Come realizzare stabilizzatori di corrente fai da te per LED LED

La luminosità delle sorgenti LED dipende dalla corrente che scorre, che a sua volta dipende dalla tensione di alimentazione. In condizioni di fluttuazioni di carico, gli apparecchi si increspano. Per prevenirlo, viene utilizzato un driver speciale: uno stabilizzatore di corrente. In caso di guasti, l'elemento può essere realizzato in modo indipendente.

Design e principio di funzionamento

Lo stabilizzatore garantisce la costanza della corrente di funzionamento dei diodi LED quando si discosta dalla norma. Previene il surriscaldamento e il burnout dei LED, mantiene un flusso costante durante le cadute di tensione o la scarica della batteria.

Il dispositivo più semplice è costituito da un trasformatore, un ponte raddrizzatore collegato a resistori e condensatori. L'azione dello stabilizzatore si basa sui seguenti principi:

• fornire corrente al trasformatore e cambiare la sua frequenza limite alla frequenza della rete - 50 Hz;
• regolazione della tensione per aumento e diminuzione con successiva equalizzazione della frequenza a 30 Hz.

Anche i raddrizzatori ad alta tensione sono coinvolti nel processo di conversione. Determinano la polarità. La stabilizzazione della corrente elettrica viene effettuata mediante condensatori. I resistori vengono utilizzati per ridurre le interferenze.

Varietà di stabilizzatori di corrente

Il LED si accende quando viene raggiunta la soglia di corrente. Per i dispositivi a bassa potenza, questa cifra è di 20 mA, per i dispositivi super luminosi - da 350 mA. La diffusione della tensione di soglia spiega la presenza di diversi tipi di stabilizzatori.

Stabilizzatori di resistenze

Per uno stabilizzatore regolabile dei parametri di corrente per LED a bassa potenza, viene utilizzato il circuito KREN. Prevede la presenza degli elementi KR142EN12 o LM317. Il processo di equalizzazione viene eseguito con un'intensità di corrente di 1,5 A e una tensione di ingresso di 40 V. In condizioni termiche normali, i resistori dissipano potenza fino a 10 tonnellate e il loro consumo energetico è di circa 8 mA.

Il nodo LM317 mantiene un valore di tensione costante ai capi del resistore principale, regolato da un trimmer. L'elemento principale o di distribuzione della corrente può stabilizzare la corrente che lo attraversa. Per questo motivo, gli stabilizzatori su KREN vengono utilizzati per caricare le batterie.

Il valore di 8 mA non cambia anche con fluttuazioni di corrente e tensione all'ingresso.

Dispositivi a transistor

Il regolatore a transistor prevede l'utilizzo di uno o due elementi. Nonostante la semplicità del circuito, con fluttuazioni di tensione, non c'è sempre una corrente di carico stabile. Con il suo aumento su un transistor, la tensione del resistore sale a 0,5-0,6 V. Successivamente, il secondo transistor inizia a funzionare. Al momento della sua apertura, il primo elemento si chiude e la forza e l'intensità della corrente che lo attraversa diminuiscono.

Il secondo transistor deve essere bipolare.

Per l'attuazione conchimica con la sostituzione dei diodi zener con diodi applicare:

• diodi VD1 e VD2;
• resistore R1;
• resistenza R2.

L'alimentazione di corrente attraverso l'elemento LED è impostata dal resistore R2. Il resistore R1 viene utilizzato per raggiungere la sezione lineare dei diodi caratteristici I - V con riferimento alla corrente del transistor di base. Affinché il transistor rimanga stabile, la tensione di alimentazione non deve essere inferiore alla tensione totale dei diodi + 2-2,5 V.

Per ottenere una corrente di 30 mA attraverso 3 diodi collegati in serie con una tensione di 3,1 V, vengono forniti in linea retta 12 V. La resistenza del resistore dovrebbe essere di 20 Ohm con una potenza di dissipazione di 18 mW.

Il circuito normalizza la modalità operativa degli elementi, riduce il ripple di corrente.

Un circuito con transistor sovietici. La tensione consentita del KT940 o KT969 sovietico è fino a 300 V, che è adatta se la sorgente luminosa è un potente elemento SMD. I parametri attuali sono impostati da un resistore. La tensione del diodo zener è 5,1 V e la potenza è 0,5 V.

Lo svantaggio del circuito è la caduta di tensione con l'aumento della forza di corrente. Può essere eliminato sostituendo il transistor bipolare con un MOSFET a bassa impedenza. Il potente diodo è sostituito da un IRF7210 da 12 A o da un IRLML6402 da 3,7 A.

Stabilizzatori di corrente su un operatore sul campo

L'elemento di campo presenta una sorgente e un gate in cortocircuito e un canale incorporato. Quando si utilizza un driver di campo (IRLZ 24) con 3 pin, all'ingresso viene applicata una tensione di 50 V, l'uscita è 15,7 V.

Il potenziale di terra viene utilizzato per fornire tensione. I parametri della corrente di uscita dipendono dalla corrente di drain iniziale e non sono legati alla sorgente.

Dispositivi lineari

Lo stabilizzatore, o partitore di corrente costante, accetta una tensione instabile. All'uscita, il dispositivo lineare lo allinea. Funziona secondo il principio di cambiare costantemente i parametri di resistenza per equalizzare l'alimentazione in uscita.

I vantaggi di funzionamento includono il numero minimo di parti, nessuna interferenza. Lo svantaggio è la bassa efficienza con la differenza di alimentazione in ingresso e in uscita.

Dispositivo ferrorisonante

Stabilizzatore per corrente alternata di un modello obsoleto, il cui circuito è rappresentato da un condensatore e due bobine - con un nucleo insaturo e uno saturo. Al nucleo saturo (induttivo) viene applicata una tensione costante, indipendentemente dai parametri di corrente. Ciò facilita la selezione dei dati per la seconda bobina e l'intervallo capacitivo della stabilizzazione dell'alimentatore.

Il dispositivo funziona secondo il principio di un'oscillazione, che è difficile da fermare in una volta o da oscillare più forte. La tensione è fornita per inerzia, quindi potrebbe esserci un calo del carico o un'interruzione del circuito di alimentazione.

Caratteristiche del circuito specchio corrente

Lo specchio di corrente, o riflettore, è costruito su una coppia di transistor di tipo abbinato, ad es. con gli stessi parametri. Per la loro produzione viene utilizzato un cristallo semiconduttore LED.

Schema di uno specchio di corrente secondo l'equazione di Ebers-Moll.Il principio di funzionamento è che le basi dei transistor sono combinate e gli emettitori vengono lanciati su un bus di alimentazione. Di conseguenza, i parametri della tensione transitoria dell'accoppiamento base-transistor-emettitore sono uguali.

I vantaggi del circuito sono un intervallo di stabilità uguale e nessuna caduta di tensione attraverso il resistore di emettitore. I parametri sono più facili da impostare utilizzando la corrente. Lo svantaggio è l'effetto Earley: il legame della tensione di uscita alla tensione del collettore e le sue fluttuazioni.

Circuito specchio corrente di Wilson.Lo specchio di corrente può stabilizzare il valore costante della corrente di uscita ed è implementato come segue:

1. I transistor n. 1 e n. 1 vengono accesi secondo il principio di uno specchio di corrente standard.
2. Il transistor n. 3 fissa il potenziale del collettore dell'elemento n. 1 al doppio del parametro di caduta di tensione del diodo.
3. Sarà inferiore alla tensione di alimentazione, che sopprime l'effetto Earley.
4. Il collettore del transistor n. 1 viene utilizzato per impostare la modalità del circuito.
5. La corrente di uscita dipende dal transistor n. 2.
6. Il transistor n. 3 converte la corrente di uscita in un carico CA.

Il transistor numero 3 può essere in disaccordo con il resto.

Stabilizzatore di tensione di compensazione

Il raddrizzatore funziona secondo il principio della retroazione di tensione. Lo stress totale o parziale equivale a un supporto. Di conseguenza, il regolatore genera parametri di tensione di errore, eliminando le fluttuazioni di luminosità per i LED. Il dispositivo è composto dai seguenti elementi:

• Un elemento di regolazione o transistor, che insieme alla resistenza di carico forma un partitore di tensione. L'indice di emettitore del transistor deve superare la corrente di carico di 1,2 volte.
• Amplificatore: controlla l'OM, ​​viene eseguito sulla base del transistor n. 2. Un elemento a bassa potenza è coerente con uno potente secondo un principio composito.
• Supporta la sorgente di tensione: nel circuito viene utilizzato uno stabilizzatore di tipo parametrico. Equalizza la tensione del diodo zener e del resistore.
• Fonti aggiuntive.
• Condensatori - per levigare l'ondulazione, eliminando l'eccitazione parassita.

Gli stabilizzatori di tensione di compensazione funzionano secondo il principio dell'aumento della tensione di ingresso con un ulteriore aumento delle correnti. Lo spegnimento del primo transistor aumenta la resistenza e la tensione della zona collettore-emettitore. Dopo aver applicato il carico, viene livellato al valore nominale.

Dispositivi su microcircuiti

Per i dispositivi di stabilizzazione viene utilizzato un microcircuito 142EN5 o LM317. Consente di equalizzare la tensione ricevendo un segnale di feedback da un sensore collegato alla rete della corrente di carico.

Utilizza una resistenza come sensore, alla quale il regolatore può mantenere una tensione e una corrente di carico costanti. La resistenza del sensore sarà inferiore alla resistenza di carico. Il circuito viene utilizzato per i caricabatterie e una lampada a LED è progettata in base ad esso.

Stabilizzatori di impulsi

Il dispositivo a impulsi è caratterizzato da un'elevata efficienza e crea un'alta tensione dei consumatori ai parametri minimi della tensione di ingresso. Per il montaggio viene utilizzato un microcircuito MAX 771.

Uno o due convertitori regoleranno l'intensità della corrente. Un divisore di tipo raddrizzatore equalizza il campo magnetico, abbassando la frequenza di tensione consentita. Per fornire corrente all'avvolgimento, l'elemento LED trasmette un segnale ai transistor. L'uscita è stabilizzata tramite un avvolgimento secondario.

Come realizzare da soli uno stabilizzatore di corrente per i LED

Realizzare uno stabilizzatore per LED con le tue mani viene eseguito in diversi modi. È consigliabile che un principiante lavori con schemi semplici.

Basato sul conducente

Dovrai scegliere un microcircuito difficile da bruciare - LM317. Agirà come stabilizzatore. Il secondo elemento è un resistore variabile con una resistenza di 0,5 kOhm con tre conduttori e una manopola.

L'assemblaggio viene eseguito secondo il seguente algoritmo:

1. Saldare i fili al terminale centrale e terminale del resistore.
2. Metti il ​​multimetro in modalità resistenza.
3. Misurare i parametri del resistore: dovrebbero essere pari a 500 ohm.
4. Verificare la continuità dei collegamenti e rimontare la catena.

L'uscita sarà un modulo con una potenza di 1,5 A. Per aumentare la corrente a 10 A, è possibile aggiungere un operatore di campo.

Stabilizzatore per luci auto

Per funzionare, è necessario un dispositivo lineare sotto forma di un microcircuito L7812, due terminali, un condensatore da 100 n (1-2 pezzi), materiale Textolite e un tubo termoretraibile. La produzione viene eseguita passo dopo passo:

1. Scelta di un circuito per L7805 dal datasheet.
2. Taglia un pezzo della dimensione richiesta dal PCB.
3. Segna le tracce praticando delle tacche con un cacciavite.
4. Saldare gli elementi in modo che l'ingresso sia a sinistra e l'uscita sia a destra.
5. Crea un corpo da un termotubo.

Il dispositivo stabilizzatore può sopportare fino a 1,5 A di carico ed è montato su un radiatore.

Il corpo dell'auto viene utilizzato come radiatore a causa del collegamento dell'uscita centrale del corpo con un meno.

Sfumature di calcolo dello stabilizzatore di corrente

Lo stabilizzatore viene calcolato sulla base della tensione di stabilizzazione U e della corrente (media) I. Ad esempio, la tensione del divisore di ingresso è di 25 V, in uscita è necessario ottenere 9 V. I calcoli includono:

1. Selezione secondo il libro di riferimento del diodo Zener.Sono guidati dalla tensione di stabilizzazione: D814V.
2. Cerca la corrente media I secondo la tabella. È uguale a 5 mA.
3. Calcolo della tensione di alimentazione come differenza tra la tensione stabile dell'ingresso e dell'uscita: UR1 = Uinx - Uout, oppure 25-9 = 16 V.
4. Dividendo il valore ottenuto secondo la legge di Ohm per la corrente di stabilizzazione secondo la formula R1 = UR1 / Ist, o 16 / 0,005 = 3200 Ohm, o 3,2 kOhm. La valutazione dell'elemento sarà di 3,3 kΩ.
5. Calcolo della potenza massima secondo la formula PR1 = UR1 * Ist, ovvero 16x0.005 = 0.08.

La corrente del diodo zener e l'uscita passano attraverso il resistore, quindi la sua potenza deve essere 2 volte maggiore (0,16 kW). Sulla base della tabella, questa potenza corrisponde a 0,25 kW.

L'autoassemblaggio dello stabilizzatore per dispositivi LED è possibile solo con la conoscenza del circuito. Si consiglia ai principianti di utilizzare algoritmi semplici. Puoi calcolare un elemento in base alla potenza in base alle formule di un corso di fisica scolastico.