Драйвер - ограничител за LED фенерче
В предишното домашно приготвени продукти «Акумулаторен фенер - настолна лампа„Беше разгледано, включително промяната на LED матрицата в закупеното фенерче. Целта на ревизията беше да се увеличи надеждността на източника на светлина, чрез промяна на схемата на свързване на светодиодите, от паралелна на комбинирана.
Светодиодите са много по-взискателни към източника на енергия от другите източници на светлина. Например, излишъкът от ток с 20% ще намали експлоатационния им живот няколко пъти.
Основната характеристика на светодиодите, които определят яркостта на техния блясък, не е напрежение, а ток. За да може да се гарантира, че светодиодите работят с декларирания брой часове, е необходим драйвер, който стабилизира тока, преминаващ през светодиодната верига и поддържа постоянна яркост на светлината за дълго време.
За светодиодите с ниска мощност е възможно да се използват без драйвер, но в този случай ограничаващите резистори играят своята роля. Такава връзка беше използвана в горния домашен продукт. Това просто решение предпазва светодиодите от превишаване на допустимия ток в границите на номиналното захранване, но няма стабилизация.
В тази статия разглеждаме възможността да подобрим горния дизайн и да подобрим експлоатационните свойства на фенерче, захранвано от външна батерия.
За стабилизиране на тока чрез светодиодите добавяме прост линеен драйвер към дизайна на лампата - стабилизатор на тока с обратна връзка. Тук токът е водещ параметър и захранващото напрежение на LED модула може автоматично да варира в определени граници. Драйверът осигурява стабилизиране на изходния ток с нестабилни колебания на входното напрежение или напрежение в системата, а токът се регулира плавно, без да създава високочестотни смущения, присъщи на импулсните стабилизатори. Схемата на такъв драйвер е изключително проста за производство и конфигуриране, но по-ниската ефективност (около 80%) е такса за това.
За да изключим критичния разряд на източника на захранване (под 12 V), което е особено опасно за литиевите батерии, допълнително въвеждаме индикацията за пределно разреждане или изключване на батерията при ниско напрежение във веригата.
Производство на водачи
1. За да решим тези предложения, ние ще произведем следната верига за захранване за LED матрицата.
Захранващият ток на LED матрицата преминава през регулиращия транзистор VT2 и ограничаващото съпротивление R5. Токът през контролния транзистор VT1 се задава чрез избор на съпротивлението R4 и може да варира в зависимост от промяната на спада на напрежението през резистора R5, използван също като резистор за обратна връзка на тока. Когато токът във веригата се увеличава, светодиодите, VT2, R5 по някаква причина увеличават спада на напрежението през R5. Съответното увеличение на напрежението на базата на транзистора VT1, го отваря, като по този начин намалява напрежението на базата на VT2. И това обхваща транзистора VT2, намалявайки и стабилизирайки това, тока през светодиодите. С намаляване на тока на светодиодите и VT2 процесите протичат в обратен ред. По този начин, поради обратна връзка, когато напрежението в източника на енергия се променя (от 17 на 12 волта) или възможни промени в параметрите на веригата (температура, отказ на светодиода), токът през светодиодите е постоянен през целия период на разреждане на батерията.
На детектора на напрежение, специализиран чип DA1, е монтирано устройство за контрол на напрежението. Микросхемата работи по следния начин. При номинално напрежение чипът DA1 е затворен и е в режим на готовност. Когато напрежението се понижи на клема 1, свързана към управляваната верига (в този случай източника на захранване) до определена стойност, клема 3 (вътре в микросхемата) е свързана към клема 2, свързана към общ проводник.
Горната диаграма има различни опции за превключване.
Вариант 1 Ако свържем индикаторния светодиод (LED1 - R3), свързан с положителния проводник към клема 3 (точка А) (виж схемата на схемата), получаваме индикация за максималния разряд на батерията. Когато захранващото напрежение падне до определена стойност (в нашия случай 12 V), LED1 ще се включи, което сигнализира за необходимостта от зареждане на батерията.
Вариант 2 Ако точка A е свързана към точка B, тогава когато се достигне ниско напрежение (12 V) на батерията, автоматично ще изключим LED матрицата от захранването. Детекторът на напрежение, чип DA1, когато се достигне контролното напрежение, свързва основата на транзистора VT2 с общ проводник и затваря транзистора, като изключва LED матрицата. Когато фенерчето се включи отново при ниско напрежение (по-малко от 12 V), матричните светодиоди светват за няколко секунди (поради зареждане / разреждане С1) и отново се изключват, сигнализирайки, че батерията е изтощена.
Вариант 3Когато комбинирате опции 2 и 3, когато LED матрицата е изключена, LED1 ще се включи.
Основните предимства на веригите на детектора за напрежение са простотата на връзката на веригата (не се изискват почти никакви допълнителни части за обтягане) и изключително ниската консумация на енергия (микро ампер) в режим на готовност (в режим на готовност).
2. Сглобяваме схемата на водача на платката.
Извършваме инсталирането на VT1, VT2, R4. Свързваме, като товар, LED матрицата, разгледана в началото на статията. Включваме милиаметър във веригата на захранване на светодиодите. За да проверим и настроим веригата при стабилно и специфично напрежение, ние я свързваме към регулируем източник на енергия. Избираме съпротивлението на резистора R5, което позволява да се стабилизира токът през светодиодите в целия диапазон на планираната настройка (от 12 до 17 V). За да се увеличи ефективността, първоначално е монтиран резистор R5 с номинална стойност 3,9 ома (виж снимката), но за стабилизиране на тока в целия диапазон (с действително инсталирани части) се изисква номинална стойност 20 ома, тъй като нямаше достатъчно напрежение за регулиране на VT1 от за ниска консумация на ток на LED матрицата.
Транзисторът VT1 е желателно да се избере с голям базов коефициент на предаване на ток. Транзисторът VT2 трябва да осигурява приемлив ток на колектора над тока на LED матрицата и работното напрежение.
3. Добавете ограничителя на ограничителя на ограничителя към платката. Микросхемите на детектора на напрежение са достъпни за различни стойности за управление на напрежението. В нашия случай, поради липсата на 12 V микросхема, използвах наличната на 4,5 V (често се среща в използвани домакински уреди - телевизори, видеорекордери). Поради тази причина, за да управляваме напрежението от 12 V, ние добавяме към веригата разделител на напрежението за постоянен резистор R1 и променлива R2, който е необходим за фина настройка до желаната стойност. В нашия случай чрез регулиране на R2 постигаме напрежение 4,5 V на щифт 1 на DA1 при напрежение 12,1 ... 12,3 V на силовата шина. По същия начин, когато избирате разделител на напрежение, можете да използвате други подобни микросхеми - детектори за напрежение, различни компании, имена и контролни напрежения.
Първоначално проверяваме и конфигурираме схемата да работи според LED индикатора. След това проверяваме работата на веригата, като свързваме точки A и B, за да изключим LED матрицата. Спираме на избраната опция (1, 2, 3).
4. Ние подготвяме заготовката за работната дъска, като изрязваме желания размер от типична универсална дъска.
5. Извършваме окабеляване на схемата за отстраняване на грешки към работната платка.
6. Свързваме LED матрицата към работната платка и проверяваме работата на монтажа на ограничителя на водача, в целия диапазон на планираната настройка (от 12 до 17 V), свързвайки водача с регулируем източник на енергия. С положителни резултати проверяваме работата на драйвера, свързан към батерията и като част от лампата на акумулатора. Обикновено не се изисква допълнителна настройка.
