Η φωτεινότητα των πηγών LED εξαρτάται από το ρεύμα ροής και, με τη σειρά του, εξαρτάται από την τάση τροφοδοσίας. Σε συνθήκες διακύμανσης φορτίου, εμφανίζεται κυματισμός των λαμπτήρων. Για να το αποτρέψετε, χρησιμοποιείται ένα ειδικό πρόγραμμα οδήγησης - ένας τρέχων σταθεροποιητής. Σε περίπτωση βλαβών, το στοιχείο μπορεί να κατασκευαστεί ανεξάρτητα.
Σχεδιασμός και αρχή λειτουργίας
Ο σταθεροποιητής εξασφαλίζει τη σταθερότητα του ρεύματος λειτουργίας των διόδων LED όταν αποκλίνει από τον κανόνα. Αποτρέπει την υπερθέρμανση και την εξάντληση των LED, διατηρεί σταθερή ροή κατά την πτώση τάσης ή την αποφόρτιση της μπαταρίας.
Η απλούστερη συσκευή αποτελείται από έναν μετασχηματιστή, μια γέφυρα ανορθωτή συνδεδεμένη με αντιστάσεις και πυκνωτές. Η δράση του σταθεροποιητή βασίζεται στις ακόλουθες αρχές:
- τρέχουσα παροχή στον μετασχηματιστή και αλλαγή της μέγιστης συχνότητάς του στη συχνότητα δικτύου - 50 Hz.
- ρύθμιση τάσης για αύξηση και μείωση, ακολουθούμενη από εξίσωση της συχνότητας στα 30 Hz.
Η διαδικασία μετατροπής περιλαμβάνει επίσης ανορθωτές τύπου υψηλής τάσης. Καθορίζουν την πολικότητα. Η σταθεροποίηση του ηλεκτρικού ρεύματος πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας πυκνωτές. Οι αντιστάσεις χρησιμοποιούνται για τη μείωση των παρεμβολών.
Ποικιλίες τρεχόντων σταθεροποιητών
Η λυχνία LED ανάβει όταν επιτευχθεί η τρέχουσα τιμή κατωφλίου. Για συσκευές χαμηλής ισχύος, αυτή η τιμή είναι 20 mA, για εξαιρετικά φωτεινή - από 350 mA. Η διάδοση της τάσης κατωφλίου εξηγεί την παρουσία διαφόρων τύπων σταθεροποιητών.
Σταθεροποιητές αντίστασης
Για ρυθμιζόμενο σταθεροποιητή των τρεχουσών παραμέτρων για LED χαμηλής ισχύος, χρησιμοποιείται το σχήμα KREN. Προβλέπει την παρουσία στοιχείων KP142EN12 ή LM317. Η διαδικασία ευθυγράμμισης πραγματοποιείται με ισχύ ρεύματος 1,5 Α και τάση 40 V στην είσοδο. Υπό κανονικές θερμικές συνθήκες, οι αντιστάσεις διαλύουν ισχύ έως και 10 τόνους. Η ίδια κατανάλωση ισχύος είναι περίπου 8 mA.
Ο κόμβος LM317 κρατά στην κύρια αντίσταση σταθερή τιμή τάσης, που ρυθμίζεται από το στοιχείο κοπής. Το κύριο στοιχείο ή το ρεύμα διανομής ρεύματος μπορεί να σταθεροποιήσει το ρεύμα που διέρχεται από αυτό. Για το λόγο αυτό, οι σταθεροποιητές KEREN χρησιμοποιούνται για τη φόρτιση των μπαταριών.
Η τιμή των 8 mA δεν αλλάζει ακόμη και με διακυμάνσεις στο ρεύμα και την τάση στην είσοδο.
Συσκευές τρανζίστορ
Ο ρυθμιστής τρανζίστορ χρησιμοποιεί ένα ή δύο στοιχεία. Παρά την απλότητα του κυκλώματος κατά τις διακυμάνσεις τάσης, δεν υπάρχει πάντα σταθερό ρεύμα φορτίου. Με την αύξηση του σε ένα τρανζίστορ, η τάση της αντίστασης αυξάνεται στα 0,5-0,6 V. τότε το δεύτερο τρανζίστορ αρχίζει να λειτουργεί. Κατά το άνοιγμα, το πρώτο στοιχείο κλείνει και η ισχύς και το μέγεθος του ρεύματος που περνάει μέσα από αυτό μειώνεται.
Το δεύτερο τρανζίστορ πρέπει να είναι διπολικό.
Για εφαρμογή μεκυκλώματα με την αντικατάσταση των διόδων zener ισχύουν:
- δίοδοι VD1 και VD2;
- αντίσταση R1;
- αντίσταση R2.
Η τρέχουσα τροφοδοσία μέσω του στοιχείου LED ρυθμίζεται από την αντίσταση R2. Για να φτάσετε στο γραμμικό τμήμα του χαρακτηριστικού I - V, η αντίσταση R1 χρησιμοποιείται με αναφορά στο ρεύμα του τρανζίστορ βάσης. Προκειμένου το τρανζίστορ να διατηρήσει σταθερότητα, η τάση τροφοδοσίας δεν πρέπει να είναι μικρότερη από τη συνολική τάση των διόδων + 2-2,5 V.
Για να αποκτήσετε ρεύμα 30 mA έως 3 διόδους συνδεδεμένες σε σειρά με τάση 3,1 V σε ευθεία γραμμή, παρέχεται 12 V.Η αντίσταση της αντίστασης πρέπει να είναι 20 ohms με ισχύ απόσβεσης 18 mW.
Το κύκλωμα ομαλοποιεί τον τρόπο λειτουργίας των στοιχείων, μειώνει την τρέχουσα κυματισμό.
Κύκλωμα με σοβιετικά τρανζίστορ. Η επιτρεπόμενη τάση των σοβιετικών KT940 ή KT969 είναι έως 300 V, η οποία είναι κατάλληλη εάν η πηγή φωτός είναι ένα ισχυρό στοιχείο SMD. Οι τρέχουσες παράμετροι ορίζονται από την αντίσταση. Η τάση της διόδου zener είναι 5,1 V και η ισχύς είναι 0,5 V.
Το μείον του κυκλώματος είναι η πτώση τάσης με αυξανόμενη ισχύ ρεύματος. Μπορεί να εξαλειφθεί αντικαθιστώντας το διπολικό τρανζίστορ με MOSFET με παραμέτρους χαμηλής αντίστασης. Μια ισχυρή δίοδος αντικαθίσταται από ένα στοιχείο IRF7210 με 12 A ή IRLML6402 με 3.7 A.
Σταθεροποιητές πεδίου
Το στοιχείο πεδίου διακρίνεται από συντομευμένη πηγή και πύλη, καθώς και από ένα ενσωματωμένο κανάλι. Όταν χρησιμοποιείτε ένα polevik (IRLZ 24) με 3 ακίδες, εφαρμόζεται μια τάση 50 V στην είσοδο και λαμβάνεται 15,7 V στην έξοδο.
Το δυναμικό γείωσης χρησιμοποιείται για την παροχή τάσης. Οι παράμετροι ρεύματος εξόδου εξαρτώνται από το αρχικό ρεύμα αποστράγγισης και δεν συνδέονται με την πηγή.
Συσκευές γραμμής
Ο σταθεροποιητής ή διαιρέτης σταθερού ρεύματος δέχεται μια ασταθή τάση. Στην έξοδο, η γραμμική συσκευή το ευθυγραμμίζει. Λειτουργεί με την αρχή της συνεχώς μεταβαλλόμενης παραμέτρου αντίστασης για εξισορρόπηση της ισχύος εξόδου.
Τα πλεονεκτήματα της λειτουργίας περιλαμβάνουν τον ελάχιστο αριθμό εξαρτημάτων, την απουσία παρεμβολών. Το μειονέκτημα είναι η χαμηλή απόδοση με διαφορά ισχύος στην είσοδο και την έξοδο.
Συσκευή πυροσυντονισμού
Ο σταθεροποιητής εναλλασσόμενου ρεύματος ενός ξεπερασμένου μοντέλου, το κύκλωμα του οποίου αντιπροσωπεύεται από έναν πυκνωτή και δύο πηνία - με έναν ακόρεστο και κορεσμένο πυρήνα. Εφαρμόζεται τάση DC στον κορεσμένο (επαγωγικό) πυρήνα, ο οποίος είναι ανεξάρτητος από τις τρέχουσες παραμέτρους. Αυτό διευκολύνει την επιλογή δεδομένων για το δεύτερο πηνίο και το χωρητικό εύρος σταθεροποίησης τροφοδοσίας.
Η συσκευή λειτουργεί σύμφωνα με την αρχή της ταλάντευσης, η οποία είναι αμέσως δύσκολο να σταματήσει ή να ταλαντευτεί σκληρότερα. Η παροχή τάσης συμβαίνει με αδράνεια, επομένως, είναι πιθανή πτώση φορτίου ή διακοπή στο κύκλωμα ισχύος.
Χαρακτηριστικά του τρέχοντος κυκλώματος καθρέπτη
Ένας τρέχων καθρέφτης ή ανακλαστήρας είναι χτισμένος σε ένα ζευγάρι ταιριασμένων τρανζίστορ, δηλαδή με τις ίδιες παραμέτρους. Για την παραγωγή τους, χρησιμοποιείται ένας κρύσταλλος ημιαγωγών LED.
Σχέδιο του τρέχοντος καθρέφτη σύμφωνα με την εξίσωση Ebers-Mall.Η αρχή της λειτουργίας είναι ότι οι βάσεις τρανζίστορ συνδυάζονται και οι πομποί ρίχνουν σε ένα δίαυλο ισχύος. Ως αποτέλεσμα, οι παράμετροι της παροδικής τάσης του συνδέσμου βάσης-τρανζίστορ-πομπού είναι ίσες.
Τα πλεονεκτήματα του κυκλώματος είναι το ίδιο εύρος σταθερότητας και η απουσία πτώσης τάσης κατά μήκος του αντιστάτη-πομπού. Οι παράμετροι είναι πιο εύκολο να ρυθμιστούν χρησιμοποιώντας το ρεύμα. Το μειονέκτημα είναι το φαινόμενο Earley - η σύνδεση της τάσης εξόδου με τον συλλέκτη και τις ταλαντώσεις του.
Τρέχον κύκλωμα καθρέφτη Wilson.Ο τρέχων καθρέφτης μπορεί να σταθεροποιήσει μια σταθερή τιμή του ρεύματος εξόδου και εφαρμόζεται ως εξής:
- Τα τρανζίστορ Νο. 1 και Νο. 1 περιλαμβάνονται σύμφωνα με την αρχή ενός τυπικού καθρέφτη ρεύματος.
- Το τρανζίστορ Νο 3 διορθώνει το δυναμικό συλλέκτη του στοιχείου 1 με το διπλάσιο της παραμέτρου πτώσης τάσης διόδου.
- Θα είναι μικρότερη από την τάση τροφοδοσίας, η οποία καταστέλλει το φαινόμενο Earley.
- Ο συλλέκτης του τρανζίστορ Νο. 1 χρησιμοποιείται για τον καθορισμό της λειτουργίας κυκλώματος.
- Το ρεύμα εξόδου εξαρτάται από το τρανζίστορ Νο. 2.
- Το τρανζίστορ Νο 3 μετατρέπει το ρεύμα εξόδου σε εναλλασσόμενο φορτίο τάσης.
Το τρανζίστορ αρ. 3 δεν μπορεί να συντονιστεί με τα υπόλοιπα.
Ρυθμιστής τάσης αντιστάθμισης
Ο ανορθωτής λειτουργεί βάσει της αρχής του κυκλώματος ανατροφοδότησης για τάση. Η πλήρης ή μερική τάση ισοδυναμεί με ένα στήριγμα. Ως αποτέλεσμα, ο σταθεροποιητής παράγει παραμέτρους τάσης σφάλματος, εξαλείφοντας τις διακυμάνσεις φωτεινότητας για τα LED. Η συσκευή αποτελείται από τα ακόλουθα στοιχεία:
- Ένα στοιχείο ελέγχου ή τρανζίστορ που, μαζί με την αντίσταση φορτίου, σχηματίζει ένα διαχωριστικό τάσης. Ο δείκτης εκπομπής του τρανζίστορ πρέπει να υπερβαίνει το ρεύμα φορτίου κατά 1,2 φορές.
- Ενισχυτής - ελέγχει το RE, που εκτελείται με βάση το τρανζίστορ Νο. 2. Ένα στοιχείο χαμηλής ισχύος είναι σύμφωνο με ένα ισχυρό σύμφωνα με την αρχή της σύνθεσης.
- Πηγή τάσης υποστήριξης - ένας παραμετρικός σταθεροποιητής τύπου χρησιμοποιείται στο κύκλωμα. Εξισορροπεί την τάση της διόδου zener και της αντίστασης.
- Πρόσθετες πηγές.
- Πυκνωτές - για να εξομαλύνει τους παλμούς, να εξαλείψει την πλαστή διέγερση.
Οι σταθεροποιητές τάσης αντιστάθμισης λειτουργούν βάσει της αρχής της αύξησης της τάσης εισόδου με περαιτέρω αύξηση των ρευμάτων. Το κλείσιμο του πρώτου τρανζίστορ αυξάνει την αντίσταση και την τάση της ζώνης συλλέκτη-εκπομπής. Μετά την εφαρμογή του φορτίου, εξισώνεται με το ονομαστικό.
Συσκευές τσιπ
Για τη σταθεροποίηση συσκευών, χρησιμοποιείται το τσιπ 142EN5 ή LM317. Σας επιτρέπει να εξισώσετε την τάση, λαμβάνοντας το σήμα από τον αισθητήρα που είναι συνδεδεμένος στο δίκτυο ρεύματος φορτίου μέσω του κυκλώματος ανατροφοδότησης.
Χρησιμοποιεί αντίσταση ως αισθητήρα στον οποίο ο ρυθμιστής μπορεί να διατηρεί σταθερή τάση και ρεύμα φορτίου. Η αντίσταση του αισθητήρα θα είναι μικρότερη από την αντίσταση φορτίου. Το κύκλωμα χρησιμοποιείται για φορτιστές, έχει επίσης σχεδιαστεί μια λυχνία LED.
Σταθεροποιητές παλμών
Η παλμική συσκευή χαρακτηρίζεται από υψηλή απόδοση και με ελάχιστες παραμέτρους τάσης εισόδου δημιουργείται υψηλή τάση των καταναλωτών. Για συναρμολόγηση, χρησιμοποιείται το τσιπ MAX 771.
Για τη ρύθμιση της τρέχουσας ισχύος θα είναι ένας ή δύο μετατροπείς. Ο διαχωριστής ανορθωτή ευθυγραμμίζει το μαγνητικό πεδίο, μειώνοντας την επιτρεπόμενη συχνότητα τάσης. Για την παροχή ρεύματος στην περιέλιξη, το στοιχείο LED μεταδίδει ένα σήμα σε τρανζίστορ. Η σταθεροποίηση εξόδου πραγματοποιείται μέσω δευτερεύουσας περιέλιξης.
Πώς να φτιάξετε έναν τρέχοντα σταθεροποιητή για LED
Η κατασκευή ενός σταθεροποιητή για LED με τα χέρια σας γίνεται με διάφορους τρόπους. Συνιστάται σε έναν αρχάριο να εργάζεται με απλά σχήματα.
Βάσει οδηγού
Θα χρειαστεί να επιλέξετε ένα τσιπ που είναι δύσκολο να εξαντληθεί - LM317. Θα χρησιμεύσει ως σταθεροποιητής. Το δεύτερο στοιχείο είναι μια μεταβλητή αντίσταση με αντίσταση 0,5 kOhm με τρία καλώδια και ένα κουμπί ρύθμισης.
Η συναρμολόγηση πραγματοποιείται σύμφωνα με τον ακόλουθο αλγόριθμο:
- Κολλήστε τους αγωγούς στο μεσαίο και ακραίο ακροδέκτη της αντίστασης.
- Θέστε το πολύμετρο σε λειτουργία αντίστασης.
- Μετρήστε τις παραμέτρους της αντίστασης - πρέπει να είναι 500 Ohms.
- Ελέγξτε τις συνδέσεις για συνέχεια και επανασυναρμολογήστε το κύκλωμα.
Η έξοδος θα είναι μια μονάδα με ισχύ 1,5 A. Για να αυξήσετε το ρεύμα έως και 10 A, μπορείτε να προσθέσετε έναν εργάτη πεδίου.
Σταθεροποιητής αυτοκινήτου
Για να εργαστείτε, θα χρειαστείτε μια γραμμική συσκευή με τη μορφή μικροκυκλώματος L7812, δύο ακροδέκτες, πυκνωτή 100n (1-2 τεμ.), Υλικό Textolite και σωλήνα θερμικής συρρίκνωσης. Η παραγωγή πραγματοποιείται βήμα προς βήμα:
- Η επιλογή του σχήματος για το L7805 από ένα φύλλο δεδομένων.
- Κόψτε ένα κομμάτι του σωστού μεγέθους από το PCB.
- Σημειώστε κομμάτια κάνοντας εγκοπές με ένα κατσαβίδι.
- Κολλήστε τα στοιχεία έτσι ώστε η είσοδος να είναι στα αριστερά και η έξοδος να είναι στα δεξιά.
- Βγάλτε το σώμα από το σωλήνα θερμότητας.
Η συσκευή σταθεροποίησης αντέχει έως και 1,5 A φορτίο, τοποθετημένο σε καλοριφέρ.
Το αμάξωμα του αυτοκινήτου χρησιμοποιείται ως καλοριφέρ συνδέοντας την κεντρική έξοδο του περιβλήματος με ένα μείον.
Οι αποχρώσεις του υπολογισμού του τρέχοντος σταθεροποιητή
Ο υπολογισμός του σταθεροποιητή βασίζεται στην τάση σταθεροποίησης U και στο ρεύμα (μέσος όρος) I. Για παράδειγμα, η τάση του διαχωριστή εισόδου είναι 25 V, η έξοδος πρέπει να είναι 9 V. Οι υπολογισμοί περιλαμβάνουν:
- Επιλογή της διόδου zener αναφοράς. Εστίαση στην τάση σταθεροποίησης: D814V.
- Αναζητήστε το μέσο τρέχον I στον πίνακα. Είναι ίσο με 5 mA.
- Υπολογισμός της τάσης τροφοδοσίας ως η διαφορά της σταθερής τάσης της εισόδου και της εξόδου: UR1 = Uin - Uout, ή 25-9 = 16 V.
- Η διαίρεση της ληφθείσας τιμής σύμφωνα με τον νόμο του Ohm με το ρεύμα σταθεροποίησης σύμφωνα με τον τύπο R1 = UR1 / Ist ή 16 / 0,005 = 3200 Ohms ή 3,2 kOhms. Η τιμή του στοιχείου θα είναι 3,3 kOhm.
- Υπολογισμός της μέγιστης ισχύος με τον τύπο PR1 = UR1 * Ist ή 16x0.005 = 0,08.
Ένα ρεύμα διόδου zener και ένα ρεύμα εξόδου περνούν από την αντίσταση, οπότε η ισχύς του πρέπει να είναι 2 φορές μεγαλύτερη (0,16 kW). Με βάση τον πίνακα, αυτή η βαθμολογία αντιστοιχεί σε 0,25 kW.
Η αυτοσυναρμολόγηση του σταθεροποιητή για συσκευές LED είναι δυνατή μόνο με γνώση του κυκλώματος. Οι αρχάριοι ενθαρρύνονται να χρησιμοποιούν απλούς αλγόριθμους. Μπορείτε να υπολογίσετε το στοιχείο με δύναμη βάσει των τύπων του μαθήματος φυσικής του σχολείου.
