O brilho das fontes de LED depende da corrente que flui e, por sua vez, depende da tensão de alimentação. Em condições de flutuação de carga, ocorre ondulação das lâmpadas. Para evitar isso, é usado um driver especial - um estabilizador de corrente. Em caso de avarias, o elemento pode ser feito de forma independente.
Projeto e princípio de operação
O estabilizador garante a constância da corrente operacional dos diodos de LED quando se desvia da norma. Evita o superaquecimento e a queima de LEDs, mantém um fluxo constante durante quedas de tensão ou descarga da bateria.
O dispositivo mais simples consiste em um transformador, uma ponte retificadora conectada a resistores e capacitores. A ação do estabilizador é baseada nos seguintes princípios:
- alimentação de corrente ao transformador e mudança de sua frequência máxima para a frequência da rede - 50 Hz;
- regulação da tensão para aumentar e diminuir, seguida pela equalização da frequência em 30 Hz.
O processo de conversão também envolve retificadores do tipo de alta tensão. Eles determinam a polaridade. A estabilização da corrente elétrica é realizada usando capacitores. Resistores são usados para reduzir a interferência.
Variedades de estabilizadores de corrente
O LED acende quando o valor limite atual é atingido. Para dispositivos de baixa potência, esse valor é de 20 mA, para super brilhante - de 350 mA. A propagação da tensão limite explica a presença de vários tipos de estabilizadores.
Estabilizadores de resistores
Para um estabilizador ajustável dos parâmetros de corrente para LEDs de baixa potência, é utilizado o esquema KREN. Prevê a presença dos elementos KP142EN12 ou LM317. O processo de alinhamento é realizado com uma corrente de 1,5 A e uma voltagem de 40 V. Na entrada, em condições térmicas normais, os resistores dissipam energia em até 10 toneladas e o consumo de energia é de aproximadamente 8 mA.
O nó LM317 mantém no resistor principal um valor de tensão constante, regulado pelo elemento de corte. O elemento principal ou distribuidor de corrente pode estabilizar a corrente passada por ele. Por esse motivo, os estabilizadores KEREN são usados para carregar as baterias.
O valor de 8 mA não muda mesmo com flutuações de corrente e tensão na entrada.
Dispositivos transistorizados
O regulador de transistor usa um ou dois elementos. Apesar da simplicidade do circuito durante flutuações de tensão, nem sempre há uma corrente de carga estável. Com o aumento de um transistor, a tensão do resistor aumenta para 0,5-0,6 V. O segundo transistor começa a funcionar. No momento de sua abertura, o primeiro elemento se fecha, e a força e magnitude da corrente que passa por ele diminuem.
O segundo transistor deve ser bipolar.
Para implementação comcircuitos com a substituição de diodos zener Aplique:
- diodos VD1 e VD2;
- resistor R1;
- resistor R2.
A alimentação de corrente através do elemento LED é definida pelo resistor R2. Para alcançar a seção linear da característica I - V, o resistor R1 é usado com referência à corrente do transistor de base. Para que o transistor mantenha a estabilidade, a tensão de alimentação não deve ser menor que a tensão total dos diodos + 2-2,5 V.
Para obter uma corrente de 30 mA através de 3 diodos conectados em série com uma tensão de 3,1 V em uma linha reta, são fornecidos 12 V.A resistência do resistor deve ser de 20 ohms com uma potência de dissipação de 18 mW.
O circuito normaliza o modo de operação dos elementos, reduz a ondulação da corrente.
Circuito com transistores soviéticos. A tensão permitida do KT940 ou KT969 soviético é de até 300 V, o que é adequado se a fonte de luz for um poderoso elemento SMD. Os parâmetros atuais são definidos pelo resistor. A tensão do diodo zener é de 5,1 V e a potência é de 0,5 V.
O ponto negativo do circuito é a queda de tensão com o aumento da força da corrente. Pode ser eliminado substituindo o transistor bipolar por um MOSFET com parâmetros de baixa resistência. Um diodo poderoso é substituído por um elemento IRF7210 com 12 A ou IRLML6402 com 3,7 A.
Estabilizadores de campo
O elemento de campo é diferenciado por uma fonte e um portão em curto, além de um canal integrado. Ao usar um polevik (IRLZ 24) com 3 pinos, uma tensão de 50 V é aplicada à entrada e 15,7 V são obtidos na saída.
O potencial de terra é usado para fornecer tensão. Os parâmetros da corrente de saída dependem da corrente de drenagem inicial e não estão ligados à fonte.
Dispositivos de linha
O estabilizador ou divisor de corrente constante aceita uma tensão instável. Na saída, o dispositivo linear o alinha. Opera com o princípio de alterar constantemente os parâmetros de resistência para equalizar a potência de saída.
As vantagens da operação incluem o número mínimo de peças, a ausência de interferência. A desvantagem é a baixa eficiência com uma diferença de potência na entrada e na saída.
Dispositivo de ferroresonância
Um estabilizador CA para um modelo desatualizado, cujo circuito é representado por um capacitor e duas bobinas - com um núcleo insaturado e saturado. Uma tensão CC é aplicada ao núcleo saturado (indutivo), que é independente dos parâmetros de corrente. Isso facilita a seleção de dados para a segunda bobina e a faixa capacitiva de estabilização da fonte de alimentação.
O dispositivo trabalha com o princípio de um balanço, que é imediatamente difícil de parar ou girar com mais força. O fornecimento de tensão ocorre por inércia, portanto, é possível uma queda de carga ou uma interrupção no circuito de potência.
Características do circuito de espelho atual
Um espelho ou refletor atual é construído em um par de transistores correspondentes, isto é, com os mesmos parâmetros. Para sua produção, é utilizado um cristal semicondutor de LED.
Esquema do espelho atual de acordo com a equação de Ebers-Mall.O princípio de operação é que as bases dos transistores são combinadas e os emissores acionam um barramento de força. Como resultado, os parâmetros da tensão transitória do acoplamento base-transistor-emissor são iguais.
As vantagens do circuito são a mesma faixa de estabilidade e a ausência de queda de tensão no resistor-emissor. É mais fácil definir parâmetros usando a corrente. A desvantagem é o efeito Earley - a ligação da tensão de saída ao coletor e suas oscilações.
Circuito de espelho atual de Wilson.O espelho atual pode estabilizar um valor constante da corrente de saída e é implementado da seguinte maneira:
- Os transistores nº 1 e nº 1 são incluídos de acordo com o princípio de um espelho de corrente padrão.
- O transistor nº 3 fixa o potencial do coletor do elemento nº 1 duas vezes o parâmetro de queda de tensão do diodo.
- Será menor que a tensão de alimentação, que suprime o efeito Earley.
- O coletor do transistor nº 1 é usado para estabelecer o modo de circuito.
- A corrente de saída depende do transistor nº 2.
- O transistor nº 3 transforma a corrente de saída em uma carga de tensão alternada.
O transistor nº 3 não pode ser coordenado com o restante.
Regulador de tensão de compensação
O retificador opera com base no princípio do circuito de realimentação para tensão. A tensão total ou parcial equivale a um suporte. Como resultado, o estabilizador gera parâmetros de tensão de erro, eliminando as flutuações de brilho dos LEDs. O dispositivo consiste nos seguintes elementos:
- Um elemento de controle ou transistor que, juntamente com a resistência da carga, forma um divisor de tensão. O índice do emissor do transistor deve exceder a corrente de carga em 1,2 vezes.
- Amplificador - controla o RE, realizado com base no transistor nº 2. Um elemento de baixa potência é consistente com um elemento poderoso, de acordo com o princípio composto.
- Fonte de tensão de suporte - um estabilizador do tipo paramétrico é usado no circuito. Equaliza a tensão do diodo zener e do resistor.
- Fontes adicionais.
- Capacitores - para suavizar as pulsações, eliminar a excitação espúria.
Os estabilizadores de tensão de compensação trabalham com o princípio de aumentar a tensão de entrada com um aumento adicional de correntes. Fechar o primeiro transistor aumenta a resistência e a voltagem da zona coletor-emissor. Após a aplicação da carga, ela é equalizada à nominal.
Dispositivos de chip
Para dispositivos de estabilização, o chip 142EN5 ou LM317 é usado. Permite equalizar a tensão, captando o sinal do sensor conectado à rede de corrente de carga através do circuito de feedback.
Ele usa resistência como um sensor no qual o regulador pode manter uma tensão e corrente de carga constantes. A resistência do sensor será menor que a resistência da carga. O circuito é usado para carregadores, uma lâmpada LED também é projetada nele.
Estabilizadores de pulso
O dispositivo de pulso é caracterizado por alta eficiência e, com parâmetros mínimos de tensão de entrada, cria uma alta voltagem para os consumidores. Para montagem, o chip MAX 771 é usado.
Para regular a força atual será um ou dois conversores. O divisor do retificador alinha o campo magnético, diminuindo a frequência de tensão permitida. Para fornecer corrente ao enrolamento, o elemento LED transmite um sinal para os transistores. A estabilização da saída é realizada por meio de um enrolamento secundário.
Como fazer você mesmo um estabilizador de corrente para LEDs
A criação de um estabilizador para LEDs com suas próprias mãos é feita de várias maneiras. É aconselhável que um iniciante trabalhe com esquemas simples.
Baseado em driver
Você precisará escolher um chip que é difícil de queimar - LM317. Ela servirá como estabilizador. O segundo elemento é um resistor variável com uma resistência de 0,5 kOhm com três condutores e um botão de ajuste.
A montagem é realizada de acordo com o seguinte algoritmo:
- Solde os condutores ao terminal médio e extremo do resistor.
- Coloque o multímetro no modo de resistência.
- Meça os parâmetros do resistor - eles devem ser 500 Ohms.
- Verifique as conexões quanto à continuidade e remonte o circuito.
A saída será um módulo com potência de 1,5 A. Para aumentar a corrente até 10 A, você pode adicionar um trabalhador de campo.
Estabilizador de carro
Para funcionar, você precisará de um dispositivo linear na forma de um microcircuito L7812, dois terminais, um capacitor de 100n (1-2 peças), material Textolite e um tubo termo-retrátil. A produção é realizada passo a passo:
- A escolha do esquema para o L7805 a partir de uma folha de dados.
- Corte um pedaço do tamanho certo da PCB.
- Marque as faixas fazendo entalhes com uma chave de fenda.
- Solde os elementos para que a entrada fique à esquerda e a saída à direita.
- Faça o corpo fora do tubo de calor.
O dispositivo estabilizador suporta carga de até 1,5 A, montado em um radiador.
A carroceria do carro é usada como radiador, conectando a saída central da carcaça com um sinal de menos.
As nuances do cálculo do estabilizador atual
O cálculo do estabilizador é baseado na tensão de estabilização U e na corrente (média) I. Por exemplo, a tensão do divisor de entrada é de 25 V, a saída deve ser de 9 V. Os cálculos incluem:
- Seleção do diodo zener de referência. Foco na tensão de estabilização: D814V.
- Procure a corrente média I na tabela. É igual a 5 mA.
- Cálculo da tensão de alimentação como a diferença da tensão estável de entrada e saída: UR1 = Uin - Uout, ou 25-9 = 16 V.
- A divisão do valor obtido de acordo com a lei de Ohm pela corrente de estabilização de acordo com a fórmula R1 = UR1 / Ist, ou 16 / 0,005 = 3200 Ohms, ou 3,2 kOhms. O valor do elemento será 3,3 kOhm.
- Cálculo da potência máxima pela fórmula PR1 = UR1 * Ist ou 16x0,005 = 0,08.
Uma corrente de diodo zener e uma corrente de saída passam pelo resistor, portanto sua potência deve ser 2 vezes maior (0,16 kW). Com base na tabela, essa classificação corresponde a 0,25 kW.
A auto-montagem do estabilizador para dispositivos LED é possível apenas com o conhecimento do circuito. Os iniciantes são incentivados a usar algoritmos simples. Você pode calcular o elemento por potência com base nas fórmulas do curso de física da escola.
