Šviesos diodų šaltinių ryškumas priklauso nuo tekančios srovės, o tai, savo ruožtu, priklauso nuo maitinimo įtampos. Esant apkrovos svyravimams, lempos plyšta. Norėdami to išvengti, naudojamas specialus vairuotojas - srovės stabilizatorius. Suskirstymo atveju elementas gali būti pagamintas savarankiškai.
Konstrukcija ir veikimo principas
Stabilizatorius užtikrina LED diodų veikimo srovės pastovumą, kai jis nukrypsta nuo normos. Jis apsaugo nuo perkaitimo ir LED lempučių perdegimo, palaiko nuolatinį srautą, kai mažėja įtampa ar akumuliatorius išsikrauna.
Paprasčiausią įrenginį sudaro transformatorius, lygintuvo tiltas, sujungtas su rezistoriais ir kondensatoriais. Stabilizatoriaus veikimas grindžiamas šiais principais:
- srovės tiekimas transformatoriui ir jo maksimalaus dažnio keitimas į tinklo dažnį - 50 Hz;
- įtampos reguliavimas padidėja ir sumažėja, po to dažnis išlyginamas iki 30 Hz.
Konversijos procesas taip pat apima aukštos įtampos lygintuvus. Jie lemia poliškumą. Elektros srovės stabilizavimas atliekamas naudojant kondensatorius. Rezistoriai naudojami trikdžiams mažinti.
Dabartinių stabilizatorių įvairovė
Šviesos diodas užsidega, kai pasiekiama dabartinė slenkstinė vertė. Mažos galios įrenginiams šis skaičius yra 20 mA, ypač ryškiems - nuo 350 mA. Ribinės įtampos plitimas paaiškina įvairių tipų stabilizatorių buvimą.
Rezistoriaus stabilizatoriai
Reguliuojamam mažos galios šviesos diodų srovės parametrų stabilizatoriui naudojama KREN schema. Tai numato elementų KP142EN12 arba LM317 buvimą. Derinimo procesas atliekamas esant 1,5 A srovės stiprumui ir 40 V įtampai esant įėjimui. Normaliomis šiluminėmis sąlygomis rezistoriai išsklaido galią iki 10 tonų. Savo suvartojama energija yra apie 8 mA.
LM317 mazgas pagrindiniame rezistoriuje išlaiko pastovią įtampos vertę, kurią reguliuoja apipjaustymo elementas. Pagrindinis ar srovę paskirstantis elementas gali stabilizuoti per jį pratekančią srovę. Dėl šios priežasties akumuliatoriams krauti naudojami KEREN stabilizatoriai.
8 mA vertė nesikeičia net esant srovės ir įtampos svyravimams įvestyje.
Tranzistoriniai įtaisai
Tranzistoriaus reguliatorius naudoja vieną ar du elementus. Nepaisant grandinės paprastumo įtampos svyravimų metu, ne visada yra stabili apkrovos srovė. Didėjant vienam tranzistoriui, rezistoriaus įtampa pakyla iki 0,5–0,6 V. tada pradeda veikti antrasis tranzistorius. Jo atidarymo metu pirmasis elementas užsidaro, o pro jį praeinančios srovės stipris ir stiprumas mažėja.
Antrasis tranzistorius turi būti bipolinis.
Įdiegti sugrandinės su Zenerio diodų pakeitimu kreiptis:
- diodai VD1 ir VD2;
- rezistorius R1;
- rezistorius R2.
Srovės tiekimą per LED elementą nustato rezistorius R2. Norint pasiekti I - V charakteristikos tiesinį pjūvį, rezistorius R1 naudojamas atsižvelgiant į bazinio tranzistoriaus srovę. Kad tranzistorius išlaikytų stabilumą, maitinimo įtampa neturėtų būti mažesnė už bendrą diodų įtampą + 2–2,5 V.
Norint gauti 30 mA srovę per 3 serijos diodus, kurių įtampa 3,1 V tiesia linija, tiekiama 12 V.Rezistoriaus varža turėtų būti 20 omų, kai išsklaidymo galia yra 18 mW.
Grandinė normalizuoja elementų darbo režimą, sumažina srovės virpėjimą.
Grandinė su sovietiniais tranzistoriais. Sovietinių KT940 arba KT969 leistina įtampa yra iki 300 V, kuri tinka, jei šviesos šaltinis yra galingas SMD elementas. Dabartinius parametrus nustato rezistorius. Zenerio diodo įtampa yra 5,1 V, o galia - 0,5 V.
Grandinės minusas yra įtampos kritimas didėjant srovei. Tai galima pašalinti pakeitus bipolinį tranzistorių MOSFET su mažo pasipriešinimo parametrais. Galingą diodą pakeičia IRF7210 elementas su 12 A arba IRLML6402 su 3,7 A.
Lauko stabilizatoriai
Lauko elementas išsiskiria trumpu šaltiniu ir vartais, taip pat integruotu kanalu. Naudojant poleviką (IRLZ 24) su 3 kaiščiais, įėjimui taikoma 50 V įtampa, o išvestyje gaunama 15,7 V įtampa.
Žemės įtampa naudojama įtampai tiekti. Išėjimo srovės parametrai priklauso nuo pradinės išleidimo srovės ir nėra susieti su šaltiniu.
Linijiniai įtaisai
Stabilizatorius arba nuolatinės srovės daliklis priima nestabilią įtampą. Išėjimo metu tiesinis įtaisas jį išlygina. Jis veikia nuolat keičiant pasipriešinimo parametrus, kad būtų galima išlyginti išėjimo galią.
Veikimo pranašumai yra minimalus dalių skaičius, netrukdymas. Trūkumas yra mažas efektyvumas, nes skiriasi įėjimo ir išėjimo galia.
Ferroresonansinis įtaisas
Pasenusio modelio kintamosios srovės stabilizatorius, kurio grandinę vaizduoja kondensatorius ir dvi ritės - su nesočiąja ir prisotinta šerdimi. Į prisotintą (indukcinę) šerdį taikoma nuolatinė įtampa, nepriklausanti nuo srovės parametrų. Tai palengvina antrosios ritės duomenų pasirinkimą ir talpinį maitinimo stabilizavimo diapazoną.
Įrenginys veikia sūpynės principu, kurį iškart sunku sustabdyti arba sunkiau sukti. Įtampa tiekiama iš inercijos, todėl galimas apkrovos kritimas arba gali nutrūkti galios grandinė.
Dabartinės veidrodžio grandinės ypatybės
Dabartinis veidrodis arba atšvaitas pastatytas ant suderintų tranzistorių poros, t. su tais pačiais parametrais. Jų gamybai naudojamas vienas LED puslaidininkių kristalas.
Dabartinio veidrodžio schema pagal Eberso-Maldo lygtį.Veikimo principas yra tas, kad tranzistorių bazės yra sujungtos, o emiteriai pasirodo vienoje galios magistralėje. Dėl to bazinio-tranzistoriaus-emiterio jungties pereinamosios įtampos parametrai yra vienodi.
Grandinės pranašumai yra vienodas stabilumo diapazonas ir įtampos kritimo nebuvimas visame rezistoriaus-emiterio lygyje. Parametrus lengviau nustatyti naudojant srovę. Trūkumas yra Earley efektas - išėjimo įtampos surišimas su kolektoriumi ir jo virpesiai.
Vilsono srovės veidrodžio grandinė.Dabartinis veidrodis gali stabilizuoti pastovią išvesties srovės vertę ir yra įgyvendinamas taip:
- Tranzistoriai Nr. 1 ir Nr. 1 įtraukiami pagal standartinio srovės veidrodžio principą.
- Tranzistorius Nr. 3 fiksuoja elemento Nr. 1 kolektoriaus potencialą dvigubai virš diodo įtampos kritimo parametro.
- Tai bus mažesnė nei maitinimo įtampa, slopinanti Earley efektą.
- Grandinės režimui nustatyti naudojamas tranzistoriaus Nr. 1 kolektorius.
- Išėjimo srovė priklauso nuo tranzistoriaus Nr. 2.
- Tranzistorius Nr. 3 paverčia išėjimo srovę kintama įtampos apkrova.
3 tranzistorius negali būti suderintas su likusiaisiais.
Kompensacinės įtampos reguliatorius
Lygintuvas veikia grįžtamojo ryšio grandinės principu. Visa arba dalinė įtampa prilygsta atramai. Dėl to stabilizatorius sukuria klaidos įtampos parametrus, pašalindamas šviesos diodų ryškumo svyravimus. Įrenginį sudaro šie elementai:
- Valdymo elementas arba tranzistorius, kuris kartu su apkrovos pasipriešinimu sudaro įtampos daliklį. Tranzistoriaus emiterio indeksas turėtų viršyti apkrovos srovę 1,2 karto.
- Stiprintuvas - kontroliuoja RE, atliekamas tranzistoriaus Nr. 2 pagrindu. Mažos galios elementas atitinka galingą elementą pagal kompozicinį principą.
- Atraminės įtampos šaltinis - grandinėje naudojamas parametrinio tipo stabilizatorius. Tai išlygina zenerio diodo ir rezistoriaus įtampą.
- Papildomi šaltiniai.
- Kondensatoriai - išlyginti pulsaciją, pašalinti nepageidaujamą sužadinimą.
Kompensacinės įtampos stabilizatoriai veikia įvesties įtampos didinimo, toliau didinant sroves, principu. Uždarius pirmąjį tranzistorių, padidėja kolektoriaus-emiterio zonos varža ir įtampa. Pritaikius apkrovą, jis išlyginamas su nominalia.
Lustų įrenginiai
Įtaisams stabilizuoti naudojama 142EN5 arba LM317 mikroschema. Tai leidžia jums išlyginti įtampą, paimant signalą iš jutiklio, prijungto prie apkrovos srovės tinklo per grįžtamąjį ryšį.
Jis naudoja varžą kaip jutiklį, kuriuo reguliatorius gali palaikyti pastovią įtampą ir apkrovos srovę. Jutiklio varža bus mažesnė už atsparumą apkrovai. Grandinė naudojama įkrovikliams, ant jos taip pat suprojektuota LED lemputė.
Impulsų stabilizatoriai
Impulsinis įtaisas pasižymi dideliu efektyvumu ir, esant minimaliems įvesties įtampos parametrams, sukuria aukštą įtampą vartotojams. Surinkimui naudojamas MAX 771 lustas.
Norėdami sureguliuoti srovės stiprį, turėsite vieną ar du keitiklius. Lygintuvo daliklis išlygina magnetinį lauką, sumažindamas leistiną įtampos dažnį. Norėdami tiekti srovę apvijai, LED elementas perduoda signalą tranzistoriams. Išėjimo stabilizavimas atliekamas antrine apvija.
Kaip patiems pasidaryti srovės stabilizatorių
Padaryti savo rankomis šviesos diodų stabilizatorių galima keliais būdais. Pradedančiajam patariama dirbti pagal paprastas schemas.
Remiantis vairuotoju
Jums reikės pasirinkti lustą, kurį sunku išdeginti - LM317. Ji tarnaus kaip stabilizatorius. Antrasis elementas yra kintamas rezistorius, kurio varža yra 0,5 kOhm su trimis laidais ir reguliavimo rankenėle.
Surinkimas atliekamas pagal šį algoritmą:
- Lydmetalio laidininkai pritvirtinami prie rezistoriaus vidurio ir kraštutinio gnybto.
- Įdėkite multimetrą į pasipriešinimo režimą.
- Išmatuokite rezistoriaus parametrus - jie turėtų būti 500 omų.
- Patikrinkite jungčių tęstinumą ir surinkite grandinę.
Išėjimas bus modulis, kurio galia 1,5 A. Norėdami padidinti srovę iki 10 A, galite pridėti lauko darbuotoją.
Automobilio stabilizatorius
Norėdami dirbti, jums reikės linijinio įtaiso L7812 lusto pavidalu, dviejų gnybtų, 100n kondensatoriaus (1–2 vnt.), „Textolite“ medžiagos ir termiškai susitraukiančio vamzdžio. Gamyba vykdoma žingsnis po žingsnio:
- L7805 schemos pasirinkimas iš duomenų lapo.
- Iškirpkite iš PCB reikiamo dydžio gabalėlį.
- Pažymėkite takelius, padarydami įpjovas atsuktuvu.
- Lydykite elementus taip, kad įvestis būtų kairėje, o išvestis - dešinėje.
- Padarykite kūną iš šilumos vamzdžio.
Stabilizuojantis įtaisas atlaiko iki 1,5 A apkrovą, sumontuotą ant radiatoriaus.
Automobilio kėbulas naudojamas kaip radiatorius, jungiant centrinį korpuso išėjimą su minusu.
Srovės stabilizatoriaus skaičiavimo niuansai
Stabilizatorius apskaičiuojamas remiantis stabilizacijos įtampa U ir srove (vidutine) I. Pavyzdžiui, įvesties daliklio įtampa yra 25 V, išėjimas turi būti 9 V. Skaičiavimai apima:
- Etaloninio zenerio diodo pasirinkimas. Dėmesys stabilizacijos įtampai: D814V.
- Lentelėje ieškokite vidutinės I srovės. Jis lygus 5 mA.
- Tiekimo įtampos apskaičiavimas kaip skirtumas tarp stabilios įėjimo ir išėjimo įtampos: UR1 = Uin - Uout arba 25-9 = 16 V.
- Gautos vertės padalijimas pagal Ohmo dėsnį iš stabilizacijos srovės pagal formulę: R1 = UR1 / Ist, arba 16 / 0,005 = 3200 omų, arba 3,2 kOhms. Elemento vertė bus 3,3 kOhm.
- Maksimalios galios apskaičiavimas pagal formulę: PR1 = UR1 * Ist, arba 16x0.005 = 0,08.
„Zener“ diodo srovė ir išėjimo srovė praeina per rezistorių, todėl jo galia turėtų būti 2 kartus didesnė (0,16 kW). Remiantis lentele, šis įvertinimas atitinka 0,25 kW.
Savarankiškas LED prietaisų stabilizatoriaus surinkimas yra įmanomas tik žinant grandinę. Pradedantieji raginami naudoti paprastus algoritmus. Galite apskaičiuoti elementą pagal galią, remdamiesi mokyklų fizikos kursų formulėmis.
