La luminosità delle sorgenti LED dipende dalla corrente che scorre e, a sua volta, dipende dalla tensione di alimentazione. In condizioni di fluttuazione del carico, si verifica un'increspatura delle lampade. Per evitarlo, viene utilizzato un driver speciale: uno stabilizzatore di corrente. In caso di guasti, l'elemento può essere realizzato in modo indipendente.
Design e principio di funzionamento
Lo stabilizzatore garantisce la costanza della corrente operativa dei diodi LED quando si discosta dalla norma. Previene il surriscaldamento e il burnout dei LED, mantiene un flusso costante durante le cadute di tensione o la scarica della batteria.
Il dispositivo più semplice è costituito da un trasformatore, un ponte raddrizzatore collegato a resistori e condensatori. L'azione dello stabilizzatore si basa sui seguenti principi:
- fornitura di corrente al trasformatore e variazione della sua frequenza massima sulla frequenza di rete - 50 Hz;
- regolazione della tensione per aumentare e diminuire, seguita dall'equalizzazione della frequenza a 30 Hz.
Il processo di conversione coinvolge anche raddrizzatori di tipo ad alta tensione. Determinano la polarità. La stabilizzazione della corrente elettrica viene eseguita mediante condensatori. I resistori vengono utilizzati per ridurre le interferenze.
Varietà di stabilizzatori attuali
Il LED si accende quando viene raggiunto il valore di soglia corrente. Per i dispositivi a bassa potenza, questa cifra è di 20 mA, per i super luminosi - da 350 mA. La diffusione della tensione di soglia spiega la presenza di vari tipi di stabilizzatori.
Stabilizzatori di resistenza
Per uno stabilizzatore regolabile dei parametri attuali per i LED a bassa potenza, viene utilizzato lo schema KREN. Prevede la presenza di elementi KP142EN12 o LM317. Il processo di allineamento viene eseguito con una corrente di 1,5 A e una tensione di 40 V. All'ingresso. In condizioni termiche normali, i resistori dissipano potenza fino a 10 tonnellate. Il proprio consumo di energia è di circa 8 mA.
Il nodo LM317 mantiene sulla resistenza principale un valore di tensione costante, regolato dall'elemento di taglio. L'elemento principale o di distribuzione della corrente può stabilizzare la corrente che lo attraversa. Per questo motivo, gli stabilizzatori KEREN vengono utilizzati per caricare le batterie.
Il valore di 8 mA non cambia anche con fluttuazioni di corrente e tensione all'ingresso.
Dispositivi a transistor
Il regolatore a transistor utilizza uno o due elementi. Nonostante la semplicità del circuito durante le fluttuazioni di tensione, non c'è sempre una corrente di carico stabile. Con il suo aumento su un transistor, la tensione del resistore sale a 0,5-0,6 V. quindi il secondo transistor inizia a funzionare. Al momento della sua apertura, il primo elemento si chiude e la forza e l'entità della corrente che lo attraversa diminuisce.
Il secondo transistor deve essere bipolare.
Per l'implementazione concircuiti con la sostituzione di diodi zener applicare:
- diodi VD1 e VD2;
- resistenza R1;
- resistenza R2.
L'alimentazione corrente attraverso l'elemento LED è impostata dal resistore R2. Per raggiungere la sezione lineare della caratteristica I - V, la resistenza R1 viene utilizzata con riferimento alla corrente del transistor di base. Affinché il transistor mantenga la stabilità, la tensione di alimentazione non deve essere inferiore alla tensione totale dei diodi + 2-2,5 V.
Per ottenere una corrente da 30 mA a 3 diodi collegati in serie con una tensione di 3,1 V in linea retta, vengono forniti 12 V.La resistenza del resistore dovrebbe essere di 20 ohm con una potenza di dissipazione di 18 mW.
Il circuito normalizza la modalità operativa degli elementi, riduce l'ondulazione di corrente.
Circuito con transistor sovietici. La tensione consentita del Soviet KT940 o KT969 è fino a 300 V, il che è adatto se la sorgente luminosa è un potente elemento SMD. I parametri attuali sono impostati dal resistore. La tensione del diodo zener è di 5,1 V e l'alimentazione è di 0,5 V.
Il meno del circuito è la caduta di tensione con aumento della forza di corrente. Può essere eliminato sostituendo il transistor bipolare con un MOSFET con parametri a bassa resistenza. Un potente diodo viene sostituito da un elemento IRF7210 con 12 A o IRLML6402 con 3,7 A.
Stabilizzatori di campo
L'elemento field si distingue per una sorgente e un gate in cortocircuito, nonché un canale integrato. Quando si utilizza un polevik (IRLZ 24) con 3 pin, viene applicata una tensione di 50 V all'ingresso e si ottengono 15,7 V all'uscita.
Il potenziale di terra viene utilizzato per fornire tensione. I parametri della corrente di uscita dipendono dalla corrente di drain iniziale e non sono collegati alla sorgente.
Dispositivi di linea
Lo stabilizzatore o il divisore di corrente costante accetta una tensione instabile. All'uscita, il dispositivo lineare lo allinea. Funziona secondo il principio della costante modifica dei parametri di resistenza per equalizzare la potenza di uscita.
I vantaggi del funzionamento includono il numero minimo di parti, l'assenza di interferenze. Lo svantaggio è la bassa efficienza con una differenza di potenza in ingresso e in uscita.
Dispositivo di ferroresonanza
Lo stabilizzatore per corrente alternata di un modello obsoleto, il cui circuito è rappresentato da un condensatore e due bobine - con un nucleo insaturo e saturo. Una tensione CC viene applicata al nucleo saturo (induttivo), che è indipendente dai parametri di corrente. Ciò facilita la selezione dei dati per la seconda bobina e la gamma capacitiva di stabilizzazione dell'alimentatore.
Il dispositivo funziona secondo il principio di un'altalena, che è immediatamente difficile da arrestare o oscillare più forte. L'alimentazione di tensione avviene per inerzia, pertanto è possibile una caduta di carico o un'interruzione nel circuito di potenza.
Caratteristiche dell'attuale circuito mirror
Uno specchio o riflettore di corrente è costruito su una coppia di transistor abbinati, ad es. con gli stessi parametri. Per la loro produzione viene utilizzato un cristallo semiconduttore a LED.
Schema del mirror corrente secondo l'equazione di Ebers-Mall.Il principio di funzionamento è che le basi del transistor sono combinate e gli emettitori gettano su un bus di potenza. Di conseguenza, i parametri della tensione transitoria dell'accoppiamento transistor base-emettitore sono uguali.
I vantaggi del circuito sono la gamma di stabilità uguale e l'assenza di caduta di tensione attraverso l'emettitore di resistenza. I parametri sono più facili da impostare usando corrente. Lo svantaggio è l'effetto Earley: il legame della tensione di uscita al collettore e le sue oscillazioni.
Circuito specchio corrente Wilson.Il mirror corrente può stabilizzare un valore costante della corrente di uscita ed è implementato come segue:
- I transistor n. 1 e n. 1 sono inclusi secondo il principio di un mirror di corrente standard.
- Il transistor n. 3 fissa il potenziale del collettore dell'elemento n. 1 del doppio del parametro di caduta di tensione del diodo.
- Sarà inferiore alla tensione di alimentazione, che sopprime l'effetto Earley.
- Il collettore del transistor n. 1 viene utilizzato per stabilire la modalità del circuito.
- La corrente di uscita dipende dal transistor n. 2.
- Il transistor n. 3 trasforma la corrente di uscita in un carico di tensione alternata.
Il transistor n. 3 non può essere coordinato con il resto.
Regolatore di tensione di compensazione
Il raddrizzatore funziona secondo il principio del circuito di retroazione per la tensione. La tensione totale o parziale equivale a un supporto. Di conseguenza, lo stabilizzatore genera parametri di tensione di errore, eliminando le fluttuazioni di luminosità per i LED. Il dispositivo è costituito dai seguenti elementi:
- Un elemento di controllo o transistor che, insieme alla resistenza di carico, forma un divisore di tensione. L'indice dell'emettitore del transistor dovrebbe superare la corrente di carico di 1,2 volte.
- Amplificatore: controlla l'IR, eseguito sulla base del transistor n. 2. Un elemento a bassa potenza è coerente con uno potente secondo il principio composito.
- Sorgente di tensione di supporto: nel circuito viene utilizzato uno stabilizzatore di tipo parametrico. Equalizza la tensione del diodo zener e della resistenza.
- Fonti aggiuntive.
- Condensatori: per appianare le pulsazioni, eliminare l'eccitazione spuria.
Gli stabilizzatori della tensione di compensazione funzionano in base al principio di aumentare la tensione di ingresso con un ulteriore aumento delle correnti. La chiusura del primo transistor aumenta la resistenza e la tensione della zona collettore-emettitore. Dopo aver applicato il carico, viene equalizzato al nominale.
Chip Devices
Per i dispositivi di stabilizzazione, viene utilizzato il chip 142EN5 o LM317. Consente di equalizzare la tensione, prendendo il segnale dal sensore collegato alla rete di corrente di carico tramite il circuito di feedback.
Usa la resistenza come un sensore al quale il regolatore può mantenere una tensione e una corrente di carico costanti. La resistenza del sensore sarà inferiore alla resistenza di carico. Il circuito viene utilizzato per i caricabatterie, su cui è stata progettata anche una lampada a LED.
Stabilizzatori di impulsi
Il dispositivo a impulsi è caratterizzato da un'alta efficienza e con parametri minimi di tensione in ingresso creano un'alta tensione di consumo. Per il montaggio, viene utilizzato il chip MAX 771.
Per regolare la forza attuale saranno uno o due convertitori. Il divisore del raddrizzatore allinea il campo magnetico, abbassando la frequenza di tensione consentita. Per fornire corrente all'avvolgimento, l'elemento LED trasmette un segnale ai transistor. La stabilizzazione dell'uscita è effettuata per mezzo di un avvolgimento secondario.
Come realizzare personalmente uno stabilizzatore di corrente per i LED
Realizzare uno stabilizzatore per LED con le tue mani è fatto in diversi modi. È consigliabile che un principiante lavori con schemi semplici.
Basato su driver
Dovrai scegliere un chip che è difficile da bruciare - LM317. Servirà da stabilizzatore. Il secondo elemento è un resistore variabile con una resistenza di 0,5 kOhm con tre conduttori e una manopola di regolazione.
L'assemblaggio viene eseguito secondo il seguente algoritmo:
- Saldare i conduttori al terminale medio ed estremo della resistenza.
- Metti il multimetro in modalità resistenza.
- Misura i parametri del resistore: dovrebbero essere di 500 Ohm.
- Verificare la continuità dei collegamenti e rimontare il circuito.
L'output sarà un modulo con una potenza di 1,5 A. Per aumentare la corrente fino a 10 A, è possibile aggiungere un lavoratore sul campo.
Stabilizzatore per auto
Per funzionare, avrai bisogno di un dispositivo lineare sotto forma di un chip L7812, due terminali, un condensatore da 100n (1-2 pezzi), materiale Textolite e un tubo termoretraibile. La produzione viene eseguita passo dopo passo:
- La scelta dello schema per L7805 da un foglio dati.
- Taglia un pezzo della giusta dimensione dal PCB.
- Segna le tracce facendo delle tacche con un cacciavite.
- Saldare gli elementi in modo che l'ingresso sia a sinistra e l'uscita sia a destra.
- Fai fuori il corpo dal tubo di calore.
Il dispositivo di stabilizzazione resiste a un carico fino a 1,5 A, montato su un radiatore.
La carrozzeria viene utilizzata come radiatore collegando l'uscita centrale dell'alloggiamento con un segno meno.
Le sfumature del calcolo dello stabilizzatore attuale
Il calcolo dello stabilizzatore si basa sulla tensione di stabilizzazione U e sulla corrente (media) I. Ad esempio, la tensione del divisore di ingresso è 25 V, l'uscita deve essere 9 V. I calcoli includono:
- Selezione del diodo zener di riferimento. Focus sulla tensione di stabilizzazione: D814V.
- Cerca la corrente media I nella tabella. È uguale a 5 mA.
- Calcolo della tensione di alimentazione come differenza della tensione stabile di ingresso e uscita: UR1 = Uin - Uout o 25-9 = 16 V.
- La divisione del valore ottenuto secondo la legge di Ohm per la corrente di stabilizzazione secondo la formula R1 = UR1 / Ist, o 16 / 0,005 = 3200 Ohm o 3,2 kOhm. Il valore dell'elemento sarà 3,3 kOhm.
- Calcolo della potenza massima con la formula PR1 = UR1 * Ist o 16x0,005 = 0,08.
Una corrente di diodo zener e una corrente di uscita passano attraverso il resistore, quindi la sua potenza dovrebbe essere 2 volte maggiore (0,16 kW). Sulla base della tabella, questa valutazione corrisponde a 0,25 kW.
L'autoassemblaggio dello stabilizzatore per dispositivi LED è possibile solo con la conoscenza del circuito. I principianti sono incoraggiati a utilizzare semplici algoritmi. Puoi calcolare l'elemento in base al potere in base alle formule del corso di fisica della scuola.
