W poście wyjaśniono 2 proste obwody uniwersalnego kontrolera prądu, które można wykorzystać do bezpiecznego działania dowolnej pożądanej diody LED o dużej mocy.
Objaśniony tutaj uniwersalny obwód ogranicznika prądu LED o dużej mocy może być zintegrowany z dowolnym surowym źródłem zasilania prądem stałym w celu uzyskania doskonałej ochrony przeciwprzepięciowej dla podłączonych diod LED o dużej mocy.
Dlaczego ograniczenie prądu ma kluczowe znaczenie dla diod LED
Wiemy, że diody LED to bardzo wydajne urządzenia, które są w stanie wytworzyć olśniewające oświetlenie przy relatywnie niższym zużyciu, jednak są to urządzenia bardzo wrażliwe zwłaszcza na ciepło i prąd, które są komplementarnymi parametrami i wpływają na wydajność diody.
Szczególnie w przypadku diod LED o dużej mocy, które mają tendencję do generowania znacznych ilości ciepła, powyższe parametry stają się kluczowymi kwestiami.
Jeśli dioda LED jest zasilana wyższym prądem, będzie miała tendencję do nagrzewania się poza tolerancję i zniszczenia, podczas gdy odwrotnie, jeśli rozpraszanie ciepła nie jest kontrolowane, dioda LED zacznie pobierać więcej prądu, aż zostanie zniszczona.
Na tym blogu zbadaliśmy kilka wszechstronnych układów scalonych typu „koń pociągowy”, takich jak LM317, LM338, LM196 itp., Którym przypisuje się wiele wyjątkowych możliwości regulacji mocy.
LM317 jest przeznaczony do obsługi prądów do 1,5 ampera, LM338 pozwala na maksymalnie 5 amperów, podczas gdy LM196 jest przeznaczony do generowania do 10 amperów.
Tutaj wykorzystujemy te urządzenia do aplikacji ograniczenia prądu dla LEd w najprostszy możliwy sposób:
Pierwszy obwód podany poniżej jest prosty sam w sobie, używając tylko jednego obliczonego rezystora, układ scalony można skonfigurować jako dokładny kontroler lub ogranicznik prądu.
OBRAZOWE PRZEDSTAWIENIE POWYŻSZEGO OBWODU
Obliczanie rezystora ogranicznika prądu
Na rysunku pokazano rezystor zmienny do ustawiania sterowania prądem, jednak R1 można zastąpić rezystorem stałym, obliczając go za pomocą następującego wzoru:
R1 (rezystor ograniczający) = Vref / prąd
lub R1 = 1,25 / prąd.
Prąd może być różny dla różnych diod LED i można go obliczyć, dzieląc optymalne napięcie przewodzenia przez jego moc, na przykład dla 1 wata LED prąd wyniesie 1 / 3,3 = 0,3 A lub 300 mA, prąd dla innych diod LED można obliczyć w podobna moda.
Powyższa liczba obsługuje maksymalnie 1,5 ampera, w przypadku większych zakresów prądu układ scalony można po prostu zastąpić LM338 lub LM196 zgodnie ze specyfikacją LED.
Obwody aplikacji
Wykonanie kontrolowanego prądu tubelight LED.
Powyższy obwód można bardzo efektywnie wykorzystać do wykonywania precyzyjnych obwodów świetlnych z lampami LED sterowanymi prądem.
Poniżej przedstawiono klasyczny przykład, który można łatwo zmodyfikować zgodnie z wymaganiami i specyfikacjami LED.
30-watowy obwód sterownika LED o stałym prądzie
Rezystor szeregowy połączony z trzema diodami LED oblicza się według następującego wzoru:
R = (napięcie zasilania - całkowite napięcie przewodzenia diody LED) / prąd diody LED
R = (12 - 3,3 + 3,3 + 3,3) / 3 amperów
R = (12 - 9,9) / 3
R = 0,7 oma
Waty R = V x A = (12-9,9) x 3 = 2,1 x 3 = 6,3 wata
Ograniczanie prądu LED za pomocą tranzystorów
W przypadku, gdy nie masz dostępu do układu scalonego LM338 lub jeśli urządzenie jest niedostępne w Twojej okolicy, możesz po prostu skonfigurować kilka tranzystorów lub BJT i utworzyć skuteczny obwód ogranicznika prądu dla twojej diody LED .
Schemat obwodu sterowania prądem za pomocą tranzystorów można zobaczyć poniżej:
Wersja PNP powyższego obwodu
Jak obliczyć rezystory
W celu określenia R1 możesz użyć następującego wzoru:
R1 = (Us - 0,7) Hfe / prąd obciążenia,
gdzie Us = napięcie zasilania, Hfe = wzmocnienie prądu przewodzenia T1, prąd obciążenia = prąd LED = 100 W / 35 V = 2,5 A
R1 = (35 - 0,7) 30 / 2,5 = 410 omów,
Moc dla powyższego rezystora wynosiłaby P = Vdwa/ R = 35 x 35/410 = 2,98 lub 3 waty
R2 można obliczyć, jak pokazano poniżej:
R2 = 0,7 / prąd LED
R2 = 0,7 / 2,5 = 0,3 oma,
moc można obliczyć jako = 0,7 x 2,5 = 2 waty
Korzystanie z mosfetu
Powyższy obwód ograniczenia prądu oparty na BJT można poprawić, zastępując T1 mosfetem, jak pokazano poniżej:
Obliczenia pozostaną takie same, jak omówione powyżej dla wersji BJT
Obwód ogranicznika prądu zmiennego
Możemy łatwo przekształcić powyższy stały ogranicznik prądu w uniwersalny obwód ogranicznika prądu zmiennego.
Korzystanie z tranzystora Darlington
Ten obwód regulatora prądu zawiera parę Darlingtona T2 / T3 sprzężoną z T1 w celu realizacji pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego.
Praca może być rozumiana następująco. Powiedzmy, że wejście zasila prąd źródła I zaczyna rosnąć z powodu dużego zużycia przez obciążenie z jakiegoś powodu. Spowoduje to wzrost potencjału na R3, powodując wzrost potencjału bazy / emitera T1 i przewodzenie w jego kolektorze-emiterze. To z kolei spowodowałoby, że podstawowe odchylenie pary Darlingtona zaczęło być bardziej uziemione. Z tego powodu obecny wzrost zostałby skontrowany i ograniczony przez obciążenie.
Włączenie rezystora podciągającego R2 zapewnia, że T1 zawsze przewodzi ze stałą wartością prądu (I), zgodnie z następującym wzorem. Zatem wahania napięcia zasilania nie mają wpływu na działanie ograniczające prąd obwodu
R3 = 0,6 / l
Tutaj I jest limitem prądu w amperach zgodnie z wymaganiami aplikacji.
Kolejny prosty obwód ogranicznika prądu
Ta koncepcja wykorzystuje prosty wspólny obwód kolektora BJT. który otrzymuje odchylenie bazowe z rezystora zmiennego 5 k.
Potencjometr ten pomaga użytkownikowi dostosować lub ustawić maksymalny prąd odcięcia dla obciążenia wyjściowego.
Przy pokazanych wartościach prąd odcięcia wyjścia lub ograniczenie prądu można ustawić w zakresie od 5 mA do 500 mA.
Chociaż z wykresu możemy wywnioskować, że proces odcięcia prądu nie jest zbyt ostry, to w rzeczywistości jest wystarczający, aby zapewnić odpowiednie bezpieczeństwo dla obciążenia wyjściowego w sytuacji nadprądowej.
To powiedziawszy, graniczny zakres i dokładność może zależeć od temperatury tranzystora.
Poprzedni: Koncepcja odbioru darmowej energii - koncepcja cewki Tesli Dalej: Obwód wykrywacza metali - za pomocą oscylatora częstotliwości uderzeń (BFO)