De helderheid van LED-bronnen is afhankelijk van de stroom die vloeit, die op zijn beurt weer afhankelijk is van de voedingsspanning. Bij wisselende belasting rimpelen de armaturen. Om dit te voorkomen, wordt een speciale driver gebruikt - een stroomstabilisator. In geval van storingen kan het element zelfstandig worden gemaakt.
- Ontwerp en werkingsprincipe:
- Soorten stroomstabilisatoren
- Weerstand stabilisatoren
- Transistor apparaten
- Stroomstabilisatoren op een veldwerker
- Lineaire apparaten
- Ferroresonant apparaat
- Kenmerken van het huidige spiegelcircuit
- Compensatie spanningsstabilisator:
- Apparaten op microschakelingen
- Pulsstabilisatoren
- Hoe maak je zelf een stroomstabilisator voor LED's
- Gebaseerd op stuurprogramma's
- Stabilisator voor autoverlichting
- Nuances bij het berekenen van de huidige stabilisator
Ontwerp en werkingsprincipe:
De stabilisator zorgt voor de constantheid van de bedrijfsstroom van de LED-diodes wanneer deze afwijkt van de norm. Het voorkomt oververhitting en doorbranden van LED's, handhaaft een constante stroom tijdens spanningsdalingen of ontlading van de batterij.
Het eenvoudigste apparaat bestaat uit een transformator, een gelijkrichtbrug die is verbonden met weerstanden en condensatoren. De werking van de stabilisator is gebaseerd op de volgende principes:
- stroom leveren aan de transformator en de begrenzingsfrequentie wijzigen in de frequentie van het lichtnet - 50 Hz;
- spanningsregeling voor verhoging en verlaging met daaropvolgende egalisatie van de frequentie tot 30 Hz.
Hoogspanningsgelijkrichters zijn ook betrokken bij het conversieproces. Zij bepalen de polariteit. De stabilisatie van de elektrische stroom wordt uitgevoerd met behulp van condensatoren. Weerstanden worden gebruikt om interferentie te verminderen.
Soorten stroomstabilisatoren
De LED licht op wanneer de huidige drempel is bereikt. Voor apparaten met een laag vermogen is dit cijfer 20 mA, voor superheldere apparaten - vanaf 350 mA. De spreiding van de drempelspanning verklaart de aanwezigheid van verschillende soorten stabilisatoren.
Weerstand stabilisatoren
Voor een instelbare stabilisator van stroomparameters voor low-power LED's wordt het KREN-circuit gebruikt. Het zorgt voor de aanwezigheid van elementen KR142EN12 of LM317. Het egalisatieproces wordt uitgevoerd met een stroomsterkte van 1,5 A en een ingangsspanning van 40 V. Onder normale thermische omstandigheden dissiperen de weerstanden tot 10 ton. Hun eigen stroomverbruik is ongeveer 8 mA.
Het LM317-knooppunt handhaaft een constante spanningswaarde over de hoofdweerstand, geregeld door een trimmer. Het hoofd- of stroomverdelende element kan de stroom die er doorheen gaat stabiliseren. Om deze reden worden stabilisatoren op KREN gebruikt om batterijen op te laden.
De waarde van 8 mA verandert niet, zelfs niet bij schommelingen in stroom en spanning aan de ingang.
Transistor apparaten
De transistorregelaar zorgt voor het gebruik van een of twee elementen. Ondanks de eenvoud van de schakeling is er bij spanningsschommelingen niet altijd een stabiele belastingsstroom. Met zijn toename op één transistor stijgt de spanning van de weerstand tot 0,5-0,6 V. Daarna begint de tweede transistor te werken. Op het moment van opening sluit het eerste element en neemt de sterkte en grootte van de stroom die er doorheen gaat af.
De tweede transistor moet bipolair zijn.
Voor implementatie metchemie met het vervangen van zenerdiodes door diodes van toepassing zijn:
- dioden VD1 en VD2;
- weerstand R1;
- weerstand R2.
De stroomtoevoer door het LED-element wordt ingesteld door de weerstand R2. Weerstand R1 wordt gebruikt om de lineaire sectie van de I - V karakteristieke diodes te bereiken met verwijzing naar de stroom van de basistransistor. Om ervoor te zorgen dat de transistor stabiel blijft, mag de voedingsspanning niet lager zijn dan de totale spanning van de diodes + 2-2,5 V.
Om een stroom van 30 mA te verkrijgen door 3 in serie geschakelde diodes met een spanning van 3,1 V, wordt in een rechte lijn 12 V geleverd.De weerstandsweerstand moet 20 Ohm zijn met een dissipatievermogen van 18 mW.
Het circuit normaliseert de bedrijfsmodus van de elementen, vermindert de stroomrimpel.
Het nadeel van de schakeling is de spanningsval bij toenemende stroomsterkte. Het kan worden geëlimineerd door de bipolaire transistor te vervangen door een MOSFET met lage impedantie. De krachtige diode wordt vervangen door een IRF7210 12 A of een IRLML6402 3.7 A.
Stroomstabilisatoren op een veldwerker
Het veldelement heeft een kortgesloten bron en poort en een ingebed kanaal. Bij gebruik van een field driver (IRLZ 24) met 3 pinnen staat er een spanning van 50 V op de ingang, de uitgang is 15,7 V.
Het aardpotentiaal wordt gebruikt om spanning te leveren. Uitgangsstroomparameters zijn afhankelijk van de initiële afvoerstroom en zijn niet gebonden aan de bron.
Lineaire apparaten
De stabilisator, of constante stroomdeler, accepteert een onstabiele spanning. Aan de uitgang lijnt het lineaire apparaat het uit. Het werkt volgens het principe van het constant veranderen van de weerstandsparameters om de voeding aan de uitgang gelijk te maken.
De voordelen van de bediening zijn onder meer het minimale aantal onderdelen, geen interferentie. Het nadeel is het lage rendement met het verschil in voeding aan de ingang en uitgang.
Ferroresonant apparaat
Stabilisator voor wisselstroom van een verouderd model, waarvan het circuit wordt weergegeven door een condensator en twee spoelen - met een onverzadigde en een verzadigde kern. Op de verzadigde (inductieve) kern wordt een constante spanning aangelegd, onafhankelijk van de stroomparameters. Dit vergemakkelijkt de selectie van gegevens voor de tweede spoel en het capacitieve bereik van de stabilisatie van de voeding.
Het apparaat werkt volgens het principe van een schommel, die moeilijk in één keer te stoppen of harder te slingeren is. De spanning wordt geleverd door traagheid, dus er kan een daling van de belasting of een open circuit in de voeding zijn.
Kenmerken van het huidige spiegelcircuit
De huidige spiegel of reflector is gebouwd op een paar transistors van het bijpassende type, d.w.z. met dezelfde parameters. Voor hun productie wordt één LED-halfgeleiderkristal gebruikt.
Schema van een stroomspiegel volgens de Ebers-Moll-vergelijking.Het werkingsprincipe is dat de transistorbases worden gecombineerd en dat de emitters op één voedingsbus worden gegooid. Als resultaat zijn de parameters van de transiënte spanning van de basis-transistor-emitter-koppeling gelijk.
De voordelen van het circuit zijn een gelijk stabiliteitsbereik en geen spanningsval over de emitterweerstand. De parameters zijn gemakkelijker in te stellen met behulp van de stroom. Het nadeel is het Earley-effect - de binding van de uitgangsspanning aan de collectorspanning en zijn fluctuaties.
- Transistors #1 en #1 worden ingeschakeld volgens het principe van een standaard stroomspiegel.
- Transistor # 3 fixeert de collectorpotentiaal van element # 1 op tweemaal de diodespanningsvalparameter.
- Het zal minder zijn dan de voedingsspanning, waardoor het Earley-effect wordt onderdrukt.
- De collector van transistor # 1 wordt gebruikt om de circuitmodus in te stellen.
- De uitgangsstroom is afhankelijk van transistor #2.
- Transistor # 3 zet de uitgangsstroom om in een AC-belasting.
Transistor nr. 3 komt mogelijk niet overeen met de andere.
Compensatie spanningsstabilisator:
De gelijkrichter werkt volgens het principe van spanningsterugkoppeling. Volledige of gedeeltelijke stress staat gelijk aan een steun. Als gevolg hiervan genereert de regelaar foutspanningsparameters, waardoor helderheidsschommelingen voor LED's worden geëlimineerd. Het apparaat bestaat uit de volgende onderdelen:
- Een regelelement of transistor, die samen met de belastingsweerstand een spanningsdeler vormt. De emitterindex van de transistor moet de belastingsstroom 1,2 keer overschrijden.
- Versterker - bestuurt de OM, wordt uitgevoerd op basis van transistor # 2. Een element met laag vermogen komt overeen met een krachtig element volgens een composietprincipe.
- Ondersteuningsspanningsbron - in het circuit wordt een parametrische stabilisator gebruikt. Het egaliseert de spanning van de zenerdiode en de weerstand.
- Aanvullende bronnen.
- Condensatoren - voor het afvlakken van rimpels, waardoor parasitaire excitatie wordt geëlimineerd.
Compensatiespanningsstabilisatoren werken volgens het principe van het verhogen van de ingangsspanning met een verdere toename van de stromen. Het uitschakelen van de eerste transistor verhoogt de weerstand en spanning van de collector-emitterzone. Nadat de belasting is aangebracht, wordt deze genivelleerd tot de nominale waarde.
Apparaten op microschakelingen
Voor stabiliserende apparaten wordt een 142EN5- of LM317-chip gebruikt. Hiermee kunt u de spanning gelijkmaken door een feedbacksignaal te ontvangen van een sensor die is aangesloten op het belastingstroomnetwerk.
Het gebruikt een weerstand als sensor, waarbij de regelaar een constante spanning en belastingsstroom kan handhaven. De sensorweerstand zal kleiner zijn dan de belastingsweerstand. Het circuit wordt gebruikt voor opladers en de LED-lamp is daarop ontworpen.
Pulsstabilisatoren
Het impulsapparaat wordt gekenmerkt door een hoog rendement en creëert een hoge spanning van consumenten met minimale ingangsspanningsparameters. Voor de montage wordt een MAX 771-microschakeling gebruikt.
Een of twee omvormers regelen de stroomsterkte. Een deler van het gelijkrichtertype egaliseert het magnetische veld, waardoor de toegestane spanningsfrequentie wordt verlaagd. Om de wikkeling van stroom te voorzien, stuurt het LED-element een signaal naar de transistoren. Uitgangsstabilisatie wordt uitgevoerd door middel van een secundaire wikkeling.
Hoe maak je zelf een stroomstabilisator voor LED's
Het maken van een stabilisator voor LED's met uw eigen handen gebeurt op verschillende manieren. Het is raadzaam voor een beginner om met eenvoudige schema's te werken.
Gebaseerd op stuurprogramma's
De montage wordt uitgevoerd volgens het volgende algoritme:
- Soldeer de draden aan de middelste en eindklem van de weerstand.
- Zet de multimeter in de weerstandsmodus.
- Meet de parameters van de weerstand - ze moeten gelijk zijn aan 500 ohm.
- Controleer de verbindingen op continuïteit en monteer de ketting weer.
De uitgang zal een module zijn met een vermogen van 1,5 A. Om de stroom te verhogen tot 10 A, kunt u een veldoperator toevoegen.
Stabilisator voor autoverlichting
Om te werken, hebt u een lineair apparaat nodig in de vorm van een L7812-microschakeling, twee terminals, een 100n-condensator (1-2 stuks), Textoliet-materiaal en een krimpkous. De productie gebeurt stap voor stap:
- Een circuit kiezen voor L7805 uit de datasheet.
- Knip een stuk van de gewenste maat uit de printplaat.
- Markeer de sporen en maak inkepingen met een schroevendraaier.
- Soldeer de elementen zo dat de ingang aan de linkerkant is en de uitgang aan de rechterkant.
- Maak een lichaam van een thermobuis.
Het stabilisatieapparaat is bestand tegen maximaal 1,5 A belasting en is op een radiator gemonteerd.
De carrosserie van de auto wordt gebruikt als radiator vanwege de aansluiting van de centrale uitlaat van de carrosserie met een min.
Nuances bij het berekenen van de huidige stabilisator
De stabilisator wordt berekend op basis van de stabilisatiespanning U en de stroom (gemiddelde) I. De spanning van de ingangsdeler is bijvoorbeeld 25 V, aan de uitgang moet je 9 V krijgen. Berekeningen omvatten:
- Selectie volgens het naslagwerk van de Zenerdiode.Ze worden geleid door de stabilisatiespanning: D814V.
- Zoek de gemiddelde stroom I volgens de tabel. Het is gelijk aan 5 mA.
- Berekening van de voedingsspanning als het verschil tussen de stabiele spanning van de ingang en uitgang: UR1 = Uinx - Uout, of 25-9 = 16 V.
- De verkregen waarde volgens de wet van Ohm delen door de stabilisatiestroom volgens de formule R1 = UR1 / Ist, of 16 / 0,005 = 3200 Ohm, of 3,2 kOhm. Het elementvermogen zal 3,3 kΩ zijn.
- Berekening van het maximale vermogen volgens de formule PR1 = UR1 * Ist, of 16x0,005 = 0,08.
De stroom van de zenerdiode en de uitgang gaan door de weerstand, dus het vermogen moet 2 keer groter zijn (0,16 kW). Op basis van de tabel komt dit vermogen overeen met 0,25 kW.
Zelfmontage van de stabilisator voor LED-apparaten is alleen mogelijk met kennis van het circuit. Beginners wordt geadviseerd om eenvoudige algoritmen te gebruiken. Je kunt een element met macht berekenen op basis van formules uit een natuurkundecursus op school.
