Artellie.ru

Дизайн интерьеров
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как я переделываю недиммируемые светодиодные светильники в диммируемые. Пост первый

Как я переделываю недиммируемые светодиодные светильники в диммируемые. Пост первый

Сразу хочу сделать небольшое отступление, я не собирался переделывать светодиодные светильники под готовые (продающиеся в магазинах) диммеры. Я решил сам сделать блок управления яркостью на базе микроконтроллере ATmega128 и управлять яркостью посредством ШИМ.

Начну с того, что мной на дачу были куплены вот такие светодиодные светильники.

Светодиодный светильник TrueEnergy. Лицевая сторонаСветодиодный светильник TrueEnergy. Лицевая сторона Светодиодный светильник TrueEnergy. Обратная сторонаСветодиодный светильник TrueEnergy. Обратная сторона

Поскольку я изначально сам собирался переделывать в диммируемые, то я выбирал светильники которые бы понравились мне именно по дизайну, всё же выбор недиммируемых НАМНОГО больше чем диммируемых.

Светильники куплены, теперь разбираем и смотрим как он устроен, а устроен он довольно просто. Светодиодная лента приклеенная к алюминиевой пластине для отвода тепла и маленькая плата питания, преобразующая переменное напряжение в постоянное.

Светодиодный светильник в разбореСветодиодный светильник в разборе Светодиодный светильник в разбореСветодиодный светильник в разборе Плата питания светильника. Лицевая сторонаПлата питания светильника. Лицевая сторона Плата питания светильника. Обратная сторонаПлата питания светильника. Обратная сторона

Далее что необходимо это померить напряжение под нагрузкой которое идёт на светодиодную ленту. Померил, получилось 63 вольта, хотя на обратной стороне светильника написано 64 вольта (см фото выше). Дальше меряю ток, 260-270 миллиампер, хотя на обратной стороне светильника написано 300 миллиампер (см фото выше). Ну да ладно, это особо и не важно.

Дальше я отпаял плату питания от светодиодной ленты и померял холостое напряжение без светодиодной ленты, получилось 120 вольт, сперва подумал что эта платка не очень мощная и напряжение под нагрузкой сильно проседает, но очень быстро до меня дошло, что НАВЕРНОЕ эта плата стабилизирует ток на ленте, снижая напряжение до такого уровня, пока не установится нужный ток. В общем ладно, я быстро отключил эту плату от сети и с ней вроде ничего плохого не случилось, конденсатор на выходе этой платы стоял на 100 вольт, но бахнуть он не успел. Напомню, без нагрузки на выходе платы 120 вольт, а конденсатор на выходе стоит на 100 вольт. То есть лучше без нагрузки эту плату не включать.

В общем я выяснил, что для питания светодиодной ленты этого светильника нам нужно подать на неё 63 вольта, ведь именно такое напряжение было на ленте под нагрузкой.

Так как я собираюсь управлять яркостью сразу 3 светильников одновременно, именно столько у меня их в комнате, то эту плату питания использовать наверное нельзя, потому что при параллельном соединении у нас ток возрастёт в 3 раза, то есть до 780 миллиампер, а плата наверное будет стремиться удерживать ток в 260 миллиампер, рассчитанный для одного светильника, ну и рассчитана она наверное для питания ленты в одном светильнике, так что не будем ничего мудрить, думать и проверять, а покупаем новый блок питания на 63 вольта и ток не меньше 1 ампера. Напомню, 1 светильник потреблял 260 миллиампер. Три светильника 260 * 3 = 780 миллиампер. Но чтобы было с запасом лучше взять от 1 ампера и больше.

Поскольку 1 блок питания на такое точное напряжение я не нашёл. А нам нужно именно 63 вольта, ни больше ни меньше, то были куплены 2 вот таких блока компании Mean Well:

Эти крутые блоки позволяют подстраивать выходное напряжение в пределах около 3 вольт от указанного номинала как в большую так и меньшую сторону, а потому подключив их последовательно мы сможем получить выходное напряжение в пределах 54-66 вольт. Так же в этих блоках куча защит, от короткого замыкания, перегрузки и другие.

В общем покупаем блоки и соединяем их последовательно, накручиваем нужные нам 63 вольта.

Всё, первый этап выполнен, теперь у нас есть составной блок питания от которого мы сможет записать сразу 3 наших светильника. Следующий шаг, это сделать регулятор яркости на базе микроконтроллера.

И ещё, светильник с родным блоком питания не слабо так мерцал. Человеческий глаз этого конечно не видит, но мерцание есть, думаю это не совсем хорошо для глаз когда светильники так будут мерцать.

А вот как работает светильник от нашего сборного блока питания собранного из двух.
Думаю комментарии излишни какое свечение будет лучше для глаз.

Собственно мерцание и гудение плат питания некоторых светильников, это то, почему я решил не покупать готовые диммируемые светильники, купить обычный, а регулировку яркости сделать самому. Так у меня будет равное освещение без мерцания при любой яркости, не будет вообще никакого гудения над головой, потому что блоки питания будут вынесены на чердак. В самих светильниках остаётся только светодиодная лента и всё. Ну и поскольку всё делаю сам, то своё чинить проще, если вдруг что-то сломается.

Читайте так же:
Подключение светильник настенный с розеткой

В следующем посте я напишу уже непосредственно о регуляторе и покажу как он работает.

Экономия прежде всего: регулятор постоянного тока для управления светодиодами NSI50350

Для достижения нужных характеристик необходимо обеспечить светодиодам, входящим в состав светодиодного светильника, определенный режим работы. Так как диод является прежде всего токовым прибором, то задание режима работы целесообразно осуществлять заданием тока через прибор с помощью схем источников тока. Одними из требований к источникам тока является компактность, минимально необходимое количество внешних элементов, малое собственное энергопотребление, низкий уровень электромагнитных шумов.

Возможны два подхода к построению источников тока: на основе импульсного преобразователя, и на основе линейных стабилизаторов тока. Новинкой, предлагаемой ON Semiconductor в области стабилизаторов тока, является серия экономичных преобразователей NSI50350.

Линейные стабилизаторы тока NSI50350

Линейные стабилизаторы тока (constant current regulator — CCR) NSI50350 являются простым, экономичным и достаточно надежным решением для регулирования тока светодиодов [1,2]. Они ориентированы, прежде всего, на применение в системах освещения на базе одноваттных светодиодов.

Сфера коммерческих приложений этих стабилизаторов — всевозможные устройства отображения информации: бегущие текстовые строки, подсветка дисплеев, замена неновых ламп в вывесках и т.д. Здесь же — подсветка зданий, интерьера помещений, применение в системах ландшафтного дизайна.

Другим применением стабилизаторов могут быть системы подсветки в автомобиле [3] и зарядные устройства для аккумуляторов и аккумуляторных батарей различных типов [4].

Основные характеристики NSI50350

В основе линейных регуляторов лежит технология транзистора с самосмещением (Self-Biased Transistor — SBT). NSI50350 способны стабилизировать ток в широком диапазоне напряжений. Для защиты светодиодов светильника и всего прибора в целом от перегрева NSI50350 имеют отрицательный температурный коэффициент — при возрастании температуры ток стабилизации падает. Таким образом, реализована простая, но достаточно эффективная защита светодиодов от экстремальных режимов работы. CCR начинают работать практически немедленно после включения, и при напряжении анод-катод всего 0,5 В обеспечивают стабилизацию тока 20% от номинального значения.

При работе NSI50350 не требуют внешних компонентов, что позволяет применять их для стабилизации тока в цепи как при включении между источником питания и нагрузкой (верхнее включение), так и между нагрузкой и общим проводом (нижнее включение). Высокое предельное напряжение «анод-катод» позволяет применять данные стабилизаторы в широком спектре промышленных или коммерческих задач. Так, стабилизаторы серии NSI50350 способны выдерживать кратковременные импульсы напряжения до 50 В в том случае, если температура прибора не превышает 175°С [1,2].

Приборы серии NSI50350 доступны в двух типах компактных корпусов, немного отличающихся размером и допустимой рассеиваемой мощностью — NSI50350AST3G в корпусе SMC и NSI50350ADT4G в корпусе DPAK. В первом случае прибор способен рассеивать до 5,8 Вт, во втором случае — до 11 Вт. Номинальный ток стабилизации обеспечивается в диапазоне напряжений «анод-катод» от 5 до 50 В (рисунок 1).

Вольт-амперная характеристика стабилизаторов тока NSI50350

Рис. 1. Вольт-амперная характеристика стабилизаторов тока NSI50350

При низкой температуре -40°С выходной ток будет несколько больше номинального — примерно 370…400 мА, а при повышенной температуре 85°С, наоборот, будет ниже — порядка 300 мА Температурный коэффициент лежит в пределах от -0,7 мА/°С до -0,85 мА/°С (рисунок 2).

Изменения вольт-амперной характеристики стабилизаторов тока NSI50350 в зависимости от температуры

Рис. 2. Изменения вольт-амперной характеристики стабилизаторов тока NSI50350 в зависимости от температуры

Количество последовательно подключенных светодиодов в питаемой цепочке ограничивается только падением напряжения на стабилизаторе — напряжение источника питания за вычетом суммы падений напряжений на диодах (на одном диоде падение напряжения, как правило, составляет 3,1…3,5 В).

Типовые способы включения

В зависимости от желания разработчика или специфики приложения стабилизаторы тока NSI50350 могут быть установлены в верхнем или нижнем включении (рисунок 3).

Включение стабилизаторов тока NSI50350 в цепь питания светодиодных светильников Включение стабилизаторов тока NSI50350 в цепь питания светодиодных светильников

Рис. 3. Включение стабилизаторов тока NSI50350 в цепь питания светодиодных светильников

Для питания более мощных светодиодов несколько стабилизаторов NSI50350 могут быть включены параллельно (рисунок 4). Таким образом, NSI50350 могут быть использованы для питания светодиодов с номинальным током и 700, и 1000 мА.

Параллельное включение NSI50350

Рис. 4. Параллельное включение NSI50350

Замечательной чертой NSI50350 является возможность применения их в светильниках, питающихся напрямую от сетей переменного тока [5,6]. Для осуществления данной возможности достаточно использовать двухполупериодный выпрямитель, простой сглаживающий фильтр, цепочку последовательно соединенных светодиодов (для сети 220 В количество диодов будет порядка 80, а для сети 110 В — 38) и стабилизатор тока (рисунок 5).

Читайте так же:
Расключение светильника с проходным выключателем

Базовая конфигурация для работы с переменным питающим напряжением

Рис. 5. Базовая конфигурация для работы с переменным питающим напряжением

Падение напряжения на регуляторе (разность между выходным напряжением после сглаживающего фильтра и суммы падений напряжения на диодах цепочки) для NSI50350 должно лежать в пределах от 7 до 50 В. В идеальном случае для минимизации пульсаций тока расчет следует проводить для минимального напряжения на выходе фильтра — с учетом пульсаций напряжения. На практике в случае питания от переменного тока целесообразно выбирать падение напряжения порядка 15…25 В. С одной стороны, это даст стабильность параметров при возможных пульсациях напряжения на выходе фильтра при изменениях температуры. С другой стороны — не будет приводить к лишнему рассеиванию мощности — для приборов NSI50350AST3G максимальная рассеиваемая мощность составляет 5,8 Вт, для NSI50350ADT4G — 11 Вт.

Диммирование

Управление светильником, запитываемым при помощи стабилизатора тока, реализуется просто — достаточно поместить силовой ключ последовательно источнику тока. Здесь, опять же, сохраняется возможность адаптировать решение под требования конкретного приложения — силовой ключ может быть как верхним, так и нижним (рисунок 6).

Управление светодиодным светильником с источником тока

Рис. 6. Управление светодиодным светильником с источником тока

Для плавной регулировки яркости освещения применяется ШИМ. Для светодиодов максимальная типовая частота переключения составляет порядка 10 МГц (время включения/выключения

100 нс). Частота ШИМ при этом будет варьироваться от 100 Гц до 100 кГц. Частота ниже 100 Гц не рекомендуется по причине заметного на глаз мерцания. Частоты 5…20 кГц необходимо использовать достаточно осторожно, так как при определенных условиях возможна генерация звуковых колебаний. Также желательно не использовать при ШИМ циклы менее 1:10 — эта мера, совместно с фильтрами помех, позволит снизить уровень электромагнитных шумов. Фактически, для полноценной регулировки яркости будет необходимо варьировать не только длительность импульсов, но и частоту их следования.

Заключение

Линейные стабилизаторы тока NSI50350 являются компактным, простым, но эффективным решением для построения систем светодиодного освещения. Благодаря простой схеме включения и широкому диапазону рабочих температур они широко применяются во многих светодиодных осветительных системах, включая системы отображения информации, декоративной и архитектурной подсветки, а также автомобильного освещения.

Диммер – схема регулятора яркости света для ламп

Возможность плавно менять яркость накаливания светильника позволяет не только использовать освещение с большим комфортом, но и экономить существенную долю электроэнергии. Все что понадобится для этого – подключить лампу через небольшое устройство, называемое диммером.

Заимствованное слово «диммер» (от англ. dimm) подходит этому прибору как нельзя лучше, поскольку в буквальном переводе означает что-то вроде «гаситель» или «делающий тусклым». Какими бывают современные диммеры и можно ли собрать такое устройство самостоятельно – об этом будет рассказано ниже.

Как устроен диммер для ламп освещения

Регуляторы яркости – именно этот термин является русским эквивалентом перекочевавшего из английского языка «диммера» – начали использовать довольно давно. Но в первоначальном варианте приборы эти никакой экономии обеспечить не могли, поскольку представляли собой обыкновенный реостат, хорошо известный каждому, кто хоть изредка посещал школьные уроки физики.

Реостат – это «древний» аналог переменного резистора. Увеличивая его сопротивление, мы отбираем часть поступающей к лампе мощности, но электроэнергия при этом не экономится, а просто превращается в тепло, выделяемое реостатом.

Устройство светового регулятора для лампы накаливания

С появлением полупроводниковой технологии в устройстве диммеров произошли принципиальные изменения, благодаря чему эти приборы стали гораздо более совершенными. В современных регуляторах главная роль отводится двум элементам – симистору и динистору.

Как и обычный выключатель, диммер для светодиода и лампы накаливания снабжен двумя выводами, посредством которых он включается в цепь светильника. Правда, в случае с регулятором яркости выводы нельзя менять местами, поскольку каждому из них соответствует свое назначение: один подключается именно к фазе, другой – только к нагрузке.

Каких-либо ограничений на применение диммеров не существует. Следует только учитывать, что не все типы ламп могут быть подсоединены через такой регулятор. Галогенные люстры или лампы накаливания можно приобретать «под диммер», как говорится, не глядя, а вот люминесцентные (в обиходе их часто называют энергосберегающими) или светодиодные должны иметь специальную пометку о возможности диммирования.

Установка диммера на лампу накаливания не превратит ее в энергосберегающую: понижение яркости лампы накаливания до 50% позволит сэкономить только 15% электроэнергии.

Разумеется, диммер может работать не только с осветительными приборами. С таким же успехом через него можно подключить утюг с поломанным регулятором температуры или паяльник. Важно только, чтобы максимально допустимая мощность диммера – его основная характеристика – соответствовала мощности прибора.

Читайте так же:
Светильник с акустическим выключателем схема

Выключатель с возможностью регулирования яркости свечения ламп накаливания

Как работает сенсорный светильник

Симистор имеет свойство открываться, то есть пропускать ток, только при определенной разности потенциалов на его выводах. Для того чтобы это произошло, конденсатор, подключенный к симистору, должен накопить определенный заряд. Скорость заряда конденсатора зависит от сопротивления переменного резистора (потенциометра), которое задается пользователем. Этот процесс повторяется каждую полуволну.

Чем меньше сопротивление на переменном резисторе, тем быстрее появится достаточный заряд в конденсаторе и тем раньше откроется симистор. Соответственно, увеличится время пропускания тока через лампу и она будет гореть ярче.

Разновидности светорегулятора

Все выпускаемые на сегодняшний день диммеры делятся на две большие группы: механические и электронные.

Диммер механический

Механические. Также называются поворотными или роторными. Это самый простой и недорогой вариант прибора. Для изменения напряжения на светильнике пользователю необходимо поворачивать на диммере ручку потенциометра.

Механические регуляторы, выпускаемые различными производителями, имеют практически идентичное устройство. Разница может заключаться только в качестве деталей и сборки, а также в наличии некоторых компонентов, способствующих стабильной работе прибора на малой мощности и более плавному регулированию напряжения.

Регулятор света сенсорный

Электронные. Регуляторы данного типа имеют более сложное устройство и отличаются, в первую очередь, способом управления: параметры напряжения на потребителе задаются с помощью кнопок – обычных или сенсорных. Наличие микроконтроллера позволяет реализовать целый ряд решений, недоступных для механических приборов:

  • возможность установки нескольких пультов управления диммером в различных зонах помещения;
  • возможность дистанционного регулирования яркости освещения путем воздействия на инфракрасный, радиочастотный или акустический (голосовые команды или хлопок ладонями) сенсор диммера;
  • организация работы освещения по таймеру или по программе, в том числе, в режиме «имитации присутствия»;
  • подключение диммера к датчику освещенния, вследствие чего яркость свечения лампы будет автоматически корректироваться в зависимости от интенсивности естественного освещения.

Единственным недостатком электронных диммеров является высокая стоимость, которая иной раз может превосходить цену механического регулятора на порядок.

О производителях устройства

Среди производителей диммеров популярностью пользуются следующие компании:

Легранд (Legrand)

Легранд (Legrand) Французская компания, занимается производством изделий электротехнического назначения. Высокое качество продукции и ее широкий ассортимент позволили Группе Легранд занять лидирующую позицию на мировом рынке электротехнических изделий.

Dernek GROUP (Лезард)

Dernek GROUP производит электротехнические изделия под торговой маркой Lezard (Лезард). На территории России расположено пять заводов Dernek GROUP. Торговая марка Lezard была создана под производство массового продукта высокого качества.Изделия данной марки эксклюзивными не назовешь. В их конструкцию входят детали консервативного характера – керамические сердечники, токопроводящие элементы из фосфорной бронзы, контакты, содержащие серебро. В поворотном механизме диммеров используется нержавеющая сталь, а сам диммер снабжается предохранителем.

Simon

Simon компания испанского происхождения. Ее заводы открыты на всех континентах. Есть они и в России. Симон производит сенсорные, поворотные диммеры. Есть модели, оснащенные подсветкой. Изделия компании часто используют в зданиях, построенных по технологии «Умный дом».

ABB – швейцарско-шведская компания, занимающая достойное место среди организаций, работающих в аналогичной сфере. Диммеры от данного производителя отличаются технологичностью, долговечностью и высокими эстетическими свойствами.

Диммер АББ

Светорегулятор Легранд

Диммер для ламп накаливания Siemens

Сравнительная таблица цен

Торговая маркаМощность диммера, ВтЦена, руб.
Valena (Legrand)4004083
Simon 155001924
Lezard800800

Для полноты предоставленной информации, смотрите видео. В медиаролике наглядно показано как можно использовать диммер (на примере модели “Лондон” от компании EKF) для продления срока службы лампочки накаливания на десятки лет.

Схема подключения регулятора яркости света своими руками

Покупной диммер стоит не так уж дорого и изготовление светорегулятора своими руками может показаться неоправданным. Тем не менее, иногда необходимость в этом все же возникает. Так, например, далеко не всегда удается найти модель с подходящими для вашего светильника размерами.

Схема регулятора света с гальваноразвязкой

Для изготовления диммера понадобятся такие детали, материалы и инструменты:

  • симистор BT134 (700 В), либо BT136, BT138, MAC8S, MAC212-8, КУ208Г (назначение выводов выбранного симистора следует уточнить в Интернете);
  • динистор DB3 (можно заменить на DB4, DC34, HT32, HT34, HT40,КН102);
  • неполярный конденсатор с емкостью от 0,1 до 0,22 мкФ (250 В);
  • резистор на 10 кОм с предельно допустимой мощностью от 0,25 до 2 Вт;
  • любой компактный переменный резистор сопротивлением 470 – 500 кОм;
  • кусачки;
  • паяльник и материалы для пайки (припой, канифоль);
  • кусок любого провода, например, ПУГНП с площадью поперечного сечения 1 кв. мм;
  • изолента.
Читайте так же:
Схема подключения через розетку светильника

Подвергнув выводы радиодеталей лужению, к каждому из них следует припаять небольшой фрагмент провода. Далее детали соединяют по схеме.

Собранный прибор в целях безопасности лучше подключать в разрыв нулевого провода светильника. Его можно определить с помощью тестера или отвертки с индикатором.

Диммер для ламп накаливания (схема)

Диммер своими руками

Ремонтируем покупной прибор

Если регулятор яркости вышел из строя, не стоит торопиться выбрасывать его и тратиться на покупку нового. Во многих случаях прибор можно отремонтировать.

Симистор

Как правило, регулятор яркости теряет работоспособность из-за перегоревшего симистора. Причиной такого явления может служить короткое замыкание в цепи либо превышение допустимой нагрузки. Симистор необходимо просто выпаять из платы прибора и заменить.

На замену симистору лучше выбирать элемент с более высоким пределом мощности, чем был у перегоревшего.

В принципе, можно использовать любой симистор, главное, чтобы он был рассчитан на напряжение не ниже 400 В, поскольку напряжение в сети может достигать мгновенных значений в 350 В.

Диммеры делают ваш быт более комфортным. А модели с подсветкой еще и в интерьер внесут нотку оригинальности. Диммер на один светильник можно попробовать установить самостоятельно, но при более сложных схемах подключения (на группу светильников, например) лучше прибегнуть к помощи профессионалов.

Рекомендуем Вам также более подробно ознакомиться со схемой подключения фотореле.

Подключение светодиодов через стабилизатор тока

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.

схемы стабилизаторов тока для светодиодов

  1. Схема а) — Параметрический стабилизатор. В этой схеме стабилитрон задает постоянное напряжение на базе транзистора, который включен по схеме эмиттерного повторителя. 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.

импульсный стабилизатор тока светодиода

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.

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.

Читайте так же:
Провода для светильников эра

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.

стабилизатор тока для светодиода на схеме maxim

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. 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.

схема стабилизатора для светодиодов на микросхеме lm317

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

линейный стабилизатор тока на микросхеме LM317

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

Мощность, рассеиваемая на резисторе равна:

Регулируемый стабилизатор

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

регулируемый стабилизатор тока для светодиодов

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 0.3 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.

схема стабилизатора тока на 1 и 3 ампера

схема мощного стабилизатора тока

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.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector