если есть интерес к этой теме, я могу сделать макет платы для микруху в DIP пакете и традиционный вывод деталей. Габариты обязательно увеличатся, за что паять будет несложно. Схема
, плата в Spring Layot и спецификации в архиве по ссылке или здесь: Google-Disk.

За проделанную огромную работу спасибо Коста, он же Meta_Kot

Цена вопроса: 150 ₽ Пробег: 15000 км

Сегодня нетрудно заметить, что светодиодные элементы все чаще вводятся в нашу жизнь. Техник со светодиодами становится все больше, но бывает, что одна или несколько ламп перегорают и красота устройства отходит на второй план. Особенно это касается кустарных самоделок, где часто преобладает ручной труд. Чтобы этого не происходило, необходимо ставить стабилизаторы на сборки со светодиодными элементами.

Хорошо известно, что лампы накаливания (светодиоды) рассчитаны максимум на 12 вольт, а также известно, что бортовое напряжение в автомобиле может превышать 15 вольт, что вредно для вышеуказанных ламп. Из-за таких резких скачков напряжения светодиоды могут выйти из строя — мигать, терять яркость и так далее.

Чтобы этого не случилось, необходимо только вставить в узел стабилизатор. Изготовление устойчивости, о которой пойдет речь далее, не требует особых навыков. Стабилизатор на 12 вольт легко найти в любом магазине радиодеталей.

Маркировка стабилизаторов может быть разной, в данном случае использовались КРЕН-8Б и диод 1N4007, что необходимо для предотвращения возможного переворота. Диод необходимо припаять ко входу стабилизатора.

Так как я уже сделал подсветку для ног, соответственно сначала по этой схеме подключился стабилизатор. Напряжение при выключенном зажигании составляет 12,24 вольт — это напряжение аккумуляторной батареи — это напряжение не представляет угрозы для лампочек, и даже при работающем двигателе напряжение резко скачет до 14.44 вольт, что плохо для светодиодов.

При подключении стабилизатора можно легко заметить, что этот элемент явно выполняет свою работу.

Подключаем к подсветке днища дверей. Приходится снимать обшивку двери.

Самый важный параметр мощности любого светодиода — это сила тока. При подключении светодиода в автомобиле необходимый ток можно выставить с помощью резистора. В этом случае резистор рассчитывается исходя из максимального напряжения бортовой сети (14.5В). Отрицательная сторона этого подключения — свечение светодиода не на полной яркости, когда напряжение в бортовой сети автомобиля ниже максимального значения.

Более правильный способ — подключить светодиод через стабилизатор тока (драйвер). По сравнению с токоограничивающим резистором стабилизатор тока имеет более высокий КПД и способен обеспечивать светодиод необходимым током как при максимальном, так и при низком напряжении в бортовой сети автомобиля. Самыми надежными и простыми в сборке считаются стабилизаторы на базе специализированных интегральных схем (ИС).

Стабилизатор на LM317

Трехконтактный регулируемый стабилизатор lm317 идеально подходит для разработки простых источников питания, которые используются в самых разных устройствах. Простейшая схема включения lm317 в качестве стабилизатора тока имеет высокую надежность и небольшую обвязку. Типовая схема драйвера тока для lm317 для автомобиля представлена ​​на рисунке ниже и содержит всего два электронных компонента: микросхему и резистор. В дополнение к этой схеме существует множество других, более сложных схемотехнических решений для построения драйверов с использованием многих электронных компонентов.Подробное описание, принцип работы, расчеты и подбор элементов двух самых популярных схем на lm317 можно найти.

Основными преимуществами линейных стабилизаторов на основе lm317 являются простота сборки и невысокая стоимость компонентов, используемых в обвязке. Розничная цена самого ИП составляет не более 1 доллара, а готовую схему драйвера в корректировке не требуется. Достаточно измерить выходной ток мультиметром, чтобы убедиться, что он соответствует расчетным данным.

Недостатками IM lm317 являются сильный нагрев корпуса при выходной мощности более 1 Вт и, как следствие, необходимость отвода тепла. Для этого в корпусе типа ТО-220 предусмотрено отверстие для болтового соединения с радиатором. Также недостатком указанной схемы можно считать максимальный выходной ток, не более 1,5 А, который устанавливает ограничение на количество светодиодов в нагрузке. Однако этого можно избежать, подключив несколько стабилизаторов тока параллельно или используя микросхему lm338 или lm350 вместо lm317, которые рассчитаны на более высокие токи нагрузки.

Стабилизатор на PT4115

PT4115 — это унифицированный чип, разработанный PowTech специально для создания драйверов для мощных светодиодов, которые также можно использовать в автомобиле. Типовая схема переключения PT4115 и формула для расчета выходного тока показаны на рисунке ниже.

Стоит подчеркнуть важность наличия на входе конденсатора, без которого PT4115 выйдет из строя при первом запуске.

Можно понять, почему это происходит, а также ознакомиться с более детальным расчетом и выбором остальных элементов схемы.Микросхема получила известность благодаря своей многофункциональности и минимальному набору деталей в жгуте. Чтобы зажечь светодиод мощностью от 1 до 10 Вт, автомобилисту достаточно рассчитать резистор и выбрать индуктивность из стандартного списка.

PT4115 имеет вход DIM, что значительно расширяет его возможности. В самом простом варианте, когда нужно просто зажечь светодиод заданной яркости, он не используется. Но если необходимо отрегулировать яркость светодиода, то на вход DIM подается либо сигнал с выхода преобразователя частоты, либо напряжение с выхода потенциометра.Есть варианты установки определенного потенциала на выводе DIM с помощью МОП-транзистора. В этом случае при включении питания светодиод загорается на полную яркость, а при запуске МОП-транзистора светодиод снижает яркость вдвое.

К недостаткам драйвера светодиода для автомобилей на базе PT4115 можно отнести сложность выбора токозадающего резистора Rs из-за его очень низкого сопротивления. Срок службы светодиода напрямую зависит от точности его номинала.

Обе эти микросхемы зарекомендовали себя при создании драйверов для светодиодов в автомобиле своими руками.LM317 — хорошо известный проверенный линейный стабилизатор, надежность которого не вызывает сомнений. Водитель на его основе подходит для организации освещения салона и приборной панели, поворотов и других элементов светодиодного тюнинга в автомобиле.

PT4115 — это новый интегрированный стабилизатор с мощным выходным MOSFET-транзистором, высоким КПД и возможностью регулирования яркости.

Читать то же

Светодиодные поделки

, а также различные виды подсветки сегодня все более распространены. Однако для того, чтобы перестать работать, стоит один светодиод, так как все впечатление от света исчезает.Для этого, чтобы не наступило разочарование, стоит использовать стабилизаторы, которые устанавливаются на светодиодные конструкции.

Самый простой стабилизатор своими руками

Если посмотреть причину, по которой перегорают светодиодные лампы, то все просто. Ни для кого не секрет, что все светодиодные элементы, которые столь оригинально украшают автомобиль, рассчитаны на работу при постоянном напряжении с напряжением 12 вольт. Но напряжение, которое выдает бортовая сеть, вряд ли может обеспечить такой показатель.Как правило, это 15 вольт. В результате светодиоды начинают тускнеть, мигать или полностью перестают работать.

Для того, чтобы разобраться с такой проблемой, стоит использовать стабилизатор напряжения , который вы можете создать самостоятельно, поскольку для этого не требуется специальных знаний.

Стабилизатор на 12 вольт можно купить практически в любом магазине, где продаются радиодетали. Вы можете выбрать совершенно другую маркировку. Самый простой вариант — CREN 8B, также стоит купить диод 1N4007.Последний следует использовать, чтобы исключить возможность появления переполюсовки. На создавая стабилизатор диод нужно припаять к входу. Когда диод встал на место, можно приступать к подключению стабилизаторов.

После работы можно проводить замеры. Замерив напряжение, которое бортовая сеть дает при неработающем зажигании, видим, что оно составляет 12,24 вольта. Светодиодные элементы могут на это не реагировать. Но если включить зажигание, то напряжение будет 14.44. После того, как стабилизаторы установлены, видно, что они полностью выполняют свою работу и напряжение выдается не более 12 вольт.

Думаю каждый, кто ставил светодиоды в машину, рано или поздно сталкивался с тем, что диоды перегорают. Это связано с тем, что в электропроводке исправного транспортного средства напряжение «ходит» в пределах от 11 до 15 вольт плюс различные скачки напряжения, шумы и импульсы обратного тока.
Во избежание этого необходимо установить стабилизатор тока.

Как показывает практика, лучше всего использовать микросхему LM317T.

Обратите внимание, что Uout находится не только на средней ножке, но и на радиаторе.

Самая простая схема подключения этой микросхемы выглядит так:

Обратите внимание, наши диоды не должны потреблять в сумме более 1,5А, иначе стабилизатор сгорит.

Оптимальная схема, конечно, посложнее и выглядит так:

Задача была такая: собрать стабилизатор так, чтобы на входе было 14.5В, а на выходе 12В.
Нам понадобится:
1. Микросхема LM317T — 2шт.
2. Диод 1N4007 — 2шт.
3. Конденсатор 1мкф 16В — 2шт.
4. Конденсатор 2.2мкф 16В — 2шт.
5. Плата для установки — 2 шт.
6. Термоусадочная трубка, подходящая к плате.
7. Паяльник (желательно паяльная станция).
8. Прямые руки.
Все это можно купить, например, в Chip and Deep или Quartz1 (в Москве).

Схема в моем случае получилась так:

Диод 1N4007 нужен для защиты от импульсов обратного тока, а конденсаторы для стабилизации напряжения при временном падении в автомобильной сети (например, при включении поворотников сигналы).

Схема справа со светодиодами — мои «ангельские глазки» — они неразборные, так что резисторы там заводские.

Получилось все так:

Плата покрыта термоусадочной пленкой для герметизации и залита по краям клеем-герметиком (ну электроника не любит воду). Слева — разъем для подключения к диодам (стабилизатор будет находиться вне фары).

В общем, как ни странно, все еще работает и, надеюсь, диодные кольца будут жить долго и счастливо =)

И хочу отметить один момент, есть такие современные грузовики, как JAC, очень практичные и очень практичные. удобны как в обслуживании, так и в эксплуатации.В ремонтном соотношении jac запчасти очень легко заказать и купить. Приобретая эту машину, вы делаете правильный выбор.


Регулируемый стабилизатор постоянного тока

и драйвер светодиода

% PDF-1.4
%
1 0 obj
>
эндобдж
5 0 obj

/ Title (NSI50150AD — Регулируемый стабилизатор постоянного тока и светодиодный драйвер)
>>
эндобдж
2 0 obj
>
эндобдж
3 0 obj
>
транслировать
application / pdf

  • ON Semiconductor
  • NSI50150AD — Регулируемый стабилизатор постоянного тока и светодиодный драйвер
  • Регулируемый регулятор постоянного тока (CCR) — это простой,
    экономичное и надежное устройство, предназначенное для обеспечения рентабельности
    решение для регулирования тока в светодиодах.CCR основан на
    Технология самосмещенного транзистора (SBT) и регулирует ток в течение
    широкий диапазон напряжений. Он рассчитан на отрицательную температуру
    коэффициент защиты светодиодов от теплового разгона при экстремальных напряжениях
    и токи.
    CCR включается немедленно и находится на 14% от нормы с
    всего 0,5 В Вак. Контакт Radj позволяет настроить Ireg (SS) на более высокое
    токи, подключив резистор между Radj (вывод 3) и катодом
    (Вывод 4). Контакт Radj также можно оставить открытым (без подключения), если нет
    требуется регулировка.Не требует внешних компонентов, что позволяет
    быть спроектированным как регулятор на стороне высокого или низкого давления. Высокий анодекатод
    номинальное напряжение выдерживает скачки напряжения, распространенные в автомобильной промышленности,
    Промышленные и коммерческие вывески. Это устройство
    доступен в термостойком корпусе и соответствует строгим требованиям
    Стандарт AEC-Q101, который не содержит свинца, соответствует требованиям RoHS и использует
    безгалогенная формовочная масса.
  • 2015-03-23T15: 06: 29-07: 00BroadVision, Inc.2020-08-24T09: 33: 38 + 02: 002020-08-24T09: 33: 38 + 02: 00Acrobat Distiller 10.0.0 (Windows) uuid: d4a49759-a1fe-4c4c-9cf3-f15b594787a0uuid: b9205193-6711-4bfd-8101-9722e1187b67 Распечатать

    конечный поток
    эндобдж
    4 0 объект
    >
    эндобдж
    6 0 obj
    >
    эндобдж
    7 0 объект
    >
    эндобдж
    8 0 объект
    >
    эндобдж
    9 0 объект
    >
    эндобдж
    10 0 obj
    >
    эндобдж
    11 0 объект
    >
    эндобдж
    12 0 объект
    >
    эндобдж
    13 0 объект
    >
    эндобдж
    14 0 объект
    >
    эндобдж
    15 0 объект
    >
    эндобдж
    16 0 объект
    >
    эндобдж
    17 0 объект
    >
    эндобдж
    18 0 объект
    >
    эндобдж
    19 0 объект
    >
    эндобдж
    20 0 объект
    >
    транслировать
    HtUr6 & #

    Advanced Underwater LED Power Supply and Light Control

    Рис4.Серия светодиоды цепочки и 120В переменного тока, линейное напряжение

    Затемнение

    Конструкторы автомобилей придумали много новых способов затемнения света на своих автомобилях. Интерфейсы управления затемнением для подводного освещения включают изолированное и неизолированное управляющее напряжение (05 В постоянного тока, 010 В постоянного тока), токовую петлю (420 мА), ШИМ, последовательную связь, связь TCP / IP, управление фазой, DMX, переменное входное напряжение и переключатель. Многие из вышеперечисленных схем могут использоваться для управления серийным диммером с регулировкой фазы (COTS).

    Электропитание переменного тока в США — 120 В, 60 циклов, однофазное. 120 В переменного тока относится к среднеквадратическому (среднеквадратичному) значению синусоидального сигнала напряжения. Пиковое напряжение — это среднеквадратичное значение, умноженное на квадратный корень из 2 (1,414). Пиковое напряжение 120 В переменного тока (действующее значение) = 120 В переменного тока * 1,414 = 170 В переменного тока. Вскоре это будет иметь важные последствия.

    Некоторые светодиодные лампы с линейным питанием на 120 В переменного тока не используют схемы драйвера или источники питания. В них используется простой недорогой последовательный резистор или линейный стабилизатор.Они представляют риск мерцания при использовании простых методов регулировки яркости. Другие источники света, такие как серия DeepSea Matrix, содержат встроенные драйверы и источники питания, поэтому даже при переменном входе переменного тока драйвер обеспечивает постоянный ток и выполняет регулировку яркости с нулевым заметным мерцанием. Чтобы свет был регулируемым, драйвер должен интерпретировать управляющие сигналы и выдавать различные значения тока светодиода. Добавленная схема управления может немного снизить эффективность драйвера и может стоить дороже, но дает преимущество отсутствия мерцания и более широкого диапазона затемнения.Это важно для систем видеосъемки, которые более чувствительны к фазовому гашению и черным кадрам видео, чем пленка или человеческий глаз.

    Регулировка яркости с фазовым управлением используется в бытовых настенных диммерах и построена на очень прочном электронном переключателе, называемом «симистор». Они электрически очень шумны, поскольку задерживают включение выхода до достижения определенного фазового угла, что приводит к очень большим переходным процессам тока. Эти всплески тока могут не совпадать по фазе с линией и вызывать нагрев линий передачи и потерю энергии.Эти всплески на линии также могут ухудшить качество видео из-за перекрестных помех.

    Резистивные источники света, такие как лампы накаливания, хорошо работают с диммерами с фазовым регулированием, поскольку они излучают свет путем нагрева элемента, который заставляет их медленно реагировать на импульсную мощность. Светодиоды, однако, являются электронными устройствами и мгновенно реагируют на импульсную мощность. Это заставит светодиоды мигать при затемнении с регулировкой фазы.

    Недорогое средство управления светодиодами от сети 120 В переменного тока заключается в использовании мостового выпрямителя через токоограничивающий резистор к последовательной цепочке светодиодов.Это дает преимущество в том, что свет в некоторой степени совместим с регулировкой фазы и регулировкой яркости по напряжению. Недостатком такого способа управления и уменьшения яркости светодиодов является то, что светодиод не будет излучать свет до тех пор, пока напряжение не возрастет до прямого напряжения (Vf) цепочки светодиодов, и выключится, когда оно упадет ниже этой цепочки Vf. Таким образом, диммер эффективен только в небольшом диапазоне регулирования, а свет чувствителен к мерцанию «60 циклов», с которым большинство людей знакомо по флуоресцентным лампам.

    Обратной стороной этого подхода является то, что светодиоды будут перенапряжены, если они будут работать при слишком высоком напряжении, как это происходит с источником переменного тока, обеспечивающим пиковое напряжение, превышающее предел светодиодов. Например, светодиод Cree XPG рассчитан на напряжение 3,3 В постоянного тока при 1000 мА. При последовательном соединении 36 Cree XPG общее напряжение в цепи будет близко к 120 В (среднеквадратичное значение). Как видно на рис. 4, светодиодная цепочка не загорится, пока не достигнет Vf (Min) около 2,64 В / светодиод или 95 В в цепочке. Точно так же светодиод гаснет при этом напряжении на обратной стороне кривой.Это означает, что свет не горит примерно 35% полупериода. Пиковое напряжение может достигать 170 В. Производитель называет Vf (макс.) Как 3,75 В / светодиод или 135 В при 36 последовательно соединенных светодиодах. Таким образом, светодиод перегружается на 40% времени, что может повлиять на его срок службы.

    Диммер с регулировкой фазы откладывает подачу напряжения до более поздней точки в цикле 0180º. Когда напряжение прикладывается под некоторым фазовым углом, скажем 60º, как показано на рис. 5, электрическая мощность мгновенно переходит от нуля к соответствующему пиковому значению, создавая пусковой ток и сигнал ЭДС.

    Диммер с однофазным управлением, который мы тестировали, изменял яркость лампы накаливания от полной до полной в диапазоне вращения примерно 300º из 360º. Затем мы попробовали светодиодный светильник, соединенный 36 светодиодами в цепочку, как описано выше. Свет изменился от яркого к тусклому примерно на 30 ° из 300 °, в то время как оставшиеся 270 ° были просто «выключены». Разработчик может обеспечить немного больший диапазон затемнения, удалив некоторые светодиоды в цепочке, тем самым снизив общий Vf. Однако это приведет к более высоким пиковым токам через светодиоды, которые могут превышать их максимальные рекомендуемые значения.Это также сделает свет менее эффективным, поскольку последовательный резистор должен будет понижать большее напряжение, создавая больше тепла.

    Еще один привлекательный подход к дизайну освещения на 120 В переменного тока — это использование Seoul Semiconductor Acriche, светодиода, заявленного его производителем как «первый в мире полупроводниковый источник света, который работает напрямую от сети переменного тока без преобразователя». Под светодиодной силиконовой линзой находятся два параллельных, но с обратной полярностью, цепочки из 36 крошечных светодиодов, соединенных последовательно, действующих как мостовой выпрямитель.Acriche требует использования внешнего токоограничивающего резистора, аналогичного описанному выше «недорогому» мостовому выпрямителю, который снижает напряжение и снижает эффективность системы. Хотя использование Acriche может обеспечить прямую совместимость с переключателем диммера с регулировкой фазы или Variac ™, характеристики диммирования в лучшем случае будут разочаровывать со всеми недостатками вышеупомянутой конструкции недорогого мостового выпрямителя.

    Это не означает, что светодиоды не могут эффективно регулироваться по фазе. DeepSea Power & Light разработала усовершенствованный драйвер светодиодов, совместимый с переключателем регулировки яркости с регулировкой фазы, который обеспечивает плавный, непрерывный ток светодиода с линейным коэффициентом затемнения более 400: 1 при выходной мощности более 125 Вт и КПД более 85%.

    В схемах драйвера постоянного тока яркость светодиода обычно регулируется с помощью ШИМ (широтно-импульсной модуляции), переменного прямого тока или того и другого. ШИМ «сокращает» эффективное время «включения» светодиодной цепочки со скоростью, намного превышающей видимую, изменяя среднее время «включения» светодиодов, таким образом изменяя яркость. Изменение прямого тока светодиодов также влияет на яркость. При использовании в комбинации можно достичь очень высоких коэффициентов диммирования.

    Регулятор напряжения для линейного постоянного тока (1.5А) Драйвер светодиода?

    Я подумываю о создании собственного драйвера для светодиода ~ 1,5 А для питания микроскопа для моих исследований.

    Для этого приложения эффективность не критична, но поскольку время экспозиции камеры может быть коротким (~ 1 мс), важна стабильность / отсутствие пульсации. Таким образом, здесь обычно избегают понижающих / повышающих или других импульсных регуляторов, а также ШИМ. (Возможно, подходящая выходная фильтрация решит эту проблему, но время включения / выключения <500 нс [редактировать: <500 микросекунд] также очень желательно.)

    Какой регулятор тока лучше всего подходит для этой установки? (Я буду использовать приличный импульсный источник постоянного напряжения, чтобы обеспечить входную мощность для любого источника постоянного тока, который я выберу.)

    Одним из вариантов было бы использовать регулируемый регулятор напряжения, такой как LM317 (но способный обрабатывать больший ток, поэтому, возможно, LT1764, который также имеет полезный вывод отключения), настроенный в стандартном режиме постоянного тока, где ток определяется резистор между выводами Vout и Vadj.(Напряжение между этими контактами поддерживается на уровне ~ 1,21 В для LT1764, поэтому для 1 А вам понадобится резистор на 1,2 Ом, а для 1,5 А — резистор на 0,8 Ом.)

    (источник: diyaudioprojects.com)

    Другой вариант может заключаться в использовании нового регулятора напряжения «с одним резистором», такого как LT3083, где напряжение регулируется сопротивлением заземления с одного контакта (через который проталкивается 50 микроампер путем изменения напряжения: так, например, резистор 20 кОм индуцирует выход 1 В, а резистор сопротивлением 1 Ом на этом выходе, следовательно, вызовет ток 1 А).

    Вот две «рекомендуемые» схемы постоянного тока из таблицы:
    Источник постоянного тока:

    Или драйвер светодиода с меньшим падением напряжения

    Хорошая особенность LT3083 заключается в том, что для регулировки тока можно использовать потенциометр 20 кОм, в отличие от LT1674, где вам понадобится потенциометр на 20 Ом (гораздо труднее получить) для регулировки между ~ 0,1A и 1,5A. . Но я не уверен, какая из двух предложенных схем драйвера для LT3083 будет более устойчивой к пульсации от источника входного напряжения, если таковая имеется.И я не знаю, плохая ли это идея по другим причинам по сравнению с более стандартными регуляторами. (например, если контакт adj оставлен плавающим, похоже, что LT3083, вероятно, повысит напряжение и зажжет светодиод. Так что, если горшок выходит из строя или разрывается соединение, это может быть плохой новостью.)

    Итак, у кого-нибудь есть предложения по лучшему варианту?

    Напряжение

    — Как запитать цепь светодиодов максимум 5в

    Компания Evans Designs производит светодиодные фонари для электропоездов.Они также не такие уж и дорогие и поставляются с необходимыми схемами.

    1. Предположим, что ток сейчас равен \ $ I_ {led} = 20 \: \ textrm {mA} \ $, но не забывайте о большем токе, если это необходимо. (Вы упомянули в более позднем комментарии, что \ $ I_ {led} = 15 \: \ textrm {mA} \ $.)
    2. Напряжение на вашем треке (насколько я понимаю) может превысить \ $ 13 \: \ textrm {V} \ $. Но я думаю, что некоторые поезда работают на переменном токе, а некоторые — на постоянном токе. Если это дорожка переменного тока, вы можете включить мостовой выпрямитель и следующий конденсатор (необязательно) в качестве первой части схемы.Я возьму на себя DC, пока.

    В первом приближении обычные \ $ 5 \: \ textrm {mm} \ $ светодиоды должны работать с постоянным током, а не с постоянным напряжением. Очевидно, вы это знаете. Но, учитывая более широкий динамический диапазон вашего источника напряжения, может помочь специальная схема, обеспечивающая постоянный ток.

    Если вы хотите попробовать сделать это с одним (или двумя) BJT, вы можете попробовать любой из следующих двух вариантов по очень низкой цене.

    смоделировать эту схему — Схема создана с помощью CircuitLab

    Ток для светодиода в левой цепи проходит через \ $ R_2 \ $, а \ $ Q_1 \ $ отводит (это шунтирующий регулятор) любой дополнительный ток через свой коллектор.\ $ R_2 = \ frac {V_ {BE_1}} {I_ {led}} \ $. (Вы можете предположить, что \ $ V_ {BE_1} \ приблизительно 760-800 \: \ textrm {mV} \ $ для небольшого сигнального устройства.) И \ $ R_1 = \ frac {V_ {min} -V_ {led} — V_ {BE_1}} {1.5 \ cdot I_ {led}} \ $, где \ $ V_ {min} \ $ — ваше минимальное рабочее напряжение постоянного тока, а \ $ V_ {led} \ $ — это, конечно, рабочее напряжение вашего светодиода. .

    Серьезной проблемой для этой схемы является то, что \ $ R_1 \ $ будет рассеивать ужасное количество энергии при работе с более высокими напряжениями. Возможно, ватт или больше, так как он должен сбросить все это дополнительное напряжение.

    Правая цепь пытается решить эту проблему. В этом случае \ $ Q_3 \ $ будет рассеивать избыточную мощность при более высоких напряжениях. Но поскольку ток фиксирован (примерно) во всех диапазонах входного напряжения, мощность не ужасна. Возможно, \ $ 200 \: \ textrm {mW} \ $, если говорить о \ $ I_ {led} = 20 \: \ textrm {mA} \ $. Но имейте в виду, что он идет линейно вверх с увеличением тока светодиода и линейно вниз, когда речь идет о меньшем токе светодиода. Так что просто помните об этом.

    В этой правой схеме \ $ Q_3 \ $ не будет работать в режиме насыщения.С \ $ V_ {BE_2} \ приблизительно 680 \: \ textrm {mV} \ $ и \ $ V_ {led} \ le 3.2 \: \ textrm {V} \ $, \ $ V_ {CE_3} \ $ должно быть достаточно чтобы избежать насыщения. Однако, если напряжение светодиода больше, возможно, что \ $ Q_3 \ $ может немного перейти в насыщение. Поэтому я бы рекомендовал использовать \ $ \ beta_3 \ приблизительно 50 \ $ для установки \ $ R_4 \ $. Итак, \ $ R_4 = \ beta_3 \ cdot \ frac {V_ {min} -V_ {BE_2} -V_ {BE_3}} {I_ {led}} \ $ для обеспечения необходимого базового тока для \ $ Q_3 \ $ (плюс немного, учитывая, что \ $ \ beta_3 \ $ принимается за относительно низкое значение.) Без \ $ Q_2 \ $ и \ $ R_3 \ $ не было бы текущего контроля. Но с \ $ R_3 = \ frac {V_ {BE_2}} {I_ {led}} \ $, напряжение, развиваемое на \ $ R_3 \ $, начнет включать \ $ Q_2 \ $, что приведет к шунтированию (понижению) базы ток от \ $ Q_3 \ $, когда ток светодиода увеличивается больше, чем нужно.

    В результате всего этого в правой цепи не так много потерь энергии. Короче говоря, это лучше, чем левая схема с учетом рассеивания. Но это стоит некоторых сложностей.Тем не менее, он маленький и достаточно простой, чтобы его можно было упаковать в термоусадочную трубку и покончить с этим. Он должен работать нормально.


    Моя рекомендация, конечно, правый контур. Даже с более высокими желаемыми токами светодиодов вы, вероятно, можете обойтись с помощью BJT с малым сигналом. Но я бы порекомендовал проверить и эту идею. Это возможно и не обязательно. Одна вещь, о которой я беспокоюсь, это то, что нет никакой температурной компенсации, и если \ $ Q_3 \ $ сильно нагревается и передает это тепло в \ $ Q_2 \ $, тогда напряжение перехода база-эмиттер составляет \ $ Q_2 \ $. значительно упадет, и это уменьшит ток светодиода.Но я думаю, что это может быть хорошо для \ $ 20 \: \ textrm {mA} \ $ и может быть несколько менее «нормальным» при несколько более высоких токах.

    ПРИМЕЧАНИЕ: [Если вы обнаружили проблему с нагревом в правой цепи (маловероятно с \ $ I_ {led} = 15 \: \ textrm {mA} \ $), я мог бы соединить два малосигнальных BJT как \ $ Q_3 \ $ и, если быть очень разборчивым, может только соединить коллекторы и базы вместе, но не подключать эмиттеры напрямую — вместо этого используйте небольшой последовательный резистор в каждой ветви эмиттера перед их соединением.В этом придирчивом случае я бы выбрал эти два эмиттерных резистора, чтобы сбросить примерно \ $ 200 \: \ textrm {mV} \ $, поэтому при \ $ I_ {led} = 15 \: \ textrm {mA} \ $ они, вероятно, быть \ $ 12-15 \: \ Omega \ $ значениями резистора.]

    Я получаю свои BJT примерно за 3 копейки. Мои резисторы мне тоже стоили столько же. Так что это около двух центов за правую схему, плюс затраты на работу, припой, термоусадочную пленку и, конечно же, светодиод. Короче говоря, детали для электроники по сути бесплатны, и они не являются эксклюзивными деталями и никогда ими не станут. Так что в этом смысле это тоже хорошо.

    .