Neoddeliteľnou súčasťou ľubovoľnej vysokokvalitnej žiarovky alebo LED diódy vyžarujúcej svetlo je vodič. Pokiaľ ide o osvetlenie, pojem "vodič" by sa mal chápať ako elektronický obvod, ktorý premieňa vstupné napätie na stabilizovaný prúd danej hodnoty. Funkcia vodiča závisí od šírky rozsahu vstupného napätia, schopnosti nastaviť výstupné parametre, náchylnosti na prerušenie napájania a účinnosti.
Uvedené funkcie závisia na kvalite svetla alebo svetlometu vo všeobecnosti, životnosti a nákladoch. Všetky zdroje napájania (LED) pre LED diódy sú bežne rozdelené na lineárne a pulzné meniče. Lineárne IP adresy môžu mať uzol súčasnej stabilizácie alebo napätia. Často schémy tohto typu rádioamatérov vytvárajú vlastné ruky na čipu LM317. Takéto zariadenie sa ľahko montuje a má nízke náklady. Avšak vzhľadom na veľmi nízku účinnosť a explicitné obmedzenia sily LED, vyhliadky na vývoj lineárnych prevodníkov sú obmedzené.
Ovládače impulzov môžu mať účinnosť vyššiu ako 90% a vysoký stupeň ochrany pred rušením siete. Ich spotreba energie je desiatokkrát nižšia ako výkon daný zaťaženiu. Z tohto dôvodu môžu byť vyrobené v uzavretom kryte a nebojí sa prehrievania.
Prvé pulzné stabilizátory mali zložité zariadenie bez ochrany pred voľnobehom. Potom boli vylepšené a v súvislosti s rýchlym vývojom technológie LED sa objavili špecializované čipys frekvenčnou a pulznou šírkou moduláciou.
schéma napájania LED na základe rozdeľovača kondenzátora
Bohužiaľ, pri návrhu lacných LED žiaroviek pre 220V z Číny nie je žiadny lineárny alebo pulzný stabilizátor. Berúc do úvahy extrémne nízku cenu hotového výrobku, čínsky priemysel dokázal maximálne zjednodušiť schému potravín. Zavolajte ho nesprávne, pretože tu nie je žiadna stabilizácia.
Obrázok ukazuje, že elektrický obvod svietidla je určený na prevádzku zo siete 220V. Striedavé napätie je spustené RC-reťazcom a vstupuje do diódového mostíka. Potom je napäté napätie čiastočne vyhladené kondenzátorom a prostredníctvom obmedzujúceho odporu prúdu vstupuje do LED. Táto schéma nemá galvanické riešenie, to znamená, že všetky prvky sú stále pod vysokým potenciálom.
V dôsledku častých strát, LED dióda bliká. Naopak, nadmerné napätie siete spôsobuje nezvratný proces starnutia kondenzátora so stratou kapacity a niekedy sa stáva dôvodom jeho pretrhnutia. Treba poznamenať, že ďalším závažným negatívnym aspektom tejto schémy je zrýchlený proces degradácie svetelných diód spôsobených nestabilným napájaním.
Diagram vodiča pre CPC9909
Moderné impulzné ovládače pre LED žiarovky majú jednoduchý obvod, takže ho môžete ľahko robiť aj svojimi vlastnými rukami. Dnes, pre konštrukciu vodičov, séria integrovaných obvodov, špeciálne navrhnutá na ovládanie silnýchLED diódy. S cieľom zjednodušiť úlohu nadšencov elektronických obvodov majú integrované ovládače LED diód v dokumentácii za následok typické spínacie a výpočtové schémy pre väzbové komponenty.
Všeobecné informácie
Americká spoločnosť Ixys spustila uvoľnenie čipu CPC9909, ktorý slúži na riadenie svetelných diód LED a LED s vysokým jasom. Ovládač CPC9909 je malý a nevyžaduje veľké množstvo peňazí. ICC CPC9909 sa vyrába v rovinnej verzii s 8 závermi (SOIC-8) a má vstavaný regulátor napätia.
Vďaka prítomnosti stabilizátora je prevádzkový rozsah vstupného napätia od zdroja jednosmerného prúdu 12-550V. Minimálny pokles napätia medzi LED diódami je 10% napájacieho napätia. Preto je CPC9909 ideálny na pripojenie vysokonapäťových LED. IC pracuje v teplotnom rozmedzí od -55 do + 85 ° C, čo znamená, že je vhodná pre konštrukciu LED svietidiel a svietidiel pre vonkajšie osvetlenie.
vymenovanie záverov
Stojí za zmienku, že s CPC9909 je možné nielen zapnúť a vypnúť výkonnú LED, ale aj ovládať jej žiar. Ak sa chcete dozvedieť viac o všetkých schopnostiach IC, zvážte účel jej zistení.
- VIN. Určené na napájanie.
- CS. Je určený na pripojenie externého snímača prúdu (odporu), ktorý sa používa na nastavenie maximálneho prúdu LED.
- GND. Všeobecný výstup vodiča.
- GATE. Výstup mikroobvodov. Zobrazuje funkciu uzávierkytranzistorovo modulovaný signál.
- PWMD. Vstup nízkeho kmitočtu.
- VDD. Výstup pre nastavenie napájacieho napätia. Vo väčšine prípadov sa cez kondenzátor pripája na spoločný drôt.
- LD. Určené pre simuláciu analógových problémov.
- RT. Priradené na pripojenie času nastavuje odpor.
Schéma a jej princíp fungovania
Typické zahrnutie CPC9909 s výkonom 220V je znázornené na obrázku. Obvod je schopný ovládať jednu alebo viac LED s vysokým výkonom alebo LED diódami s vysokým jasom. Schému je možné jednoducho zhromaždiť vlastnými rukami, dokonca aj doma. Pripravený ovládač nevyžaduje ladenie, berúc do úvahy kompetentný výber externých prvkov a súlad s pravidlami ich inštalácie.
Ovládač pre 220V LED lampu založený na CPC9909 pracuje s frekvenčnou impulznou moduláciou. To znamená, že čas pauzy je konštantný (time-off = const). Striedavé napätie je vyrovnané pridaným mostíkom a je vyhladené kapacitným filtrom C1, C2. Potom vstupuje do vstupu VIN čipu a spustí proces vytvárania impulzov prúdu na výstupe GATE. Výstupný prúd čipu riadi výkonový tranzistor Q1. V okamihu otvoreného stavu tranzistora preteká zaťažovací prúd cez obvod: "+ diódový mostík" - LED - L - Q1 - RS - "LED mostík".
V priebehu tejto doby cievky induktora nahromadia energiu, aby jej počas pauzy zaťažili. Keď je tranzistor uzavretý, výkon škrtiacej klapky zabezpečuje zaťažovací prúd v obvode: L - D1 - LED - L.
Proces je cyklickýznak, ktorý má za následok prúd cez LED má prachovitý tvar. Najväčšia a najmenšia hodnota píly závisí od indukčnosti škrtiacej klapky a pracovnej frekvencie.
Frekvencia impulzov je určená hodnotou odporu RT. Amplitúda impulzov závisí od odporu RS odporu. Stabilizácia prúdu LED je porovnaním vnútorného referenčného napätia IC s poklesom napätia na RS. Poistka a termistor chránia obvod pred možnými núdzovými režimami.
Výpočet vonkajších prvkov
frekvenčný odpor
Trvanie prestávky je vyjadrené externým rezistorom RT a určeným zjednodušeným vzorcom:
tupus = RT /66000 + 0,8 (μs).
Na druhej strane je čas pauzy spojený s faktorom plnenia a frekvenciou:
tpauzy = (1-D) /f (c), kde D - plniaci faktor, ktorý sa vzťahuje k časovému pulz obdobie.
Odporúčaný rozsah prevádzkových frekvencií výrobcu je 30-120 kHz. To znamená, že odpor RT možno nájsť: RT = (tpauzy-0,8) * 66000, kde je hodnota tpauzy substituovaných v mikrosekúnd.
snímač prúdu
menovitej hodnoty odporu RS nastaví amplitúdu prúdu skrz LED a vypočíta sa nasledovne: RS = USS /(ILED + 0,5 * IL pulz), kde UCS - kalibrovaný referenčné napätie rovnajúcu sa 0,25V;
ILED - prúd cez LED;
IL impulz je veľkosť pulzov zaťažovacieho prúdu, ktorý by nemal prekročiť 30%, tj 0,3 * ILED.
Po prechode bude vzorec mať formu: RS = 0,25 /1,15 * ILED (Ohm).
Výkon rozptýlený snímačom prúdu je určený vzorcom: PS = RS * ILED * D (W).
Pred montážou urobte rezistor s rezervnou kapacitou 1,5-2 krát.
škrtiaca klapka
Ako viete, prúd škrtiacej klapky sa nemôže zmeniť skokom, zvyšovaním hybnosti a znížením počas pauzy. hobby úloha zdvihnúť cievku s indukčnosťou, ktorý poskytuje kompromis medzi kvalitným výstupom a jeho veľkosť. Na to si spomínam výšku vln, ktorá by nemala prekročiť 30%. Potom budete potrebovať nominálnu indukčnosť:
L = (USLED * tpauzy) /IL pulz kde ULED - úbytok napätia na LED (y), odobratého z CVC plánu.
Filtr podávania
V napájacom okruhu sú dva kondenzátory: C1 - na vyhladenie usmerňovaného napätia a C2 - na kompenzáciu frekvenčného rušenia. Pretože CPC9909 pracuje v širokej škále vstupných napätí, nie je potrebný vysokovýkonný elektrolyt C1. Dosť bude 22 μF, ale môžete urobiť viac. Kapacita kovového filmu C2 pre obvod tohto typu je štandardná - 0,1 μF. Obidva kondenzátory musia odolávať napätiu najmenej 400V.
sa však čipov trvá na inštaláciu kondenzátory C1 a C2 s nízkym ekvivalentného sériového odporu (ESR), aby sa zabránilo negatívny dopad vysokofrekvenčného šumu, ku ktorým dochádza pri prepínaní ovládača.
usmerňovač
Diódový mostík sa volí na základe maximálneho jednosmerného prúdu a spätného napätia. Pre prevádzku v sieti 220V by jej reverzné napätie nemalo byť menšie ako 600V. Predpokladaná hodnota jednosmerného prúdu závisí od zaťaženia prúdu, a je definovaný ako: IAC = (? * ILED) /2v2, A.
Získaná hodnota sa musí vynásobiť dvoma, aby sa zvýšila spoľahlivosť obvodu.
Voľba iných prvkov schémy
Kondenzátor C3 inštalovaný v obvode čipu by mal byť 0,1 μF s nízkym ESR, podobne ako C1 a C2. Nevyužité závery PWMD a LD sú tiež prepojené cez C3 prostredníctvom spoločného drôtu.
Transistor Q1 a dióda D1 pracujú v impulznom režime. Preto by sa mala voľba prihliadať na ich frekvenčné vlastnosti. Len prvky s nízkym časom obnovy môžu odolávať negatívnym účinkom prechodných procesov v spínacích časoch s frekvenciou približne 100 kHz. Maximálny prúd cez Q1 a D1 sa rovná amplitúdovej hodnote prúdu LED pri zohľadnení zvoleného faktora plnenia: IQ1 = ID1 = D * ILED, A.
Napätie aplikované na Q1 a D1 je impulzívne, ale nie väčšie ako usmerňované napätie, berúc do úvahy kapacitný filter, tj 280V. Voľba výkonových prvkov Q1 a D1 by sa mala robiť so zásobami, vynásobením vypočítaných údajov dvomi.
Poistka chráni obvod pred núdzovým skratom a musí odolávať maximálnemu zaťažovaciemu prúdu, vrátane impulzného rušenia, po dlhú dobu.
IFUSE = 5 * IAC, A.
Inštalácia termistora RTH je potrebná na obmedzenie štartovacieho prúdu vodiča pri vybití filtračného kondenzátora. Svojím odporom musí RTH chrániť diódy mostového usmerňovača pred poruchami počas prvých sekúnd práce.
RTH = (v2 * 220) /5 * IAC, ohm.
Ďalšie možnosti zaradenia CPC9909
Hladký štart a analógová immitácia
Ak je to potrebné, CPC9909 môžeUistite sa, že svetelná dióda je mäkká, keď sa jej jas postupne zvyšuje. Hladký začiatok sa realizuje pomocou dvoch konštantných rezistorov pripojených k terminálu LD, ako je znázornené na obrázku. Toto riešenie vám umožňuje predĺžiť životnosť LED.
Záver LD tiež umožňuje realizovať funkciu analógového dimmirovaniya. Za týmto účelom je odpor 2,2 kOhm nahradený premenlivým odporom 5,1 kOhm, čím sa postupne mení potenciál na výstupe z LD.
impulzné zníženie
Je možné kontrolovať žiaru diódy vyžarujúcej svetlo privádzaním obdĺžnikových impulzov na výstupnom PWMD (stmievanie modulačnej šírky impulzov). K tomu použite mikrokontrolér alebo impulzný generátor s povinným rozdelením cez optočlen.
Okrem variantu vodiča pre LED žiarovky existujú podobné riešenia obvodov od iných výrobcov: HV9910, HV9961, PT4115, NE555, RCD-24 atď. Každý z nich má svoje vlastné silné a slabé stránky, ale vo všeobecnosti sa úspešne vyrovnávajú s bremenom na svojich rukách.
