Kuljettajan rajoitin LED-taskulampulle
Edellisessä kotitekoinen tuote «Ladattava taskulamppu - pöytävalaisin”Harkittiin, mukaan lukien muutos ostetun taskulampun LED-matriisissa. Tarkistuksen tavoitteena oli lisätä valonlähteen luotettavuutta muuttamalla LEDien kytkentäkaaviota rinnakkaisesta yhdistelmäksi.
LEDit ovat paljon vaativampia virtalähteessä kuin muut valonlähteet. Esimerkiksi yli 20%: n ylittävä virta lyhentää niiden käyttöikää useita kertoja.
LEDien pääominaisuus, joka määrää hehkuaan, ei ole jännite, vaan virta. Jotta LEDien takaaminen toimisi ilmoitetun tuntimäärän, tarvitaan ohjain, joka vakauttaa LED-piirin läpi virtaavan virran ja ylläpitää tasaista valon kirkkautta pitkään.
Pienitehoisissa valoa emittoivissa diodeissa on mahdollista käyttää niitä ilman ohjainta, mutta tällöin rajoittavat vastukset toimivat siinä. Sellaista yhteyttä käytettiin yllä olevassa kotitekoisessa tuotteessa. Tämä yksinkertainen ratkaisu suojaa LED-valoja sallitun virran ylittämiseltä nimellisvirransyötössä, mutta vakautta ei ole.
Tässä artikkelissa pohdimme mahdollisuutta parantaa yllä olevaa suunnittelua ja parantaa ulkoisella akulla toimivan taskulampun toimintaominaisuuksia.
Virran vakauttamiseksi LEDien kautta lisäämme lampun malliin yksinkertaisen lineaarisen ohjaimen - virranvakaimen, jossa on palautetta. Tässä virta on johtava parametri, ja LED-kokoonpanon syöttöjännite voi vaihdella automaattisesti tietyissä rajoissa. Ohjain stabiloi lähtövirran järjestelmässä epävakaalla syöttöjännitteellä tai jännitteen vaihtelulla, ja virta säädetään sujuvasti aiheuttamatta pulssistabilisaattoreille ominaisia korkeataajuisia häiriöitä. Tällaisen ohjaimen järjestelmä on erittäin helppo valmistaa ja konfiguroida, mutta pienempi hyötysuhde (noin 80%) on maksu tästä.
Jotta voimme lopettaa virtalähteen kriittisen purkautumisen (alle 12 V), mikä on erityisen vaarallista litiumparistoille, lisäämme lisäksi ilmoituksen rajan purkautumisesta piirissä tai akun irrottamisesta pienjännitteellä.
Kuljettajan valmistus
1. Näiden ehdotusten ratkaisemiseksi tuotamme seuraavan virransyöttöpiirin LED-matriisille.
LED-matriisin syöttövirta kulkee säätötransistorin VT2 ja rajoitusvastuksen R5 läpi. Ohjaustransistorin VT1 kautta kulkeva virta asetetaan valittamalla vastus R4 ja voi vaihdella riippuen jännitteen pudotuksesta vastuksen R5 yli, jota käytetään myös virran takaisinkytkentävastuksena. Kun virta kasvaa ketjussa - LEDit, VT2, R5, mistä tahansa syystä jännitteen pudotus R5: n yli kasvaa. Vastaava jännitteen lisäys transistorin VT1 perusteella avaa sen, vähentäen siten jännitettä VT2: n perusteella. Ja tämä kattaa transistorin VT2, vähentämällä ja vakauttamalla tätä, LEDien läpi kulkevaa virtaa. LEDien ja VT2: n virran vähentyessä prosessit etenevät päinvastaisessa järjestyksessä. Siksi palautteen vuoksi, kun jännite virtalähteessä muuttuu (17 - 12 volttia) tai mahdollisissa muutoksissa piiriparametreissa (lämpötila, LED: n vika), LEDien läpi kulkeva virta on vakio koko akun purkausjakson ajan.
Jänniteilmaisimeen, erikoistuneelle sirulle DA1, kootaan laite jännitteen ohjaamiseksi. Mikropiiri toimii seuraavasti. Nimellisjännitteellä DA1-siru on kiinni ja on valmiustilassa. Kun jännite laskee ohjattuun piiriin (tässä tapauksessa virtalähteeseen) kytketyssä liittimessä 1 tiettyyn arvoon, liitäntä 3 (mikropiirin sisällä) kytketään liittimeen 2, joka on kytketty yhteiseen johtoon.
Yllä olevassa kaaviossa on erilaisia kytkentävaihtoehtoja.
Vaihtoehto 1 Jos yhdistämme positiiviseen johtimeen kytketyn merkkivalon (LED1 - R3) napaan 3 (kohta A) (katso piirikaavio), saamme ilmoituksen akun enimmäispurkautumisesta. Kun syöttöjännite laskee tiettyyn arvoon (tässä tapauksessa 12 V), LED1 syttyy, mikä merkitsee akun latauksen tarvetta.
Vaihtoehto 2 Jos piste A on kytketty pisteeseen B, silloin kun akussa saavutetaan matala jännite (12 V), irroitamme LED-matriisin automaattisesti virtalähteestä. Jänniteanturi, siru DA1, kun ohjausjännite on saavutettu, yhdistää transistorin VT2 kannan yhteisellä johdolla ja sulkee transistorin irrottamalla LED-matriisin. Kun taskulamppu kytketään jälleen päälle matalalla jännitteellä (alle 12 V), matriisin merkkivalot syttyvät muutaman sekunnin ajan (varauksen / purkautumisen vuoksi C1) ja sammuvat uudelleen, mikä merkitsee akun tyhjyyttä.
Vaihtoehto 3Kun yhdistetään vaihtoehtoja 2 ja 3, kun LED-matriisi on kytketty pois päältä, LED1 syttyy.
Jänniteanturipiirien tärkeimmät edut ovat piirikytkennän yksinkertaisuus (melkein mitään vanneosia ei tarvita) ja erittäin alhainen virrankulutus (mikroampampeerin osuus) valmiustilassa (valmiustilassa).
2. Kokoamme ohjainpiirin piirilevylle.
Suoritamme VT1, VT2, R4 asennuksen. Yhdistämme kuormana LED-matriisin, jota tarkastellaan artikkelin alussa. Sisällytämme milliamittari LEDien virransyöttöpiiriin. Jotta piiri voidaan tarkistaa ja säätää vakaalla ja erityisellä jännitteellä, liitämme sen säädettävään virtalähteeseen. Valitsemme vastuksen R5 resistanssin, joka mahdollistaa virran vakauttamisen LEDien kautta koko suunnitellun säätöalueen (12-17 V). Tehokkuuden lisäämiseksi asennettiin alun perin R5-vastus, jonka nimellisarvo oli 3,9 ohmia (katso kuva), mutta virran vakauttaminen koko alueella (osien kanssa tosiasiallisesti asennettuna) vaati nimellisarvoa 20 ohmia, koska VT1: n säätämiseen ei ollut riittävästi jännitettä LED-matriisin alhaiselle virrankulutukselle.
Transistori VT1 on toivottava valita suurella kantavirran lähetyskertoimella. Transistorin VT2 on tuotettava hyväksyttävä kollektorivirta, joka ylittää LED-matriisin virran ja käyttöjännitteen.
3. Lisää merkkipiiri - rajoitinrajoitin piirilevyyn. Jänniteilmaisimen mikropiirejä on saatavana erilaisille jännitteen säätöarvoille. Tapauksessamme, koska 12 V: n mikropiirin puutteesta käytin käytettävissä olevaa jännitettä 4,5 V: llä (jota käytetään usein käytetyissä kodinkoneissa - televisioissa, videonauhureissa). Tästä syystä 12 V: n jännitteen ohjaamiseksi lisäämme piiriin vakiovastuksen R1 ja muuttujan R2 jännitteenjakajan, joka tarvitaan hienosäätöön haluttuun arvoon. Tapauksessamme, säätämällä R2, saavutamme 4,5 V: n jännitteen DA1-nastaan 1 jännitteellä 12,1 ... 12,3 V virtakiskoon. Samoin, kun valitset jännitteenjakajaa, voit käyttää muita samanlaisia mikropiirejä - jänniteilmaisimia, erilaisia yrityksiä, nimiä ja ohjausjännitteitä.
Aluksi tarkistamme ja konfiguroimme piirin toimimaan LED-merkkivalon mukaan. Sitten tarkistamme piirin toiminnan kytkemällä kohdat A ja B LED-matriisin sammuttamiseksi. Pysäytämme valitulle vaihtoehdolle (1, 2, 3).
4. Valmistelemme aihion työlevylle leikkaamalla halutun koon tyypillisestä yleislevystä.
5. Suoritamme virheenjäljen piirin johdotukset käyttölevyyn.
6. Yhdistämme LED-matriisin työtasoon ja tarkistamme kuljettajan - rajoitinkokoonpanon toiminnan koko suunnitellun säädön alueella (12 - 17 V) kytkemällä kuljettaja säädettävään virtalähteeseen. Positiivisilla tuloksilla tarkistamme akkuun kytketyn kuljettajan toiminnan ja osana akun lamppua. Lisäasetuksia ei yleensä tarvita.
