Como fazer estabilizadores de corrente DIY para LEDs

O brilho das fontes de LED depende do fluxo de corrente, que por sua vez depende da tensão de alimentação. Em condições de flutuações de carga, as luminárias ondulam. Para evitar isso, um driver especial é usado - um estabilizador de corrente. Em caso de avarias, o elemento pode ser feito de forma independente.

Projeto e princípio de operação

O estabilizador garante a constância da corrente de operação dos diodos LED quando ela se desvia da norma. Impede o superaquecimento e queima de LEDs, mantém um fluxo constante durante quedas de tensão ou descarga da bateria.

O dispositivo mais simples consiste em um transformador, uma ponte retificadora conectada a resistores e capacitores. A ação do estabilizador é baseada nos seguintes princípios:

• fornecer corrente ao transformador e alterar sua frequência limite para a frequência da rede - 50 Hz;
• regulação de tensão para aumento e diminuição com subsequente equalização da frequência para 30 Hz.

Os retificadores de alta tensão também estão envolvidos no processo de conversão. Eles determinam a polaridade. A estabilização da corrente elétrica é realizada por meio de capacitores. Os resistores são usados ​​para reduzir a interferência.

Variedades de estabilizadores de corrente

O LED acende quando o limite atual é atingido. Para dispositivos de baixa potência, esse valor é de 20 mA, para dispositivos superclara - de 350 mA. A propagação da tensão limite explica a presença de diferentes tipos de estabilizadores.

Estabilizadores de resistor

Para um estabilizador ajustável de parâmetros de corrente para LEDs de baixa potência, o circuito KREN é usado. Prevê a presença dos elementos KR142EN12 ou LM317. O processo de equalização é realizado com uma intensidade de corrente de 1,5 A e uma tensão de entrada de 40 V. Em condições térmicas normais, os resistores dissipam potência em até 10 toneladas, com consumo próprio de cerca de 8 mA.

O nó LM317 mantém um valor de tensão constante no resistor principal, regulado por um trimmer. O elemento principal ou distribuidor de corrente pode estabilizar a corrente que passa por ele. Por esse motivo, os estabilizadores em KREN são usados ​​para carregar baterias.

O valor de 8 mA não muda mesmo com flutuações de corrente e tensão na entrada.

Dispositivos transistores

O regulador de transistor permite o uso de um ou dois elementos. Apesar da simplicidade do circuito, com flutuações de tensão, nem sempre há uma corrente de carga estável. Com seu aumento em um transistor, a tensão do resistor sobe para 0,5-0,6 V. Depois disso, o segundo transistor começa a funcionar. No momento de sua abertura, o primeiro elemento fecha, e a intensidade e magnitude da corrente que passa por ele diminuem.

O segundo transistor deve ser bipolar.

Para implementação comquímica com a substituição de diodos zener por diodos Aplique:

• díodos VD1 e VD2;
• resistor R1;
• resistor R2.

O fornecimento de corrente através do elemento LED é definido pelo resistor R2. O resistor R1 é usado para alcançar a seção linear dos diodos característicos I - V com referência à corrente do transistor de base. Para que o transistor permaneça estável, a tensão de alimentação não deve ser inferior à tensão total dos diodos + 2-2,5 V.

Para obter uma corrente de 30 mA através de 3 diodos conectados em série com uma tensão de 3,1 V, é fornecido 12 V. A resistência do resistor deve ser de 20 Ohm com uma potência de dissipação de 18 mW.

O circuito normaliza o modo de operação dos elementos, reduz a ondulação da corrente.

Um circuito com transistores soviéticos. A tensão permitida do KT940 ou KT969 soviético é de até 300 V, o que é adequado se a fonte de luz for um elemento SMD poderoso. Os parâmetros atuais são definidos por um resistor. A tensão do diodo zener é 5,1 V e a potência é 0,5 V.

A desvantagem do circuito é a queda de tensão com o aumento da intensidade da corrente. Ele pode ser eliminado substituindo o transistor bipolar por um MOSFET de baixa impedância. O poderoso diodo é substituído por um IRF7210 12 A ou um IRLML6402 3.7 A.

Estabilizadores de corrente em um trabalhador de campo

O elemento de campo apresenta uma fonte e uma porta em curto e um canal integrado. Ao usar um driver de campo (IRLZ 24) com 3 pinos, uma tensão de 50 V é aplicada à entrada, a saída é 15,7 V.

O potencial de terra é usado para fornecer tensão. Os parâmetros da corrente de saída dependem da corrente de drenagem inicial e não estão vinculados à fonte.

Dispositivos lineares

O estabilizador, ou divisor de corrente constante, aceita uma tensão instável. Na saída, o dispositivo linear o alinha. Ele opera com base no princípio de mudar constantemente os parâmetros de resistência para equalizar a alimentação na saída.

As vantagens de operação incluem o número mínimo de peças, sem interferência. A desvantagem é a baixa eficiência com diferença na fonte de alimentação na entrada e na saída.

Dispositivo ferrorressonante

Estabilizador de corrente alternada de modelo desatualizado, cujo circuito é representado por um capacitor e duas bobinas - com núcleo insaturado e núcleo saturado. Uma tensão constante é aplicada ao núcleo saturado (indutivo), independente dos parâmetros de corrente. Isso facilita a seleção de dados para a segunda bobina e a faixa capacitiva da estabilização da fonte de alimentação.

O dispositivo funciona segundo o princípio de um swing, que é difícil de parar imediatamente ou de girar com mais força. A tensão é fornecida por inércia, podendo ocorrer queda da carga ou quebra do circuito de alimentação.

Características do circuito de espelho atual

O espelho atual, ou refletor, é construído em um par de transistores do tipo combinado, ou seja, com os mesmos parâmetros. Para sua produção, um cristal semicondutor de LED é usado.

Esquema de um espelho de corrente segundo a equação de Ebers-Moll.O princípio de operação é que as bases do transistor são combinadas e os emissores são colocados em um barramento de força. Como resultado, os parâmetros da tensão transiente do acoplamento base-transistor-emissor são iguais.

As vantagens do circuito são faixa de estabilidade igual e nenhuma queda de tensão no resistor do emissor. Os parâmetros são mais fáceis de definir usando a corrente. A desvantagem é o efeito Earley - a ligação da tensão de saída à tensão do coletor e suas flutuações.

Circuito de espelho de corrente de Wilson.O espelho de corrente pode estabilizar o valor constante da corrente de saída e é implementado da seguinte forma:

1. Os transistores nº 1 e nº 1 são ligados de acordo com o princípio de um espelho de corrente padrão.
2. O transistor nº 3 fixa o potencial do coletor do elemento nº 1 em duas vezes o parâmetro de queda de tensão do diodo.
3. Será menor do que a tensão de alimentação, o que suprime o efeito Earley.
4. O coletor do transistor nº 1 é usado para definir o modo do circuito.
5. A corrente de saída depende do transistor # 2.
6. O transistor nº 3 converte a corrente de saída em uma carga CA.

O transistor número 3 pode estar em desacordo com o resto.

Estabilizador de tensão de compensação

O retificador funciona com base no princípio da realimentação da tensão. Tensão total ou parcial equivale a um suporte. Como resultado, o regulador gera parâmetros de tensão de erro, eliminando flutuações de brilho para LEDs. O dispositivo consiste nos seguintes elementos:

• Um elemento regulador ou transistor, que junto com a resistência de carga forma um divisor de tensão. O índice do emissor do transistor deve exceder a corrente de carga em 1,2 vezes.
• Amplificador - controla o OM, é executado com base no transistor # 2. Um elemento de baixa potência é consistente com um poderoso de acordo com um princípio composto.
• Fonte de tensão de suporte - um estabilizador do tipo paramétrico é usado no circuito. Ele equaliza a tensão do diodo zener e do resistor.
• Fontes adicionais.
• Capacitores - para suavizar a ondulação, eliminando a excitação parasitária.

Os estabilizadores de tensão de compensação funcionam com o princípio de aumentar a tensão de entrada com um aumento adicional nas correntes. Desligar o primeiro transistor aumenta a resistência e a tensão da zona coletor-emissor. Depois que a carga é aplicada, ela é nivelada ao valor nominal.

Dispositivos em microcircuitos

Para dispositivos de estabilização, um microcircuito 142EN5 ou LM317 é usado. Ele permite que você equalize a tensão recebendo um sinal de feedback de um sensor conectado à rede de corrente de carga.

Ele usa uma resistência como um sensor, no qual o regulador pode manter uma tensão e uma corrente de carga constantes. A resistência do sensor será menor que a resistência da carga. O circuito é usado para carregadores, e uma lâmpada LED é projetada de acordo com ele.

Estabilizadores de pulso

O dispositivo de impulso é caracterizado pela alta eficiência e cria uma alta tensão dos consumidores em parâmetros mínimos da tensão de entrada. Para a montagem, um microcircuito MAX 771 é usado.

Um ou dois conversores regularão a intensidade da corrente. Um divisor do tipo retificador equaliza o campo magnético, diminuindo a frequência de tensão permitida. Para fornecer corrente ao enrolamento, o elemento LED transmite um sinal aos transistores. A saída é estabilizada por meio de um enrolamento secundário.

Como fazer você mesmo um estabilizador de corrente para LEDs

Fazer um estabilizador para LEDs com suas próprias mãos é feito de várias maneiras. É aconselhável para um iniciante trabalhar com esquemas simples.

Baseado em driver

Você precisará escolher um microcircuito difícil de queimar - LM317. Ela atuará como um estabilizador. O segundo elemento é um resistor variável com uma resistência de 0,5 kOhm com três terminais e um botão.

A montagem é realizada de acordo com o seguinte algoritmo:

1. Solde os fios ao terminal do meio e final do resistor.
2. Coloque o multímetro no modo de resistência.
3. Meça os parâmetros do resistor - eles devem ser iguais a 500 ohms.
4. Verifique as conexões quanto à continuidade e remonte a corrente.

A saída será um módulo com uma potência de 1,5 A. Para aumentar a corrente para 10 A, você pode adicionar um operador de campo.

Estabilizador para luzes de carro

Para funcionar, você precisa de um dispositivo linear na forma de um microcircuito L7812, dois terminais, um capacitor de 100n (1-2 unidades), material Textolite e um tubo termorretrátil. A fabricação é feita passo a passo:

1. Escolhendo um circuito para L7805 na folha de dados.
2. Corte um pedaço do tamanho necessário do PCB.
3. Marque as trilhas fazendo entalhes com uma chave de fenda.
4. Solde os elementos de forma que a entrada fique à esquerda e a saída à direita.
5. Faça um corpo de um termotubo.

O dispositivo de estabilização pode suportar até 1,5 A de carga e é montado em um radiador.

A carroceria do carro é usada como radiador devido à conexão da saída central da carroceria com um sinal de menos.

Nuances do cálculo do estabilizador de corrente

O estabilizador é calculado com base na tensão de estabilização U e na corrente (média) I. Por exemplo, a tensão do divisor de entrada é 25 V, na saída você precisa obter 9 V. Os cálculos incluem:

1. Seleção de acordo com o livro de referência do diodo Zener.Eles são guiados pela tensão de estabilização: D814V.
2. Procure a corrente média I de acordo com a tabela. É igual a 5 mA.
3. Cálculo da tensão de alimentação como a diferença entre a tensão estável de entrada e saída: UR1 = Uinx - Uout, ou 25-9 = 16 V.
4. Dividindo o valor obtido de acordo com a lei de Ohm pela corrente de estabilização de acordo com a fórmula R1 = UR1 / Ist, ou 16 / 0,005 = 3200 Ohm, ou 3,2 kOhm. A classificação do elemento será 3,3 kΩ.
5. Cálculo da potência máxima de acordo com a fórmula PR1 = UR1 * Ist, ou 16x0,005 = 0,08.

A corrente do diodo zener e a saída passam pelo resistor, então sua potência deve ser 2 vezes maior (0,16 kW). Com base na tabela, essa classificação corresponde a 0,25 kW.

A automontagem do estabilizador para dispositivos LED só é possível com o conhecimento do circuito. Iniciantes são aconselhados a usar algoritmos simples. Você pode calcular um elemento por potência com base em fórmulas de um curso de física escolar.