Драйвер для светодиода своими руками на микросхеме MAX756
Эта статья поможет всем желающим самостоятельно изготовить своими руками драйвер для светодиода на микросхеме MAX756 и, попутно, понять некоторые особенности питания светодиодов.
Особенность светодиода в роли нагрузки состоит в том, что он, не как лампа накаливания. У него нелинейная вольт-амперная характеристика питания. Поэтому нерационально питать его напрямую от батареи напряжением 4,5В, поскольку одна треть энергии будет истрачена напрасно, расходуясь на гасящем резисторе.
Чтобы светодиод обеспечить питанием от одной или двух батареек, необходим драйвер, который повышает выходное напряжение до нужной величины и поддерживающий его на стабильном уровне при неизбежной разрядке батареи.
Достаточно простой драйвер для светодиода можно собрать по следующей схеме:
За основу взята микросхема МАХ756 фирмы “Maxim”, она специально создана для переносных радиоэлектронных приборов с независимым питанием. Драйвер продолжает работать даже при уменьшении питающего напряжения до 0,7 В.
По необходимости выходное напряжение драйвера можно установить равным 3,3В или 5 В при токе нагрузки 300мА или 200 мА соответственно. Коэффициент полезного действия при максимальной нагрузке составляет более 87 %.
Принцип работы драйвера светодиода
Цикл работы драйвера на микросхеме MAX756 можно поделить на два этапа, а именно:
Внутренний транзистор в данный момент открыт и через дроссель L1 протекает линейно-нарастающий ток. В электромагнитном поле дросселя накапливается энергия.
Конденсатор C3 постепенно разряжается, отдавая ток светодиодам. Продолжительность фазы составляет примерно 5 мкс. Но эта фаза может быть прекращена досрочно.
Это произойдет в том случае, если максимально допустимое значение ток стока транзистора превысит 1 А.
Второй этап
Транзистор на этом этапе закрыт. Протекающий ток от дросселя L1 через диод VD1 заряжает конденсатор C3, возмещая его разрядку на первом этапе. При увеличении напряжения на конденсаторе до определенного уровня данный этап заканчивается.
С постепенным понижением входного напряжения и увеличением тока нагрузки, микросхема MAX756 переключается в режим с постоянной продолжительностью фазы (соответственно 5 мкс и 1 мкс соответственно).
Выходное напряжение в данном случае не стабилизировано, оно уменьшается, оставаясь по возможности максимальным.
От того какое фактическое напряжение элементов питания и тока потребления светодиодами, частота повторения данного цикла меняется в очень широких пределах.
В роли светоизлучателей в драйвере применены четыре светодиода L-53PWC “Kingbright”.
Так как при токе 15 мА прямое падение на светодиодах составляет около 3,1В, излишние 0,2В приходится гасить, включенным последовательно резистором R1 .
По мере прогрева светодиодов, падение напряжения на них снижается, и резистор R1 в каком-то роде стабилизирует ток потребления светодиодов и их яркость свечения.
Детали драйвера
Электролитические конденсаторы С1 и C3 – импортные танталовы. У них малое сопротивление которое положительно влияет на КПД устройства.
Конденсатор С2 – К10-176 или любой подходящий керамический (маркировка). Диод Шотки 1N5817 возможно поменять на SM5817. Дроссель L1 можно изготовить своими руками.
Он намотан проводом ПЭВ-2 0,28 на сердечник от сетевого фильтра и содержит около 35 витков.
Сердечник представляет собой кольцо размером К10x4x5 из магнитной проницаемостью 60. Так же можно применить дроссели индуктивностью около 40 – 100 мкГн и допустимым током более 1А. Неплохо было бы, чтобы активное сопротивление дросселя было меньше 0,1 Ом, в противном случае КПД устройства значительно снизится.
Потенциала данного драйвера на MAX756 для светодиода был проверен с применением регулируемого источника питания от 0 до 3В. Ниже представлена измеренная зависимость выходного напряжения от входного.
Преобразователь продолжал функционировать даже при уменьшении напряжения батареи до 0,4В, выдавая на выходе 2,6 В при токе 8 мА (вместо исходных 105 мА). Свечение светодиодов было достаточно заметным. Однако после повторного включения драйвера он начинал работать только при натяжении питания более 0,7В. Замеренный КПД при новых элементах питания составил около 87 %.
Источник: http://www.joyta.ru/3657-drajver-dlya-svetodioda-na-max756/
Импульсный драйвер светодиодов из компаратора и подручного барахла — Community «Электронные Поделки» on DRIVE2
Вводная
То, что написано ниже носит, скорее, образовательный характер, так что не спешите кидаться собирать схему и пихать её куда попало. В качестве управляющих микросхем для импульсных драйверов светодиодов рассмотрите готовые микросхемки, вроде:
ZXLD1350
ZXLD1360
MBI6651
MBI6661
PT4115
LM3409
NCP3065
и тому подобное барахлишко…
Предисловие
Допустим нужно зажечь три последовательно включенных белых 1Вт светодиода (суммарное падение напряжения 9,5В) от автомобильной сети (10,5-16В), а под рукой нет подходящего драйвера, или по какой-то причине лень идти за ним в магазин, или просто хочется поиграться с использованием рассыпухи, оставшейся от разобранного телевизора…
Ниже речь пойдёт о том, что такое импульсный драйвер светодиодов, и как его сделать на основе обычного компаратора
Принцип работы
Итак, рассмотрим схему, где у нас в кружок включены источник питания, выключатель, дроссель и светодиод. В середину воткнём обратный диод: он нам ещё пригодится.
Когда выключатель замкнут, ток начинает течь по цепи. Но дроссель не даёт току вот так просто взять и потечь: изменяющийся ток, протекающий через дроссель, вызывает изменение магнитного поля в нём.
Изменение магнитного поля, как мы знаем, возбуждает ток в проводнике, этот ток направлен в обратную сторону, то есть препятствует нарастанию тока в дросселе.
В итоге, вместо того, чтобы просто так взять и потечь, ток будет медленно и печально нарастать со временем. Рассчитать скорость нарастания тока можно по формуле:
ΔI/Δt = U/L
Где ΔI/Δt – это изменение тока за время (в амперах и секундах, соответственно); U – напряжение на дросселе (т.е. разница напряжений до и после, в вольтах), а L – его индуктивность (в Генри).
Например, если у нас есть катушка на 100мкГн, и мы замыкаем выключатель на 1мкс, а напряжение в сети 10В, то ток успеет вырасти только до 100мА.
Ну, допустим, худо-бедно ток пошёл через цепь, а что будет, если разомкнуть выключатель?
Ситуация та же самая: изменение магнитного поля в дросселе создаёт в нём же ток, и ток так просто не прекращается, а продолжает себе течь.
Формула для расчёта та же, что и выше.
Если бы дроссель оказался просто в разомкнутой цепи, то ток, не встречая никакого сопротивления, начал бы производить высокое напряжение, ограниченное лишь потерями в дросселе, сотни, а то и тысячи вольт. Между контактами выключателя можно было бы наблюдать искорку.
К счастью, мы предусмотрительно воткнули в цепь диод. Этот диод лихо заворачивает ток обратно в цепь, и ток плавненько затухает, по той же самой формуле.
Когда речь идёт об управлении светодиодами, это значит, задача стоит в стабилизации тока в цепи на заданном уровне. Что, если бы мы смогли управлять нашим выключателем, наблюдая за током в цепи?
Когда ток становится меньше чем надо, замыкаем ключ, а когда больше чем надо – размыкаем. Самый простой вариант наблюдения за током – это использование шунтового резистора.
Когда через резистор R протекает ток I, на нём, как помним из закона Ома, падает напряжение, U = I * R
Итак, остаётся дело за малым:1) Где-нибудь взять эталонное напряжение;2) Сравнить напряжение на резисторе с эталонным;3) Поставить достаточно быстрый ключ;
4) Поставить достаточно быстрый диод.
Схема
Труля-ля, вот и схема:
Погодите-погодите! Она только на вид страшная, на самом она добрая и дарит детям конфеты и всё тут не так уж и жутко.
Компаратор
Для эксперимента я взял самый дешёвый компаратор из тех, что у меня были в наличии. Это оказался LM2901 (so-14, четыре компаратора в корпусе), но пойдут практически любые подобные (LM239, LM339 – также 4 штуки в корпусе; LM2903, LM293, LM393 – по 2 штуки в корпусе; ну и т.д.).
Работают такие компараторы при напряжении питания от 2 до 36 Вольт, а выход у них выполнен «на открытом коллекторе» в виде npn-транзистора, который притягивает выход к земле, когда компаратор выводит «низкий уровень», и болтается сосиской ни к чему не подсоединённый, когда выводится «высокий уровень».
Такая схема с одной стороны позволяет объединять пучок компараторов вместе, но с другой – требует подтягивающего резистора. Минимум эти компараторы способны притягивать к земле ток 6мА, а типично – 16мА.
У компаратора есть два входа: «плюс» (он же «позитивный», он же «не-инверсный») и «минус» (он же «негативный», он же «инверсный»). Когда напряжение на одном из входов компаратора больше, чем на другом плюс небольшое смещение (т.н.
offset voltage, типично 1мВ), то выход замыкается на землю. Когда станет наоборот – размыкается.
Вот только я никогда раньше с компараторами не работал и поэтому засомневался: а на каком входе напряжение должно быть больше, чтобы выход замкнулся? С одной стороны он «замыкается», то есть переходит в некое активное состояние и можно ожидать, что это происходит когда «плюс» больше «минуса». Но с другой стороны, мы говорим о логических уровнях, и раз замыкается он на землю, то это низкий логический уровень, т.е. когда условие не выполняется и «плюс» меньше «минуса».
Ещё больше сумбура внесли снусмумрики с сайта «амперка», цитирую:
Если «+» оказывается больше, чем «−», выходным сигналом является земля (GND)
Не меньшими Ёжинами-с-бажин оказались и товарищи из Техас Инструментс, цитирую страницу 10, секция 8.3:
The output NPN sinks current when the positive input voltage is higher than the negative input voltage and the offset voltage
перевожу: «Выходной NPN потребляет ток, когда напряжение на позитивном входе больше, чем напряжение на негативном и напряжение смещения»
А вот в других местах, да и в том же даташите от TI (стр 12, секция 9.2.2.1) писали прямо противоположное. Поэтому я решил пойти по-научному. Припаял проводочки к микросхемке, подавал всякие бесстыжие напряжения на входы, да смотрел что у неё на выходе.
Итак, я публикую результаты своих научных изысканий:
Когда напряжение на входе «плюс» (плюс напряжение смещения) больше напряжения на входе «минус», выход компаратора открыт – т.е. висит в воздухе, не потребляет ток.
Соответственно, если есть внешний подтягивающий резистор, на выходе будет высокий уровень.
Когда напряжение на входе «плюс» (плюс напряжение смещения) меньше напряжения на «минусе», — то включается выходной NPN транзистор и замыкает выход на землю, на выходе устанавливается низкий уровень.
Т.е. выход замыкается, как только напряжение на «плюсе» падает ниже «минуса».
Что это значит для геополитической ситуации вообще и для нашей схемы в частности? А то, что на вход «плюс» мы запулим напряжение с шунта, в то время как к «минусу» прикрутим опорное напряжение. Когда напряжение с шунта упадёт ниже нужного, заработает выходной каскад компаратора, который включит ток через транзистор.
Шунт
1 Вт светодиоды работают при токе 350мА. Значит нужно подобрать такой шунт, чтобы на нём не было слишком много потерь. Я решил использовать шунт 0,5 Ома, составленный из двух параллельных 1-омных резисторов. Т.е. нужно на нём стабилизировать напряжение в районе 175 милливольт.
Опорное напряжение
Всё что на схеме правее конденсатора C1 и левее компаратора – это просто куча барахла, чтобы сгенерировать опорные 0,17 Вольт.
В качестве стабилизатора я использовал источник опорного напряжения TL431 – это такой волшебный стабилитрон, который очень точно стабилизирует падение напряжения на уровне 2,5 Вольт, если через него течёт ток от 1 до 100мА (а вообще работать начинает и при 400мкА, при нормальных условиях).
Вместо него можно использовать линейные стабилизаторы напряжения, или обычные стабилитроны, с учётом того, что стабилизированное напряжение на стабилитроне будет плавать в значительно больших пределах в зависимости от температуры, или напряжения питания.
R2, R3 – это туподелитель, который превращает 2,5 Вольта в нужные 0,17, C2 фильтрует возможные скачки плюс выполняет роль медленного старта, т.к. замедляет рост опорного напряжения, и, как следствие, стабилизируемого тока в цепи, при старте. Его ёмкость не так уж важна; 1 нФ тоже сойдёт, можно даже обойтись без него.
Если нужно собрать несколько драйверов для нескольких цепей светодиодов, то опорного напряжения достаточного одного на всех.
Ключ
В качестве ключа используется более-менее мощный МОП-полевой транзистор с p-каналом, затвор которого рассчитан на 20 вольт.
Я в качестве такового взял IRLML9301 в корпусе sot23: он рассчитан на ток до 3,6 Ампер и сопротивление сток-исток, при 10 Вольтах на затворе-истоке, всего 51 мОм.
Впрочем, в данной схеме страшно не столько сопротивление открытого транзистора, сколько ёмкость затвора, которая увеличивает время открытия и закрытия, как следствие, потери на переходные процессы.
Для управления транзистором используется драйвер из двух встречных эмиттерных повторителей на NPN вверху (VT1) и PNP внизу (VT2), я взял BC817 и BC807, соответственно, с усилением по току 250 (а вообще не выбирал – открыл коробку, да сунул руку)
Диод
Абы какие диоды в импульсные преобразователи не подходят, нужны диоды с барьером Шоттки. По сравнению с обычными диодами, у Шоттки пренебрежительно малое время восстановления – т.е. они закрываются практически мгновенно и также малое падение напряжения на них (типично от 0,25 Вольт против 0,7 у обычных), а значит меньше потери.
Для преобразователя – просто прелесть, а вот для повседневной жизни у них есть ряд недостатков: относительно большой ток утечки при обратном включении, который может при нагреве достигать десятков миллиампер, плюс необратимый выход из строя при превышении допустимого напряжения.
Итак, я взял MBR0540 в корпусе sod123 рассчитанный на постоянный ток до 0,5 Ампер.
Дроссель
Дроссель можно выбирать по принципу «чем больше, тем лучше», ведь именно дроссель будет задавать скорость нарастания тока, как следствие, амплитуду его пульсации и частоту. Но можно ограничить индуктивность снизу.
Из описания компаратора известно, что скорость его реакции составит от 300нс до 1,3мкс, в зависимости от того насколько велика разница напряжений на входах: чем больше, тем быстрее он переключится.
По многочисленным графикам в даташитах можно видеть, что при разнице более 20мВ, скорость реакции будет на уровне 600нс, плюс накинем 400нс про запас на скорость реакции всей этой транзисторной конструкции, будем условно считать что ток в дросселе не должен достичь заоблачных пределов за 1 мкс, пока это не будет обнаружено и транзистор, наконец, не закроется.
Теперь нужно выяснить какое напряжение на дросселе у нас будет? А очень просто – разница входного и выходного. Если мы пихаем конструкцию в автомобиль, то входное возьмём 14 Вольт, а выходное – это три белых светодиода по 3,2 Вольта на каждом + 0,17 Вольт на шунте, итого 9,8 Вольт примерно.
Раз уж берём цифры с потолка, то сядем в позу лотоса, помедитируем, дабы определиться какой размер тока для нас будет страшным. Скажем, мы не хотим чтобы ток за эту микросекунду разросся более чем на 150мА выше задуманного.
Итак, знаем напряжение, знаем дельту времени, знаем дельту тока, из формулы, которая была в начале, вычленим значение индуктивности:
L= U * Δt / ΔI
Подставляем:
L=4,2В * 1мкс / 0,15А = 28мкГн (главное не запутаться в микро- и прочих).
Итак, нам нужен дроссель выше 28мкГн рассчитанный на ток выше 0,35А.По-хорошему берём что-то в районе 100мкГн и от 0,5А, чтоб с запасом всё работало плавненько. Слишком гигантские индуктивности тоже ни к чему, т.к. у них большое сопротивление, а значит больше потери.У нас в магазинчике, например, продаются выводные «бочонки» Ø6×10мм на 100мкГн и 710мА всего за 13 рублей.
Но мне интереснее было провести испытания, поэтому я взял smd самую маленькую как по току так и по индуктивности, чтобы посмотреть что получится – 33мкГн на 0,4А.
Вспомогательные элементы
Ну, во-первых, т.к. ток в цепи будет пульсировать, чтобы не слишком напрягать источник питания нашей схемы, нужен хороший входной конденсатор электролит, от 47мкФ и выше, на схеме это C1
Во-вторых, рядом с силовым транзистором (а если предполагается что драйверов будет несколько – то рядом с каждым) нужно впихнуть конденсатор с низким ESR, который будет брать на себя ударные нагрузки. Т.е. керамический конденсатор. Подойдёт 1мкФ. На схеме это C3
Наконец, чтобы сгладить скачки тока в цепи светодиодов, можно параллельно им также вштындурить керамику C4 также на микрофарад или около того.
Светодиоды
Поскольку схема стабилизирует ток, то большого значения не имеет, сколько светодиодов включены последовательно, лишь бы суммарное падение напряжения на них, при номинальном токе, было меньше, чем напряжение питания минус потери на шунте, транзисторе и дросселе (грубо минус вольт, однако помним, что чем меньше падение напряжения на светодиодах, тем больше амплитуда пульсации тока).
Если речь идёт про белые осветительные светодиоды 1Вт, то падение напряжения на них в районе 3,2 Вольта – таких можно включить три штуки. Если мы ваяем, например, стоп-сигнал, и используем красные светодиоды на которых типичное падение напряжения 2,3 Вольта, то таких уже можно зарядить сразу четыре.
Ура, схема готова!
Собираем
Запускаем
Радуемся
Транзиент риспонс
Для умного вида и пущей научности нужно снабдить статью осциллограммами.
Вот так, например, выглядит работа при питании 10,5 Вольт.
Частота стабилизировалась на уровне 270кГц. Одна пупырчатая клеточка по-горизонтали – 2 мкс. Жёлтым показано напряжение на шунте (1 клетка по вертикали = 100мВ = 200мА), зелёным – напряжение на стоке силового транзистора (1 клетка = 10 В),
А вот это при напряжении питания 18 Вольт:
Частота разогналась до 750кГц (клетка по горизонтали теперь 1мкс), видно, что коэффициент заполнения стал куда меньше, теперь транзистор отключен почти половину времени.
Вот так схема переживает обрыв светодиодов:
Клетка по горизонтали = 10мкс. Дроссель с конденсатором образовали колебательный контур и решили покол[censored]ся на прощание.
А вот что будет, если светодиоды внезапно подключились обратно ни с того, ни с сего:
Деление по горизонтали = 5мкс. В принципе тут всё ровненько: ток в дросселе начал возрастать и компаратор штатно его стал ограничивать.
А вот что если замкнуть выход на светодиоды накоротко?
Деление по горизонтали = 5мкс. После небольшого расколбаса, схема быстро ориентируется, как видим, замкнутый накоротко выход не является проблемой: по прежнему стабилизируется ток в цепи. Только теперь он очень быстро нарастает в дросселе и очень нехотя падает, из-за чего коэффициент заполнения стал совсем маленьким.
Последний момент: насколько конденсатор С4 помогает сгладить ток светодиодов? Чтобы узнать это я припаял последовательно светодиодам ещё один резистор на 1 Ом и замерил напряжение на нём. Вот тут наложены два графика друг на дружку:
По горизонтали 1 деление = 1мкс.
Жёлтый – это ток на шунте R5, одно деление по вертикали у жёлтого = 100мВ = 200мА, а зелёный – это напряжение на том самом резисторе 1 Ом, 1 клетка = 200мВ = 200мА.
Как видно, несмотря на то, что конденсатор C4 всего-то на какой-то жалкий 1 микрофарад, он помогает значительно снизить амплитуду пульсаций тока в цепи.
Резюме
Вот так вот из подручного барахла, когда нечего делать, можно собрать импульсный драйвер для светодиода.
Источник: https://www.drive2.com/c/455439432653209641/
Самодельный драйвер для светодиодов от сети 220В
Преимущества светодиодных лап рассматривались неоднократно. Обилие положительных отзывов пользователей светодиодного освещения волей-неволей заставляет задуматься о собственных лампочках Ильича. Все было бы неплохо, но когда дело доходит до калькуляции переоснащения квартиры на светодиодное освещения, цифры немного «напрягают».
Для замены обыкновенной лампы на 75Вт идёт светодиодная лампочка на 15Вт, а таких ламп надо поменять десяток. При средней стоимости около 10 долларов за лампу бюджет выходит приличный, да и еще нельзя исключить риск приобретения китайского «клона» с жизненным циклом 2-3 года. В свете этого многие рассматривают возможность самостоятельного изготовления этих девайсов.
Теория питания светодиодных ламп от 220В
Самый бюджетный вариант можно собирать своими руками из вот таких светодиодов. Десяток таких малюток стоит меньше доллара, а по яркости соответствует лампе накаливания на 75Вт. Собрать всё воедино не проблема, вот только напрямую в сеть их не подключишь – сгорят. Сердцем любой светодиодной лампы является драйвер питания. От него зависит, насколько долго и хорошо будет светить лампочка.
Что бы собрать светодиодную лампу своими руками на 220 вольт, разберёмся в схеме драйвера питания.
Параметры сети значительно превышают потребности светодиода. Что бы светодиод смог работать от сети требуется уменьшить амплитуду напряжения, силу тока и преобразовать переменное напряжение сети в постоянное.
Для этих целей используют делитель напряжения с резисторной либо ёмкостной нагрузкой и стабилизаторы.
Компоненты диодного светильника
Схема светодиодной лампы на 220 вольт потребует минимальное количество доступных компонентов.
- Светодиоды 3,3В 1Вт – 12 шт.;
- керамический конденсатор 0,27мкФ 400-500В – 1 шт.;
- резистор 500кОм — 1Мом 0,5 — 1Вт – 1 ш.т;
- диод на 100В – 4 шт.;
- электролитические конденсаторы на 330мкФ и 100мкФ 16В по 1 шт.;
- стабилизатор напряжения на 12В L7812 или аналогичный – 1шт.
Изготовление драйвера светодиодов на 220В своими руками
Схема лед драйвера на 220 вольт представляет собой не что иное, как импульсный блок питания.
В качестве самодельного светодиодного драйвера от сети 220В рассмотрим простейший импульсный блок питания без гальванической развязки. Основное преимущество таких схем – простота и надёжность.
Но будьте осторожны при сборке, поскольку у такой схемы нет ограничения по отдаваемому току.
Светодиоды будут отбирать свои положенные полтора ампера, но если вы коснётесь оголённых проводов рукой, ток достигнет десятка ампер, а такой удар тока очень ощутимый.
Схема простейшего драйвера для светодиодов на 220В состоит их трёх основных каскадов:
- Делитель напряжения на ёмкостном сопротивлении;
- диодный мост;
- каскад стабилизации напряжения.
Первый каскад – ёмкостное сопротивление на конденсаторе С1 с резистором. Резистор необходим для саморазрядки конденсатора и на работу самой схемы не влияет. Его номинал не особо критичен и может быть от 100кОм до 1Мом с мощностью 0,5-1 Вт. Конденсатор обязательно не электролитический на 400-500В (эффективное амплитудное напряжение сети).
При прохождении полуволны напряжения через конденсатор, он пропускает ток, пока не произойдет заряд обкладок. Чем меньше его ёмкость, тем быстрее происходит полная зарядка. При ёмкости 0,3-0,4мкФ время зарядки составляет 1/10 периода полуволны сетевого напряжения. Говоря простым языком, через конденсатор пройдет лишь десятая часть поступающего напряжения.
Второй каскад – диодный мост. Он преобразует переменное напряжение в постоянное. После отсечения большей части полуволны напряжения конденсатором, на выходе диодного моста получаем около 20-24В постоянного тока.
Третий каскад – сглаживающий стабилизирующий фильтр.
Конденсатор с диодным мостом выполняют функцию делителя напряжения. При изменении вольтажа в сети, на выходе диодного моста амплитуда так же будет меняться.
Что бы сгладить пульсацию напряжения параллельно цепи подключаем электролитический конденсатор. Его ёмкость зависит от мощности нашей нагрузки.
В схеме драйвера питающее напряжение для светодиодов не должно превышать 12В. В качестве стабилизатора можно использовать распространённый элемент L7812.
Собранная схема светодиодной лампы на 220 вольт начинает работать сразу, но перед включением в сеть тщательно изолируйте все оголённые провода и места пайки элементов схемы.
Вариант драйвера без стабилизатора тока
В сети существует огромное количество схем драйверов для светодиодов от сети 220В, которые не имеют стабилизаторов тока.
Проблема любого безтрансформаторного драйвера – пульсация выходного напряжения, следовательно, и яркости светодиодов. Конденсатор, установленный после диодного моста, частично справляется с этой проблемой, но решает её не полностью.
На диодах будет присутствовать пульсация с амплитудой 2-3В. Когда мы устанавливаем в схему стабилизатор на 12В, даже с учётом пульсации амплитуда входящего напряжения будет выше диапазона отсечения.
Диаграмма напряжения в схеме без стабилизатора
Диаграмма в схеме со стабилизатором
Поэтому драйвер для диодных ламп, даже собранный своими руками, по уровню пульсации не будет уступать аналогичным узлам дорогих ламп фабричного производства.
Как видите, собрать драйвер своими руками не представляет особой сложности. Изменяя параметры элементов схемы, мы можем в широких пределах варьировать значения выходного сигнала.
Если у вас возникнет желание на основе такой схемы собрать схему светодиодного прожектора на 220 вольт, лучше переделать выходной каскад под напряжение 24В с соответствующим стабилизатором, поскольку выходной ток у L7812 1,2А, это ограничивает мощность нагрузки в 10Вт. Для более мощных источников освещения требуется либо увеличить количество выходных каскадов, либо использовать более мощный стабилизатор с выходным током до 5А и устанавливать его на радиатор.
Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (3
Источник: https://SvetodiodInfo.ru/svoimi-rukami/drajver-svetodiodov-220v-sxema.html
Перегорают светодиоды? Делаем простейший драйвер своими руками. — бортжурнал Hyundai Elantra когда-то была GL 😉 2004 года на DRIVE2
…оооооочень много раз мне пришлось столкнуться с проблемой перегоревших светодиодов, установленных где-либо в машине…началось всё это с лампочек в габаритах, потом постоянно горела подсветка приборки, потом подсветка блока отопителя, багажника и т.д…
И вот как-то раз это явление достало меня окончательно и я, бегло пробежавшись глазами по записям в блогах одноклубников, решил сделать подсветку приборки “вечной” линейным стабилизатором напряжения L7812CV, +12в, что, естественно, никакого толка не дало и лента сгорела, как ни в чем не бывало 🙂
Вот он, виновник торжества.
…хотя…его вины тут нет. Виноваты тут далекие от электроники люди и я, человек который слишком мало копал, прежде, чем что-то сделать…Все мы ошибаемся, что поделать, потому и половина бортового журнала — это работа над ошибками… 🙂
Начнем с того, что светодиоды сгорают от скачков тока, а не напряжения.
Цитата:
“Светодиод питается ТОКОМ. Нет у него параметра НАПРЯЖЕНИЕ. Есть параметр — падение напряжения! То есть сколько на нем теряется.Если написано на светодиоде 20мА 3.4В, то это значить что ему надо не больше 20 миллиампер. И при этом на нем потеряется 3.4 вольта.Не для питания нужно 3.
4 вольта, а просто на нем «потеряется»!То есть вы можете питать его хоть от 1000 вольт, только если подадите ему не больше 20мА. Он не сгорит, не перегреется и будет светить как надо, но после него останется уже на 3.4 вольта меньше. Вот и вся наука.
Ограничьте ему ток — и он будет сыт и будет светить долго и счастливо.”
Теперь понятно, почему с долбанными линейными стабами типа L7812CV постоянно все перегорает?
Да, стабилизация нужна по току, а не по напряжению и делается это резисторами!
Ладно, поехали дальше.
В связи с тем, что сейчас у меня висит 4 проекта по фарам, которые будут делаться на очень дорогостоящих COB кольцах (которые ещё дороже стали с учетом долбанного курса валют) стабилизация таковых просто жизненно необходима…
Вот как оно выглядит
Вы спросите сейчас, а нафига драйвер, если вон он, уже висит и все стабилизирует.
Ну да, я тоже так думал, а на деле оказалось, что там те же самые стабилизаторы напряжения стоят (у одного из клиентов одно кольцо уже начало моросить). Ну кто ж знал, что Китайцы в плане драйверов решили сэкономить.
Итак, делаем простейший драйвер.
Берем идеальную автомобильную сеть 12 Вольт и считаем какой нам нужен резистор на примере COB кольца, мощностью 5 Вт.
Мы можем узнать силу тока, потребляемую электроприбором зная его мощность и напряжение питания.Потребляемый ток равен мощности деленной на напряжение в сети.COB кольцо потребляет 5 Вт. Напряжение в идеальном автомобиле 12 Вольт.Если считать не умеете, то можно посчитать тут
ydoma.info/electricity-zakon-oma.html
Получаем 420 милиампер потребляемого тока таким колечком.дальше идем сюда
ledcalc.ru/lm317
вводим требуемый ток 420 милиампер и получаем:Расчетное сопротивление: 2.98 ОмБлижайшее стандартное: 3.30 ОмТок при стандартном резисторе: 379 мА
Мощность резистора: 0.582 Вт.
ЭТО РАСЧЕТ РАБОТАЕТ, КОГДА ВЫ ТОЧНО УВЕРЕНЫ В ХАРАКТЕРИСТИКАХ СВЕТОДИОДА, ЕСЛИ НЕТ, ТО ДЕЛАЕМ ЗАМЕР ПОТРЕБЛЕНИЯ ТОКА МУЛЬТИМЕТРОМ!
КАК ЭТО ДЕЛАТЬ, СМОТРИМ ТУТ!
К слову, выше расчет, где я взял спецификацию диода от китайца, является неверным, ибо при замере фактическое потребление тока оказалось не 420 мА, а 300мА. Потому сразу можно сделать вывод, что пятью ваттами там и не пахнет 🙂
Дальше идем в магазин и покупаем:
-LM317. Внешне как и LM7812. Корпус один, смысл несколько разный.
Его распиновка
-Резистор, который посчитали выше
И подключаем это всё дело в режиме токового стабилизатора.
Схема прилагается
В итоге получили на выходе стабилизированный ток.
Но это для идеального случая. Что касается случая с реальным автомобилем, где скачки до 14 Вольт с копейками бывают, то рассчитывайте резистор для худшего случая с запасом.
Кто не могёт паять по схемам, то даю картинку, где все нарисовано более наглядно
Вот собственно и все. Надеюсь, кому-нибудь пригодится)
Источник: https://www.drive2.ru/l/5302384/
Мастерская LED освещения в Днепропетровске
Источник: http://dp-installer.at.ua/publ/led_light/led_components/a_simple_driver_for_the_leds_on_the_lm_317_with_their_hands/16-1-0-35
Светодиод в лампу на импульсном драйвере
Как -то раньше я делал лампу в салон из шести светодиодов и линейных стабилизаторов NSI45020AT1G на 20 мА. Сделал платку, раздавил обычную лампу, мял кончики, пока из них не высыпало всё стекло, залил припоем и воткнул плату туда. Зрелище, конечно, не для слабонервных.
Светит поярче штатной лампы, но света, как и денег, всегда мало. Тут я подумал, а нельзя ли между такими же клеммами разместить светодиод типа emitter на 1Вт?
Тут у нас две проблемы: одна — отвод тепла. Подложка «star», с которой мне пришли светодиоды, худо-бедно с задачей справляется.
Так что, главная задача — стабилизировать ток. Про линейный стабилизатор забываем сразу: на нём будет рассеиваться 3 Ватта тепла. Поэтому, для стабилизации тока используется импульсный драйвер.
Прикупил я драйвер светодиодов MBI6651GST в корпусе sot23-6. Требуемая для него обвязка:
- — дроссель, индуктивностью чем больше тем лучше, рассчитанный на ток в 1,5 больше выходного. Я взял SDR0604-101K 100мкГн на ток 520мА, в корпусе smd диаметром 6мм.
- — диод Шоттки. Он должен быть рассчитан на напряжение в 1,5 раза больше входного и ток в 1,5 раза больше выходного. У меня таковым стал 10MQ040N на 40В 1А в корпусе SMA.
- — Два конденсатора от 10мкФ, на напряжение в 1,5 раза больше входного. Я взял танталовые 10мкФ/50В, а в качестве выходного — что было под рукой 15мкФ/35В, оба в корпусах размера D.
- — Резистор-шунт выбирающий ток. Ток стабилизируется так, чтобы падение напряжения на резисторе было 0,1 Вольта. Т.к. в магазине резисторов меньше Ома не оказалось, я воткнул 3 штуки на 1 Ом параллельно, в результате схема стабилизирует ток на уровне 300мА (чуть меньше номинальных 350мА).
Ещё один диод Шоттки, точно такой же, я использовал чтобы защитить схему от обратной полярности.
Схема включения:
Принцип работы импульсного стабилизатора прост: он открывает спрятанный внутри него транзистор и ток течёт через резистор-шунт Rsen, через светодиоды и через катушку индуктивности L1. Катушка не даёт току нарасти резко, поэтому он плавно повышается, а вместе с ним, по закону Ома, повышается и напряжение на резисторе Rsen.
Как только падение напряжения на Rsen превысит 0,1-с-копеечками Вольта, драйвер закрывает транзистор, обрубает подачу тока. Катушка индуктивности так просто не даёт току в цепи упасть, а продолжает гнать его прямо. Тут в действие вступает диод Шоттки D1, который заворачивает этот самый ток обратно в цепь светодиодов.
Как только напряжение на Rsen упадёт ниже 0,1-без-копеечек Вольта, драйвер снова открывает транзистор и всё начинается по новой. Таким образом получается ШИМ с плавающей частотой от 40кГц до 1МГц.
Входное напряжение очень эффективно, практически без потерь преобразуется, чтобы обеспечить в цепи нужный ток.
Очевидно, что ток в цепи определяется номиналом резистора Rsen: ток будет стабилизирован на уровне 0,1 / Rsen, а значит Rsen можно выбрать по формуле 0,1 / I. 1-ваттные светодиоды работают при токе 350 мА. Поскольку в магазинчике между 0 и 1 Омом резисторов не было, я взял сборку резисторов сопротивлением 1/3 Ома, то есть ток стабилизируется на уровне 300мА.
А вот назначение выводов MBI6651 в разных корпусах:
Изготовление платы
Вся задача — разместить эту схемку между двумя ушками-держателями лампы. Изготовил вот такую платку:
Разводка для Sprint-Layout 6 …
В этот раз крошить обычную стеклянную лампочку я не стал, а решил раскошелится и прикупил за 40 рублей какую-то китайскую лампочку:
у неё клеммы держатся на плевке сборщика, поэтому снимаются лёгким усилием:
Напаял на плату элементы, затем взял дощечку, сделал в ней дырку 9 мм, в которую вставил клемму, в неё сунул разогретый до 300 градусов паяльник и начал запихивать припой, чтобы он плавился. Когда весь припой стал жидким засунул туда контактный кончик платы и ждал пока не затвердеет. Вот что получилось:
Я пытался припаять алюминиевую подложку к специально заготовленной площадке меди на плате с обратной стороны, но у меня ничего не вышло: припой просто не хотел липнуть к алюминию! Зато в результате моих попыток лопнула линза у китайского светодиода от перегрева. Оказывается эти китайские светодиоды сделаны неизвестно из чего и жуть как боятся перегрева. Это объясняет почему теплоотводный контакт у них не припаян.
Светодиод пришлось заменить.
Всю подложку я прилепил на суперклей, а ток подвожу при помощи вот таких вот изогнутых в форме «весело и вкусно» контактиков. Они сделаны из старых откусанных ножек от выводных элементов — я их бережно храню на всякий случай, и часто пригождаются!
Вот так это выглядит в работе:
Такая конструкция работает при питании от 8 до 30 Вольт. Нижний предел 8 Вольт установлен встроенной в драйвер защитой.
Вместе с ярким свечением светодиод заметно греется после продолжительной работы. Поэтому рекомендую либо придумать доп.охлаждение, либо уменьшить ток (например, выпаяв один резистор). Впрочем, в тех местах где такая лампа используется: багажник, салон, бардачок и т.д., время во включенном состоянии достаточно невелико.
Внимательный читатель заметит и спросит: а на кой было тянуть две дорожки, ковырять две дырки в плате, чтобы затем замкнуть их проводочком?
А вот зачем:
Драйвер стабилизирует ток в цепи, и ему без разницы сколько там светодиодов, лишь бы напряжения питания хватало, чтобы запитать последовательно включенные светодиоды. Это значит, что можно в разрыв цепи включить ещё два дополнительных светодиода!
Если падение напряжения на светодиодах 3,2 Вольта, вся конструкция уверенно начинает работать где-то от 10,5 Вольт питающего напряжения.
Безделушка получилась интересная, но в багажник она мне не подошла а в салоне у меня уже была. Поэтому я чуток поигрался и разобрал её на запчасти, а вместо неё сделал лампочку в багажник с учётом формы плафона и его контактов:
Автор; Дмитрий Погребняк
Источник: http://xn—-7sbgjfsnhxbk7a.xn--p1ai/svetodiod-v-lampu-na-impulsnom-drajvere
Мощные светодиоды: схемы драйверов :
Для регулировки напряжения у мощных светодиодов используются специальные драйвера. По конструкции они довольно сильно отличаются. Основным элементом драйвера принято считать регулятор. Устанавливается он на микросхеме, которая крепится к модулятору.
Для передачи сигнала между компонентами используются резисторы, а также транзисторы. В свою очередь, компараторы отвечают за стабильность работы системы.
В некоторых случаях применяются выпрямители, однако в данной ситуации многое зависит от мощности светодиодов.
Светодиодные драйвера безконденсаторного типа
Драйвер для мощных светодиодов данного типа подходит для моделей с мощностью не более 20 В. Регуляторы в этом случае используются двоичные. В свою очередь модуляторы устанавливаются различных типов. Конденсаторы в драйверах заменяют специальные усилители.
Как правило, они применяются двухразрядного типа, однако исключения также бывают. Резисторы используются как открытые, так и закрытые. Однако первый вариант встречается чаще. Непосредственно соединяются мощные светодиоды с драйвером через резисторный выход.
Ортогональные модели
Данного типа светодиоды мощные (схемы показаны ниже) на сегодняшний день являются очень востребованными. Основным элементом таких устройств принято считать компаратор. Максимум входное напряжение он может выдерживать до 20 В. При этом нагрузку на него можно давать до 30 А. Частотность устройства зависит от мощности конденсаторов.
Если рассматривать лучевые модификации, то у них вышеуказанный параметр в среднем находится в районе 33 Гц. Катушки индуктивности у драйверов имеются как понижающие, так и повышающие.
Входное напряжение они должны выдерживать не менее 30 В. Непосредственно подключение устройства происходит через интегральный выход.
Питание мощных светодиодов в этом случае может осуществляться через батарейки.
Схема устройства с импульсным резистором
Модели с импульсными резисторами (схемы драйверов для мощных светодиодов показаны ниже) в наше время встречаются довольно редко. Параметр порогового напряжения у них в среднем находится на уровне 30 В. При этом блоки питания можно использовать различной мощности. Также в данном случае необходимо учитывать частотность устройства. В среднем данный параметр не превышает 40 Гц.
Транзисторы для драйверов подбираются исключительно открытого типа. Скорость передачи сигнала зависит во многом от конденсаторов. Выпрямители производители часто используют полевые.
Пропускная способность у них обычно колеблется в районе 3 мк. Дополнительно следует учитывать чувствительность таких устройств. Регуляторы используются самые разнообразные.
За счет указанного драйвера можно сделать мощный фонарик на светодиодах.
Модель с расширителем
Модификации с расширителями на сегодняшний день являются наиболее востребованными. Транзисторы в данном случае встречаются только лучкового типа. При этом модуляторы используются многими обычные.
В свою очередь конденсаторы обязаны пороговое напряжение выдерживать на уровне 20 В. Частота устройства обычно находится в районе 33 Гц. В некоторых случаях расширители устанавливаются с затворами. Однако следует учитывать, что стоят такие модели довольно дорого.
В данном случае наиболее распространенными принято считать модификации без него.
Схема устройств на трансивере
Драйвера на трансиверах используются для светодиодов, мощность которых превышает 25 В. При этом модуляторы чаще всего можно встретить именно интегрированного типа. В среднем частота их колеблется в районе 35 Гц.
В свою очередь пороговое напряжение они выдерживают около 30 В. Фильтры в данном случае также устанавливаются. Если скачки в сети довольно большие, то они способны сильно помочь. В противном случае фильтры будут лишними в устройстве.
Подключается сверхяркий мощный светодиод к драйверу через интегральный выход.
Применение раздельных контактов
Контакты данного типа устанавливаются непосредственно на модуляторах. Используются эти компоненты в высокочастотных и низкочастотных моделях. Регуляторы для них подходят только поворотного типа. Скорость передачи сигнала у таких модификаций довольно хорошая. Если рассматривать безконденсаторные драйвера, то всего контактов там предусмотрено три.
В среднем входное напряжение они выдерживают на уровне 30 В. При этом отрицательное сопротивление в цепи может доходить до 20 Ом. Частотность зависит от мощности резисторов, а также типа выпрямителя. Работают контакты непосредственно через дроссель. При этом параметр пороговой частоты меняется за счет изменения предельной проводимости.
Использование низкочастотных тиристоров
Драйвера с низкочастотными тиристорами на сегодняшний день являются довольно востребованными. Компараторы для них подходят с емкостью не менее 10 пФ. Также следует отметить, что безконденсаторные устройства устанавливаться не могут.
В данном случае мощность резисторов как минимум обязана составлять 20 В. При этом мощные светодиоды подключаются непосредственно через интегральный выход. Блоки питания чаше всего используются емкостного типа. В некоторых случаях можно встретить модели на маломощных батарейках.
Однако на большую производительность в такой ситуации рассчитывать не приходится.
Применение высокочастотных тиристоров
Высокочастотные тиристоры в наше время встречаются редко. Связано это с тем, что выходное напряжение они выдерживают 35 В. Таким образом, на компаратор оказывается довольно большая нагрузка.
Регуляторы в данном случае устанавливаются цифровые. Соединяются они с модуляторами через регистр. Транзисторы в устройствах данного типа можно встретить в основном полевые.
В среднем они выходное напряжение выдерживают около 20 В.
Однако многое в данном случае зависит от производителя. Непосредственно скорость передачи сигнала тесно связана с типом конденсаторов. Также следует учитывать, что тиристоры способны повышать отрицательное сопротивление. В результате на выпрямитель может оказываться большая нагрузка.
Полупроводниковые модели
Драйвера данного типа предназначены для обслуживания трех и более светодиодов. Блоки питания у них устанавливаются с мощностью на уровне 40 В.
При этом частотность устройства можно менять при помощи регулятора. В данном случае выпрямители используются довольно редко. Также полупроводниковые модели позволяют использовать мощные светодиоды на 5 В.
Подключение осуществляется через ортогональные выходы.
Переключатели в данном случае используются самые разнообразные. При этом частотность транзисторов зависит от скорости передачи сигнала. Конденсаторы в таких моделях встречаются в основном открытого типа.
При этом тиристоры используются довольно редко. Регуляторы подсоединяются к модуляторам чаще всего напрямую. Однако в некоторых модификациях это происходит через сменный проводник.
Таким образом, по характеристикам модели могут сильно отличаться.
Модели с двухсторонними регуляторами
Модели данного типа славятся большой чувствительностью. При этом конденсаторы у них используются только закрытого типа. В данном случае проводимость устройства зависит от скорости передачи сигнала.
Резисторы можно встретить как полевого, так и симметричного типа. Параметр проводимости в среднем колеблется в районе 3 мк. При этом частотность способна меняться в зависимости от положения регулятора.
Для того чтобы подсоединить мощные светодиоды к драйверу, применяется ортогональный выход. При этом стабилитроны устанавливаются только на пару с демпферами. Также следует учитывать, что данные регуляторы способны довольно долго прослужить. Контакты у них обычно установлены медного типа. В свою очередь переходники используются высокой плотности.
Устройства с меридиональными регуляторами
Модели данного типа отличаются пониженной чувствительностью. В данном случае компараторы могут использоваться только лучевого типа. При этом модуляторы встречаются самые разнообразные. Однако наиболее распространенными на сегодняшний день принято считать двоичные модификации.
Отличаются невысокой точностью. Резисторы применяются как открытого, так и закрытого типа. При этом емкость конденсаторов колеблется от 2 до 3 пФ. Устанавливается регулятор чаще всего через переходник. Скорость передачи сигнала в данном случае менять можно. При этом системы контактов используются самые разнообразные.
Источник: https://www.syl.ru/article/212609/new_moschnyie-svetodiodyi-shemyi-drayverov
Схема драйвера для светодиодов лампы JCDR-G5.3 на 220 вольт мощностью 7W
Схема драйвера для светодиодов лампы JCDR-G5.3 на 220 вольт мощностью 7W выполнена на микросхеме BP3122. Драйвер питания светодиодов обеспечивает высокую точность поддержания выходного тока в диапазоне входных напряжений 70 – 260 вольт переменного и постоянного тока и имеет защиты от короткого замыкания, обрыва LED, перегрева и другие.
Электрическая принципиальная схема драйвера лампы JCDR-G5.3
Производитель рекомендует не превышать выходную мощность драйвера более 5 Вт. В BP3122 интегрированы выходные полевые транзисторы MOSFET с допустимым напряжением 650 вольт, нагрузкой которых является первичная обмотка трансформатора.
Мизерный ток потребления микросхемы позволяет исключить дополнительную обмотку на трансформаторе, а запатентованная архитектура чипа требует минимального количества внешних элементов. Точность поддержания тока светодиодов +/- 5% во всем диапазоне входных рабочих напряжений сети. Диодный мост MB6S – 0.5А, 600В.
Цепочка R3, R4 и C1 служит для питания микросхемы, стабилизатор на 15 вольт встроен в чип. Параллельно включенными резисторами R1 и R2 устанавливается ток через светодиоды, суммарное сопротивление составляет 2,9 Ом.
Цепочка D1, R5, C2 демпфирует противоЭДС, диод демпфирующей цепи должен иметь высокое быстродействие и обратное напряжение, а также большой импульсный ток.
Тридцать светодиодов установлены на плате из фольгированного стеклотекстолита и составляют 10 параллельно включенных цепочек, каждая из трех светодиодов соединенных последовательно. Все детали кроме трансформатора и электролитического конденсатора С4 – smd. Специальные выступы печатной платы драйвера (выходное напряжение) впаяны в прорези на плате со светодиодами.
Параметры драйвера:
Напряжение на светодиодах 9,8 вольта, ток 260 мА, частота 62 кГц во всем диапазоне входных напряжений сети.
КПД в диапазоне входных напряжений 120 – 250 вольт переменного тока находится в пределах 80 – 82%. При снижении напряжения от 110 до 60 вольт КПД снижается от 78 до 62 процентов.
При изменении напряжения сети от 180 до 250 вольт потребляемый матрицей светодиодов ток плавно падает с 260 до 200 мА.
К такому импульсному драйверу можно подключать три включенных последовательно мощных светодиода по 1 Вт каждый. Откуда производитель взял мощность лампы 7 Ватт непонятно, т.к.
с учетом КПД потребляемая мощность составляет порядка трех ватт. Видимо просто маркетинговый ход, либо установлены супер яркие экономичные светодиоды у которых световое излучение более чем в два раза сильнее, чем у стандартных.
Визуально световой поток лампы сравним с лампой GL5.5
Напряжение на светодиодеСхема светодиодной лампы на 220вСхема диодной лампы 5 Вт 220вЛампа ЭРА А65 13ВтКак паять светодиодную лентуСветодиодная лента на 220 вПростое зарядное устройствоРазрядное устройство для автомобильного аккумулятораСхема драйвера светодиодов на 220Подсветка для кухни из лентыПодсветка рабочей зоны кухниLED лампа Selecta g9 220v 5wСветодиодная лампа ASD LED-A60Схема светодиодной лентыПростой цифровой термометр своими руками с датчиком на LM35Общедомовой учет теплаИсточник: http://firstelectro.ru/led-lampa7wt.html
(нет голосов)
Загрузка...
detector