El brillo de las fuentes de LED depende de la corriente que fluye, que a su vez depende de la tensión de alimentación. En condiciones de fluctuaciones de carga, las luminarias se ondulan. Para evitarlo, se utiliza un controlador especial: un estabilizador de corriente. En caso de averías, el elemento se puede fabricar de forma independiente.
- Diseño y principio de funcionamiento
- Variedades de estabilizadores actuales.
- Estabilizadores de resistencia
- Dispositivos de transistores
- Estabilizadores actuales en un trabajador de campo
- Dispositivos lineales
- Dispositivo ferroresonante
- Características del circuito espejo actual.
- Estabilizador de voltaje de compensación
- Dispositivos en microcircuitos
- Estabilizadores de pulso
- Cómo hacer un estabilizador de corriente para LED usted mismo
- Basado en controlador
- Estabilizador para luces de coche
- Matices del cálculo del estabilizador actual.
Diseño y principio de funcionamiento
El estabilizador asegura la constancia de la corriente de funcionamiento de los diodos LED cuando se desvía de la norma. Evita el sobrecalentamiento y el desgaste de los LED, mantiene un flujo constante durante las caídas de voltaje o la descarga de la batería.
El dispositivo más simple consta de un transformador, un puente rectificador conectado a resistencias y condensadores. La acción del estabilizador se basa en los siguientes principios:
- suministrar corriente al transformador y cambiar su frecuencia límite a la frecuencia de la red eléctrica - 50 Hz;
- Regulación de voltaje para aumento y disminución con posterior ecualización de la frecuencia a 30 Hz.
Los rectificadores de alto voltaje también están involucrados en el proceso de conversión. Ellos determinan la polaridad. La estabilización de la corriente eléctrica se realiza mediante condensadores. Se utilizan resistencias para reducir la interferencia.
Variedades de estabilizadores actuales.
El LED se enciende cuando se alcanza el umbral actual. Para dispositivos de baja potencia, esta cifra es de 20 mA, para dispositivos superbrillantes, desde 350 mA. La propagación del voltaje umbral explica la presencia de diferentes tipos de estabilizadores.
Estabilizadores de resistencia
Para un estabilizador ajustable de los parámetros actuales para LED de baja potencia, se utiliza el circuito KREN. Prevé la presencia de elementos KR142EN12 o LM317. El proceso de ecualización se lleva a cabo con una intensidad de corriente de 1,5 A y una tensión de entrada de 40 V. En condiciones térmicas normales, las resistencias disipan potencia hasta 10 toneladas, su propio consumo de potencia es de unos 8 mA.
El nodo LM317 mantiene un valor de voltaje constante a través de la resistencia principal, regulado por un trimmer. El elemento principal o distribuidor de corriente puede estabilizar la corriente que pasa a través de él. Por esta razón, los estabilizadores de KREN se utilizan para cargar baterías.
El valor de 8 mA no cambia incluso con fluctuaciones en la corriente y el voltaje en la entrada.
Dispositivos de transistores
El regulador de transistor permite el uso de uno o dos elementos. A pesar de la simplicidad del circuito, con fluctuaciones de voltaje, no siempre hay una corriente de carga estable. Con su aumento en un transistor, el voltaje de la resistencia aumenta a 0.5-0.6 V. Después de eso, el segundo transistor comienza a funcionar. En el momento de su apertura, el primer elemento se cierra y la fuerza y magnitud de la corriente que lo atraviesa disminuye.
El segundo transistor debe ser bipolar.
Para implementación conquímica con la sustitución de diodos Zener por diodos solicitar:
- diodos VD1 y VD2;
- resistencia R1;
- resistencia R2.
El suministro de corriente a través del elemento LED lo establece la resistencia R2. La resistencia R1 se utiliza para alcanzar la sección lineal de los diodos característicos I - V con referencia a la corriente del transistor base. Para que el transistor se mantenga estable, la tensión de alimentación no debe ser inferior a la tensión total de los diodos + 2-2,5 V.
Para obtener una corriente de 30 mA a través de 3 diodos conectados en serie con un voltaje de 3,1 V, se suministran en línea recta 12 V. La resistencia del resistor debe ser de 20 Ohm con una potencia de disipación de 18 mW.
El circuito normaliza el modo de funcionamiento de los elementos, reduce la ondulación de la corriente.
La desventaja del circuito es la caída de voltaje al aumentar la intensidad de la corriente. Puede eliminarse reemplazando el transistor bipolar con un MOSFET de baja impedancia. El potente diodo se reemplaza por un IRF7210 12 A o un IRLML6402 3.7 A.
Estabilizadores actuales en un trabajador de campo
El elemento de campo presenta una fuente y una puerta en cortocircuito y un canal integrado. Cuando se utiliza un controlador de campo (IRLZ 24) con 3 pines, se aplica un voltaje de 50 V a la entrada, la salida es de 15,7 V.
El potencial de tierra se utiliza para suministrar voltaje. Los parámetros de la corriente de salida dependen de la corriente de drenaje inicial y no están vinculados a la fuente.
Dispositivos lineales
El estabilizador, o divisor de corriente constante, acepta un voltaje inestable. En la salida, el dispositivo lineal lo alinea. Opera según el principio de cambiar constantemente los parámetros de resistencia para igualar el suministro en la salida.
Las ventajas de la operación incluyen el número mínimo de piezas, sin interferencias. La desventaja es la baja eficiencia con la diferencia en la fuente de alimentación en la entrada y la salida.
Dispositivo ferroresonante
Estabilizador para corriente alterna de un modelo obsoleto, cuyo circuito está representado por un condensador y dos bobinas, con un núcleo insaturado y uno saturado. Se aplica un voltaje constante al núcleo saturado (inductivo), independientemente de los parámetros de corriente. Esto facilita la selección de datos para la segunda bobina y el rango capacitivo de la estabilización de la fuente de alimentación.
El dispositivo funciona según el principio de un columpio, que es difícil de detener de inmediato o de columpiarse más fuerte. El voltaje se suministra por inercia, por lo que puede haber una caída en la carga o una interrupción en el circuito de alimentación.
Características del circuito espejo actual.
El espejo actual, o reflector, está construido sobre un par de transistores de tipo combinado, es decir con los mismos parámetros. Para su producción, se utiliza un cristal semiconductor LED.
Esquema de un espejo de corriente según la ecuación de Ebers-Moll.El principio de funcionamiento es que las bases de los transistores se combinan y los emisores se colocan en un bus de alimentación. Como resultado, los parámetros de la tensión transitoria del acoplamiento base-transistor-emisor son iguales.
Las ventajas del circuito son un rango de estabilidad igual y ninguna caída de voltaje a través de la resistencia del emisor. Los parámetros son más fáciles de configurar usando la corriente. La desventaja es el efecto Earley: la unión del voltaje de salida al voltaje del colector y sus fluctuaciones.
- Los transistores n. ° 1 y n. ° 1 se encienden de acuerdo con el principio de un espejo de corriente estándar.
- El transistor n. ° 3 fija el potencial del colector del elemento n. ° 1 al doble del parámetro de caída de voltaje del diodo.
- Será menor que la tensión de alimentación, lo que suprime el efecto Earley.
- El colector del transistor n. ° 1 se utiliza para configurar el modo de circuito.
- La corriente de salida depende del transistor n. ° 2.
- El transistor n. ° 3 convierte la corriente de salida en una carga de CA.
El transistor número 3 puede estar en desacuerdo con el resto.
Estabilizador de voltaje de compensación
El rectificador funciona según el principio de retroalimentación de voltaje. El estrés total o parcial equivale a un apoyo. Como resultado, el regulador genera parámetros de voltaje de error, eliminando las fluctuaciones de brillo para los LED. El dispositivo consta de los siguientes elementos:
- Un elemento regulador o transistor, que junto con la resistencia de carga forma un divisor de voltaje. El índice de emisor del transistor debe exceder la corriente de carga en 1,2 veces.
- Amplificador: controla el OM, se realiza sobre la base del transistor n. ° 2. Un elemento de baja potencia es consistente con uno poderoso de acuerdo con un principio compuesto.
- Fuente de voltaje de soporte: se utiliza un estabilizador de tipo paramétrico en el circuito. Ecualiza el voltaje del diodo Zener y la resistencia.
- Fuentes adicionales.
- Condensadores: para suavizar la ondulación y eliminar la excitación parásita.
Los estabilizadores de voltaje de compensación funcionan según el principio de aumentar el voltaje de entrada con un aumento adicional de las corrientes. Apagar el primer transistor aumenta la resistencia y el voltaje de la zona colector-emisor. Después de aplicar la carga, se nivela al valor nominal.
Dispositivos en microcircuitos
Para estabilizar dispositivos, se utiliza un microcircuito 142EN5 o LM317. Le permite igualar el voltaje al recibir una señal de retroalimentación de un sensor conectado a la red de corriente de carga.
Utiliza una resistencia como sensor, en el que el regulador puede mantener un voltaje y una corriente de carga constantes. La resistencia del sensor será menor que la resistencia de carga. El circuito se usa para cargadores, y una lámpara LED está diseñada de acuerdo con él.
Estabilizadores de pulso
El dispositivo de impulso se caracteriza por una alta eficiencia y crea un alto voltaje de los consumidores con los parámetros mínimos del voltaje de entrada. Para el montaje se utiliza un microcircuito MAX 771.
Uno o dos convertidores regularán la intensidad de la corriente. Un divisor de tipo rectificador iguala el campo magnético, reduciendo la frecuencia de voltaje permitida. Para suministrar corriente al devanado, el elemento LED transmite una señal a los transistores. La salida se estabiliza mediante un devanado secundario.
Cómo hacer un estabilizador de corriente para LED usted mismo
Hacer un estabilizador para LED con sus propias manos se lleva a cabo de varias maneras. Es recomendable que un principiante trabaje con esquemas simples.
Basado en controlador
El montaje se realiza según el siguiente algoritmo:
- Suelde los cables al terminal medio y al final de la resistencia.
- Coloca el multímetro en modo de resistencia.
- Mida los parámetros de la resistencia: deben ser iguales a 500 ohmios.
- Compruebe la continuidad de las conexiones y vuelva a montar la cadena.
La salida será un módulo con una potencia de 1,5 A. Para aumentar la corriente a 10 A, puede agregar un operador de campo.
Estabilizador para luces de coche
Para que funcione, necesita un dispositivo lineal en forma de microcircuito L7812, dos terminales, un condensador de 100n (1-2 piezas), material Textolite y un tubo termocontraíble. La fabricación se realiza paso a paso:
- Elegir un circuito para L7805 de la hoja de datos.
- Corta una pieza del tamaño requerido de la PCB.
- Marque las pistas haciendo muescas con un destornillador.
- Suelde los elementos para que la entrada esté a la izquierda y la salida a la derecha.
- Haz un cuerpo con un termotubo.
El dispositivo estabilizador puede soportar hasta 1,5 A de carga y está montado en un radiador.
La carrocería del automóvil se utiliza como radiador debido a la conexión de la salida central de la carrocería con un signo menos.
Matices del cálculo del estabilizador actual.
El estabilizador se calcula sobre la base del voltaje de estabilización U y la corriente (promedio) I.Por ejemplo, el voltaje del divisor de entrada es 25 V, en la salida necesita obtener 9 V. Los cálculos incluyen:
- Selección según el libro de referencia del diodo Zener.Están guiados por la tensión de estabilización: D814V.
- Busque la corriente media I según la tabla. Es igual a 5 mA.
- Cálculo de la tensión de alimentación como diferencia entre la tensión estable de entrada y salida: UR1 = Uinx - Uout, o 25-9 = 16 V.
- Dividiendo el valor obtenido según la ley de Ohm por la corriente de estabilización según la fórmula R1 = UR1 / Ist, o 16 / 0,005 = 3200 Ohm, o 3,2 kOhm. La clasificación del elemento será de 3,3 kΩ.
- Cálculo de la potencia máxima según la fórmula PR1 = UR1 * Ist, o 16x0,005 = 0,08.
La corriente del diodo Zener y la salida pasan a través de la resistencia, por lo que su potencia debe ser 2 veces mayor (0,16 kW). Según la tabla, esta potencia corresponde a 0,25 kW.
El autoensamblaje del estabilizador para dispositivos LED solo es posible con el conocimiento del circuito. Se aconseja a los principiantes que utilicen algoritmos sencillos. Puede calcular un elemento por potencia basándose en fórmulas de un curso de física de la escuela.
