Độ sáng của nguồn LED phụ thuộc vào dòng điện chạy qua, do đó phụ thuộc vào điện áp cung cấp. Trong điều kiện tải dao động, đèn điện xảy ra xung động. Để ngăn chặn nó, một trình điều khiển đặc biệt được sử dụng - một bộ ổn định hiện tại. Trong trường hợp có sự cố, phần tử có thể được thực hiện độc lập.
- Thiết kế và nguyên lý hoạt động
- Các loại ổn áp hiện tại
- Bộ ổn định điện trở
- Thiết bị bóng bán dẫn
- Bộ ổn định hiện tại trên một công nhân hiện trường
- Thiết bị tuyến tính
- Thiết bị Ferroresonant
- Đặc điểm của mạch gương hiện tại
- Ổn áp bù
- Thiết bị trên microcircuits
- Bộ ổn định xung
- Cách tự tạo bộ ổn định dòng điện cho đèn LED
- Dựa trên trình điều khiển
- Bộ ổn định cho đèn xe hơi
- Các sắc thái tính toán bộ ổn định hiện tại
Thiết kế và nguyên lý hoạt động
Bộ ổn định đảm bảo sự ổn định của dòng hoạt động của điốt LED khi nó lệch khỏi định mức. Nó ngăn ngừa quá nhiệt và cháy đèn LED, duy trì dòng chảy liên tục trong quá trình giảm điện áp hoặc xả pin.
Thiết bị đơn giản nhất bao gồm một máy biến áp, một cầu chỉnh lưu nối với điện trở và tụ điện. Hoạt động của bộ ổn định dựa trên các nguyên tắc sau:
- cung cấp dòng điện cho máy biến áp và thay đổi tần số giới hạn của nó thành tần số của nguồn điện - 50 Hz;
- điều chỉnh điện áp để tăng và giảm với sự cân bằng sau đó của tần số đến 30 Hz.
Các bộ chỉnh lưu cao áp cũng tham gia vào quá trình chuyển đổi. Chúng xác định cực. Sự ổn định của dòng điện được thực hiện bằng cách sử dụng tụ điện. Điện trở được sử dụng để giảm nhiễu.
Các loại ổn áp hiện tại
Đèn LED sáng lên khi đạt đến ngưỡng hiện tại. Đối với các thiết bị công suất thấp, con số này là 20 mA, đối với các thiết bị siêu sáng - từ 350 mA. Sự lan rộng của điện áp ngưỡng giải thích sự hiện diện của các loại chất ổn định khác nhau.
Bộ ổn định điện trở
Để có bộ ổn định có thể điều chỉnh các thông số dòng điện cho đèn LED công suất thấp, mạch KREN được sử dụng. Nó cung cấp sự hiện diện của các phần tử KR142EN12 hoặc LM317. Quá trình cân bằng được thực hiện ở cường độ dòng điện là 1,5 A và điện áp đầu vào là 40 V. Trong điều kiện nhiệt bình thường, các điện trở tiêu tán công suất đến 10 tấn. Công suất tiêu thụ của riêng chúng là khoảng 8 mA.
Nút LM317 duy trì một giá trị điện áp không đổi trên điện trở chính, được điều chỉnh bởi một tông đơ. Phần tử chính hoặc phần tử phân phối dòng điện có thể ổn định dòng điện chạy qua nó. Vì lý do này, bộ ổn định trên KREN được sử dụng để sạc pin.
Giá trị của 8 mA không thay đổi ngay cả khi có sự biến động của dòng điện và điện áp ở đầu vào.
Thiết bị bóng bán dẫn
Bộ điều chỉnh bóng bán dẫn cung cấp cho việc sử dụng một hoặc hai phần tử. Mặc dù sự đơn giản của mạch, với sự dao động điện áp, không phải lúc nào cũng có một dòng tải ổn định. Với sự gia tăng của nó trên một bóng bán dẫn, điện áp của điện trở tăng lên 0,5-0,6 V. sau đó, bóng bán dẫn thứ hai bắt đầu hoạt động. Tại thời điểm mở, phần tử thứ nhất đóng lại, cường độ và cường độ dòng điện đi qua nó giảm.
Các bóng bán dẫn thứ hai phải là lưỡng cực.
Để thực hiện vớihóa học với việc thay thế điốt zener bằng điốt ứng dụng:
- điốt VD1 và VD2;
- điện trở R1;
- điện trở R2.
Nguồn cung cấp dòng điện qua phần tử LED được đặt bởi điện trở R2. Điện trở R1 được sử dụng để tiếp cận tiết diện tuyến tính của điốt đặc tính I - V với tham chiếu đến dòng điện của bóng bán dẫn cơ sở. Để bóng bán dẫn hoạt động ổn định, điện áp cung cấp không được nhỏ hơn tổng điện áp của các điốt + 2-2,5 V.
Để có dòng điện có cường độ 30 mA chạy qua 3 điốt mắc nối tiếp với hiệu điện thế 3,1 V thì mắc thẳng hàng 12 V. Điện trở của biến trở phải là 20 Ôm với công suất tiêu tán là 18 mW.
Mạch bình thường hóa chế độ hoạt động của các phần tử, giảm hiện tượng gợn sóng.
Nhược điểm của mạch là sụt áp với cường độ dòng điện ngày càng tăng. Nó có thể được loại bỏ bằng cách thay thế bóng bán dẫn lưỡng cực bằng MOSFET trở kháng thấp. Diode mạnh được thay thế bằng IRF7210 12 A hoặc IRLML6402 3,7 A.
Bộ ổn định hiện tại trên một công nhân hiện trường
Phần tử trường có nguồn và cổng được rút gọn, và một kênh nhúng. Khi sử dụng trình điều khiển trường (IRLZ 24) có 3 chân, một điện áp 50 V được đặt vào đầu vào, đầu ra là 15,7 V.
Điện thế nối đất được sử dụng để cung cấp điện áp. Thông số dòng điện đầu ra phụ thuộc vào dòng xả ban đầu, và không gắn với nguồn.
Thiết bị tuyến tính
Bộ ổn định, hoặc bộ chia dòng điện không đổi, chấp nhận một điện áp không ổn định. Ở đầu ra, thiết bị tuyến tính sẽ căn chỉnh nó. Nó hoạt động trên nguyên tắc thay đổi liên tục các thông số điện trở để cân bằng nguồn cung cấp ở đầu ra.
Ưu điểm của hoạt động bao gồm số lượng bộ phận tối thiểu, không bị nhiễu. Điểm bất lợi là hiệu suất thấp với sự khác biệt trong cung cấp điện ở đầu vào và đầu ra.
Thiết bị Ferroresonant
Bộ ổn định cho dòng điện xoay chiều của một mô hình lỗi thời, mạch của nó được biểu diễn bằng một tụ điện và hai cuộn dây - với một lõi không bão hòa và một lõi bão hòa. Một điện áp không đổi được áp dụng cho lõi bão hòa (cảm ứng), không phụ thuộc vào các thông số hiện tại. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc lựa chọn dữ liệu cho cuộn dây thứ hai và phạm vi điện dung của bộ ổn định nguồn điện.
Thiết bị hoạt động theo nguyên lý đu quay khó dừng một lúc hoặc xoay mạnh hơn. Điện áp được cung cấp bằng quán tính nên có thể xảy ra hiện tượng sụt tải hoặc hở mạch trong bộ nguồn.
Đặc điểm của mạch gương hiện tại
Gương hiện tại, hoặc gương phản xạ, được xây dựng trên một cặp bóng bán dẫn loại phù hợp, tức là với các thông số giống nhau. Đối với sản xuất của họ, một tinh thể bán dẫn LED được sử dụng.
Sơ đồ của một gương hiện tại theo phương trình Ebers-Moll.Nguyên tắc hoạt động là các đế bóng bán dẫn được kết hợp với nhau, và các bộ phát được đưa vào một bus công suất. Kết quả là, các tham số của điện áp quá độ của ghép nối cơ sở-bóng bán dẫn-phát là bằng nhau.
Ưu điểm của mạch là dải ổn định bằng nhau và không bị sụt áp trên điện trở phát. Các thông số dễ cài đặt hơn bằng cách sử dụng dòng điện. Điểm bất lợi là hiệu ứng Earley - sự ràng buộc của điện áp đầu ra với điện áp bộ thu và các dao động của nó.
- Các bóng bán dẫn số 1 và số 1 được bật theo nguyên tắc của một gương dòng điện tiêu chuẩn.
- Transistor số 3 cố định điện thế bộ thu của phần tử số 1 thành hai lần thông số sụt áp của diode.
- Nó sẽ nhỏ hơn điện áp cung cấp, giúp triệt tiêu hiệu ứng Earley.
- Bộ thu của bóng bán dẫn số 1 được sử dụng để thiết lập chế độ mạch.
- Dòng điện đầu ra phụ thuộc vào bóng bán dẫn # 2.
- Transistor số 3 chuyển đổi dòng điện đầu ra thành tải xoay chiều.
Transistor số 3 có thể không phù hợp với các bóng bán dẫn khác.
Ổn áp bù
Bộ chỉnh lưu hoạt động dựa trên nguyên lý phản hồi điện áp. Ứng suất toàn phần hoặc từng phần tương đương với một giá đỡ. Kết quả là, bộ điều chỉnh tạo ra các thông số điện áp lỗi, loại bỏ các dao động độ sáng cho đèn LED. Thiết bị bao gồm các yếu tố sau:
- Một phần tử điều chỉnh hoặc bóng bán dẫn, cùng với điện trở tải tạo thành một bộ phân áp. Chỉ số phát của bóng bán dẫn phải vượt quá dòng tải 1,2 lần.
- Bộ khuếch đại - điều khiển OM, được thực hiện trên cơ sở bóng bán dẫn # 2. Phần tử công suất thấp phù hợp với phần tử mạnh theo nguyên tắc tổng hợp.
- Nguồn điện áp hỗ trợ - bộ ổn định kiểu tham số được sử dụng trong mạch. Nó cân bằng điện áp của diode zener và điện trở.
- Các nguồn bổ sung.
- Tụ điện - để làm mịn gợn sóng, loại bỏ kích thích ký sinh trùng.
Ổn áp bù hoạt động dựa trên nguyên tắc tăng điện áp đầu vào khi dòng điện tiếp tục tăng. Tắt bóng bán dẫn đầu tiên làm tăng điện trở và điện áp của vùng thu-phát. Sau khi tải được đặt vào, nó được san bằng giá trị danh nghĩa.
Thiết bị trên microcircuits
Đối với các thiết bị ổn định, chip 142EN5 hoặc LM317 được sử dụng. Nó cho phép bạn cân bằng điện áp bằng cách nhận tín hiệu phản hồi từ cảm biến được kết nối với mạng dòng tải.
Nó sử dụng một điện trở làm cảm biến, tại đó bộ điều chỉnh có thể duy trì điện áp và dòng tải không đổi. Điện trở cảm biến sẽ nhỏ hơn điện trở tải. Mạch được sử dụng cho bộ sạc, và đèn LED được thiết kế theo nó.
Bộ ổn định xung
Thiết bị xung được đặc trưng bởi hiệu suất cao và tạo ra điện áp cao của người tiêu dùng với các thông số điện áp đầu vào tối thiểu. Để lắp ráp, một vi mạch MAX 771 được sử dụng.
Một hoặc hai bộ chuyển đổi sẽ điều chỉnh cường độ dòng điện. Bộ chia kiểu chỉnh lưu làm cân bằng từ trường, hạ thấp tần số điện áp cho phép. Để cung cấp dòng điện cho cuộn dây, phần tử LED sẽ gửi tín hiệu đến các bóng bán dẫn. Ổn định đầu ra được thực hiện bằng cuộn dây thứ cấp.
Cách tự tạo bộ ổn định dòng điện cho đèn LED
Tự tạo bộ ổn định cho đèn LED bằng tay của bạn được thực hiện theo một số cách. Người mới bắt đầu nên làm việc với các chương trình đơn giản.
Dựa trên trình điều khiển
Việc lắp ráp được thực hiện theo thuật toán sau:
- Hàn các dây dẫn vào đầu nối giữa và đầu cuối của điện trở.
- Đặt đồng hồ vạn năng ở chế độ điện trở.
- Đo các thông số của điện trở - chúng phải bằng 500 ohms.
- Kiểm tra các kết nối xem có liên tục không và lắp ráp lại dây chuyền.
Đầu ra sẽ là một mô-đun có công suất 1,5 A. Để tăng dòng điện lên 10 A, bạn có thể thêm toán tử trường.
Bộ ổn định cho đèn xe hơi
Để làm việc, bạn cần một thiết bị tuyến tính ở dạng vi mạch L7812, hai đầu cuối, tụ điện 100n (1-2 chiếc), vật liệu Textolite và một ống co nhiệt. Sản xuất được thực hiện từng bước:
- Chọn mạch cho L7805 từ biểu dữ liệu.
- Cắt một miếng có kích thước cần thiết từ PCB.
- Đánh dấu các đường, tạo các vết khía bằng tuốc nơ vít.
- Hàn các phần tử sao cho đầu vào ở bên trái và đầu ra ở bên phải.
- Làm cơ thể từ một ống dẫn nhiệt.
Thiết bị ổn định có thể chịu tải tới 1,5 A và được gắn trên bộ tản nhiệt.
Thân xe được sử dụng như một bộ tản nhiệt do kết nối của ổ cắm trung tâm của thân xe với một ống trừ.
Các sắc thái tính toán bộ ổn định hiện tại
Bộ ổn định được tính toán trên cơ sở điện áp ổn định U và dòng điện (trung bình) I. Ví dụ, điện áp của bộ chia đầu vào là 25 V, ở đầu ra bạn cần lấy 9 V. Các phép tính bao gồm:
- Lựa chọn theo sách tham khảo của diode Zener.Chúng được hướng dẫn bởi điện áp ổn định: D814V.
- Tìm dòng điện trung bình I theo bảng. Nó bằng 5 mA.
- Tính điện áp cung cấp là hiệu giữa điện áp ổn định của đầu vào và đầu ra: UR1 = Uinx - Uout, hoặc 25-9 = 16 V.
- Chia giá trị thu được theo định luật Ohm cho dòng điện ổn định theo công thức R1 = UR1 / Ist, hoặc 16 / 0,005 = 3200 Ohm, hoặc 3,2 kOhm. Đánh giá phần tử sẽ là 3,3 kΩ.
- Tính toán công suất cực đại theo công thức PR1 = UR1 * Ist, hoặc 16x0.005 = 0.08.
Dòng diode zener và đầu ra đi qua điện trở, vì vậy công suất của nó phải lớn hơn 2 lần (0,16 kW). Dựa trên bảng, định mức này tương ứng với 0,25 kW.
Bạn chỉ có thể tự lắp ráp bộ ổn định cho các thiết bị LED khi có kiến thức về mạch. Người mới bắt đầu nên sử dụng các thuật toán đơn giản. Bạn có thể tính toán một nguyên tố bằng lũy thừa dựa trên các công thức từ khóa học vật lý ở trường.
