Схема драйвера для светодиодов: Схема драйвера для светодиода от сети 220В

Содержание

Схема драйвера для светодиода от сети 220В

Современные мощные светодиоды отлично походят для организации яркого и эффективного освещения. Некоторую сложность составляет питание таких светодиодов – требуются мощные источники постоянного тока и токостабилизирующие драйвера. Вместе с тем, в любом помещении имеется розетка с переменным напряжением в 220В. И, конечно же, очень хотелось бы организовать работу мощных светодиодов от сети с минимальными затратами. Нет ничего невозможного – давайте рассмотрим схему драйвера для светодиода от сети 220В.

Прежде чем начнем обсуждать конкретные схемы, хотелось бы напомнить, что работа будет вестись с потенциально опасным для жизни переменным напряжением 220В. Разработка и расчет схемы потребуют хотя бы общего понимания происходящих электрических процессов, вероятность того, что при совершении ошибки вы можете получить ущерб или повреждения, очень высока. Мы категорически не одобряем проведение работ с высоким напряжением, если вы чувствуете себя неуверенно и не несем ответственности за возможный ущерб и повреждения, которые вы можете получить в процессе работы над предлагаемыми схемами.

На самом деле, вполне возможно, что проще и дешевле будет приобрести и использовать уже готовый драйвер или даже светильник целиком. Выбор за вами.

Обычно падение напряжения на светодиоде составляет от 3 до 30В. Разница с сетевым напряжением в 220В очень большая, поэтому понижающий драйвер, безусловно, будет импульсным. Имеется несколько специализированных микросхем для изготовления таких драйверов – HV9901, HV9961, CPC9909. Все они очень похожи и от других микросхем отличаются тем, что имеют очень широкий диапазон допустимого входного напряжения – от 8 до 550В – и очень высокий КПД – до 85-90%. Тем не менее, предполагается, что общее падение напряжения на светодиодах в готовом устройстве будет составлять не менее 10-20% от напряжения источника питания. Не стоит пробовать запитать от 220В, например, один-два 3-6-ти вольтовых светодиода. Даже если они не сгорят сразу, КПД схемы будет низким.

Рассмотрим драйвер на базе микросхемы CPC9909, поскольку она новее остальных и вполне доступна. Вообще, все указанные микросхемы взаимозаменяемы и совместимы попиново (но потребуется пересчитать параметры дросселя и резисторов).

Базовая схема драйвера следующая:

Схема драйвера для светодиодов на базе микросхемы CPC9909

Переменное сетевое напряжение необходимо предварительно выпрямить, для этого используется диодный мост. C1 и C2 – сглаживающие конденсаторы. C1 – электролит емкостью 22мкФ и напряжением 400В (при использовании сети 220В), C2 – керамический конденсатор емкостью 0,1мкФ, 400В. Конденсатор С3 – керамика 0,1мкФ, 25В. Микросхема CPC9909 в процессе работы генерирует импульсы, которые открывают и закрывают силовой транзистор Q1, тем самым управляя течением тока через светодиоды. Частота переключения, индуктивность дросселя L, параметры мосфета Q1 и диода D1 тесно взаимосвязаны и зависят от требуемого падения напряжения на светодиодах, их рабочем токе. Давайте попробуем рассчитать нужные параметры ключевых деталей схемы на конкретном примере.

У меня есть могучий светодиод. 50 ватт мощности, напряжение 30-36В, рабочий ток до 1.4А. 4-5 ТЫСЯЧ люменов! Мощность света неплохого прожектора.

COB cветодиод 50 ватт

Для охлаждения я посредством термопасты и суперклея посадил его на кулер от видеокарты.

Максимальный ток светодиода ограничим 1А. Значит

ILED = 1А

Падение напряжения на светодиодах –

VLED = 30В

Пульсацию тока примем равной +-15%:

ID = 1 * 0.15 * 2 = 0.3A

При напряжении сети переменного тока в 220В напряжение после выпрямительного моста и сглаживающих конденсаторов составит

VIN = 310В

Ток драйвера регулируется резистором Rs, сопротивление которого рассчитывается по формуле

Rs = 0.25 / ILED = 0.25 / 1 = 0.25 Ом.

Используем резистор 0.5W 0.22 Ом в SMD-корпусе 2512:

Rs = 0.22 Ом,

что даст ток 1. 1А. При таком токе резистор будут рассеивать примерно 0.2Вт тепла и особо греться не будет.

Микросхема CPC9909 генерирует управляющие импульсы. Общая продолжительность импульса складывается из времени «высокого уровня», когда мосфет открыт и продолжительности паузы, когда транзистор закрыт. Жестко зафиксировать мы можем только продолжительность паузы. За нее отвечает резистор Rt. Его сопротивление рассчитывается по формуле:

Rt = (tp — 0.8) * 66, где tp — пауза в микросекундах. Сопротивление Rt получается в килоомах.

Продолжительность «высокого уровня» — это время, за которое рабочий ток достигнет требуемого значения — регулируется микросхемой CPC9909. Штатный диапазон частот находится в пределах 30-120КГц. Причем, чем выше будет частота, тем меньшая индуктивность дросселя в итоге потребуется. Но тем больше будет греться силовой транзистор. Поскольку индуктивность дросселя (и связанные с ней его габариты) для нас важнее, будем стараться держаться верхней части допустимого диапазона частот.

Давайте рассчитаем допустимое время паузы. Отношение продолжительности «высокого уровня» к общей продолжительности импульса — скважность импульса — рассчитывается по формуле:

D = VLED / VIN = 30 / 310 = 0.097

Частота переключений рассчитывается так:

F = (1 — D) / tp, а значит tp = (1 — D) / F

Пусть частота будет равна 90КГц. В этом случае

tp = (1 — 0.097) / 90 000 = 10мкс

Соответственно, потребуется сопротивление резистора Rt

Rt = (10 — 0.8) * 66 = 607.2КОм

Ближайший доступный номинал — 620КОм. Подойдет любой резистор с таким сопротивлением, желательно с точностью 1%. Уточняем время паузы с резистором номиналом 620КОм:

tp = Rt / 66 + 0.8 = 620 / 66 + 0.8 = 10.19мкс

Минимальная индуктивность дросселя L рассчитывается по формуле

Lmin = (VLED * tp) / ID

Используя уточненное значения tp, получаем

Lmin = (30 * 10. 19) / 0.3 = 1мГн

Рабочий ток дросселя, при котором он гарантированно не должен входить в насыщение — 1.1 + 15% = 1.3А. Лучше взять с полуторным запасом. Т.е. не менее 2А.

Готового дросселя с такими параметрами в продаже я не нашел. Нужно делать самому. Вообще расчет катушек индуктивности — это большая отдельная тема. Здесь же я лишь оставлю ссылку на основательный труд Кузнецова А. «Трансформаторы и дроссели для импульсных источников питания».

Я использовал дроссель, выпаянный из нерабочего балласта обычной энергосберегающей лампы. Его индуктивность 2мГн, в сердечнике оказался зазор около 1мм. Считаем рабочий ток, получаем до 1.3 — 1.5А. Маловато, но для тестовой сборки пойдет.

Остались силовой транзистор и диод. Здесь проще — оба должны быть рассчитаны на напряжение не менее 400В и ток от 4-5А. Быстрый диод Шоттки может быть, например, таким — STTH5R06. Мосфет должен быть N-канальным. Для него крайне важно минимальное сопротивление в открытом состоянии и минимальный заряд затвора — менее 25нКл. Прекрасный выбор на нужный нам ток — FDD7N60NZ. В корпусе DPAK и с током до 1А греться он особо не будет. Можно будет обойтись без радиатора.

При разводке печатной платы нужно уделить внимание длине проводников и правильному расположению «земли». Проводник между CPC9909 и затвором полевого транзистора должен быть как можно короче. Это же относится и к проводнику от сенсорного резистора. Площадь «земли» должна быть как можно больше. Очень желательно один слой печатной платы полностью развести на землю. Резистор Rt нужно подальше от индуктивности и других проводников, работающих на высоких частотах.

Вывод LD микросхемы может быть использован для плавной регулировки яркости свечения светодиода, вывод PWMD – для димирования посредством ШИМ.

Вот примеры из технической документации, которые это реализуют.

Схема плавного регулирования яркости светодиодов.

На этой схеме сила тока, а соответственно, и яркость светодиодов плавно регулируется от нуля до 350мА переменным резистором RA1. Также на схеме присутствуют номиналы и названия ключевых элементов для питания линейки ярких светодиодов током до 350мА.

Схема, предполагающее управление яркостью посредством ШИМ, выглядит так:

Схема регулирования яркости светодиодов посредством ШИМ

Допустимая частота диммирования — до 500Гц. Обратите внимание на очень желательную электрическую развязку генератора регулирующих импульсов (обычно, это микроконтроллер) и силовой части схемы. Развязка выполнена посредством использования оптопары.

Я собрал схему с плавной регулировкой переменным резистором. Получилась плата 60х30мм.

Плата драйвера для светодиода от сети 220В

Драйвер заработал сразу и так как нужно. Переменным резистором ток регулируется от 0.1 до расчетных 1.1А. Вентилятор кулера где установлен светодиод запитан от 3-х вольт. Вращается совершенно без звука, при этом радиатор греется слабо. На плате после 5-ти тестовых минут работы на максимальном токе градусов до 50С нагрелся дроссель.

Его рабочего тока, как и ожидалось, оказалось маловато. Также заметно греется полевой транзистор. Остальные детали греются незначительно.

Сердце будущего мощного светильника в тестовом запуске

Разводку платы в программе Sprint-Layout 6.0 можно взять здесь.

Спустя какое-то время светодиод с драйвером заняли свое рабочее место в освещении аквариума. Работают по 15 часов в день при токе 0.7А. Света для аквариума объемом в 140 литров, на мой взгляд, вполне достаточно. Радиатор снабдил термистором и простенькой схемой — кулер включается автоматически и охлаждает всю конструкцию.

Драйвер для светодиода от сети 220В требует внимания при проектировании и сборке. Повторюсь — напряжение 220В опасно для жизни, а на схеме драйвера практически все детали находятся под этим и большим напряжением.

Тем не менее, при аккуратной сборке получится достаточно миниатюрный и эффективный драйвер, способный запитать от сети бытовой сети 220В один или несколько мощных светодиодов.

Больше о схемах драйверов для светодиодов читайте в статье «Самодельный драйвер для мощных светодиодов».

Драйверы светодиодов: назначение и функциональные возможности

Какие характеристики необходимы для драйверов светодиодов?

Хотя светодиодные светильники в 8 раз эффективнее ламп накаливания, они сильно греются из-за внутреннего рассеивания тепла. Если драйвер светодиодов смонтирован рядом с группой светодиодных ламп, он может работать в условиях высокой окружающей температуры, до +80 °С. Поэтому, например, компания Aimtec при разработке своего семейства драйверов светодиодов AMLDL-Z с выходными токами до 1000 мА предприняла все меры для повышения КПД до 95% и расширения рабочего диапазона температур до +85 °С при полной нагрузке.

Задача была решена путем применения неизолированной, понижающей топологии преобразования, которая позволила создать весьма компактную конструкцию в корпусе DIP14 (20,3×10,2×6,9 мм, модели с выходными токами 300–700 мА) и в корпусе DIP16 (23,4×14×10,2 мм для модели AMLDL-30100Z с выходным током 1000 мА).

Рис. 1. Схема подключения одной цепочки светодиодов

Основные характеристики светодиодных драйверов серии AMLDL-Z приведены в таблице 1.

Таблица 1. Основные характеристики светодиодных драйверов серии AMLDL-Z
Наименование Входное напряжение, В DC Выходное напряжение, В DC Выходной ток, мА
AMLDL-3030Z 7–30 2–28 300
AMLDL-3035Z 350
AMLDL-3050Z 500
AMLDL-3060Z 600
AMLDL-3070Z 700
AMLDL-30100Z 1000

Необходимо отметить, что серия светодиодных драйверов AMLDL-Z очень проста в применении. Драйверы имеют вход включения-выключения и возможность регулировки яркости свечения светодиодов.

 

Подключение драйверов

Если не требуется регулировка яркости свечения светодиодов, то схема включения драйверов крайне проста. Вход управления можно оставить неподключенным. Одна цепочка последовательно включенных светодиодов (от 1 до 7–8 шт.) просто подключается на выход драйвера (рис. 1). Так как драйвер — это источник постоянного тока, а не напряжения, то токоограничивающий резистор не нужен. Напряжение на выходе драйвера установится автоматически, в соответствии с числом светодиодов в цепочке. При необходимости подключить более 8 светодиодов, можно организовать параллельное подключение нескольких последовательных цепочек из светодиодов, но при этом потребуется токоограничивающий резистор в каждой цепочке (рис. 2).

Рис. 2. Схема подключения более 8 светодиодов

Например, чтобы подключить до 9–16 светодиодов с рабочими токами 350 мА, необходимо выбрать драйвер AMLDL-3070Z с выходным током 700 мА и подключить на его выход две последовательные цепочки светодиодов. На выход драйвера AMLDL-30100Z с выходным током 1000 мА можно подключить три такие последовательные цепочки (то есть до 24 светодиодов с рабочим током 350 мА).

В случае отсутствия источника напряжения постоянного тока можно включить драйверы светодиодов по схеме, приведенной на рис. 3. Очевидно, что так как в этих драйверах используется понижающая топология преобразования, то входное напряжение должно быть, как минимум, на 2–3 В выше выходного падения напряжения на цепочке последовательно подключенных светодиодов.

Рис. 3. Подключение драйверов при питании от переменного тока напряжением 5–21 В АС

С точки зрения эффективности, чем больше последовательно соединенных светодиодов подключено на выход драйвера, тем выше КПД преобразования. Это отчетливо видно на рис. 4, где показана зависимость КПД драйвера AMLDL3070-Z от входного напряжения и числа подключенных светодиодов.

Рис. 4. Зависимость КПД преобразования от входного напряжения и числа светодиодов

 

Регулировка яркости свечения светодиодов

Все драйверы серии AMLDL-Z имеют вход управления, с помощью которого можно включать-выключать устройство и регулиро-вать яркость свечения светодиодов.

Есть два способа регулировки яркости:

  • аналоговый — изменением напряжения на входе управления;
  • цифровой — с помощью широтно-импульсномодулированного (ШИМ) сигнала на том же входе.

Сначала рассмотрим самый простой способ регулировки яркости — аналоговый. Изменение напряжения на входе управления должно быть в пределах 0,3–1,25 В DC. Схема включения при использовании для регулировки яркости стабильного напряжения приведена на рис. 5. Расчет элементов схемы можно провести по формуле, приведенной на этом же рисунке.

Рис. 5. Схема регулировки яркости при наличии стабильного напряжения управления

Схема включения при использовании для регулировки яркости нестабильного напряжения приведена на рис. 6.

Рис. 6. Схема регулировки яркости при наличии нестабильного напряжения управления

Величину выходного тока драйвера в зависимости от величины управляющего напряжения Vadj можно рассчитать по формуле:

Iout = (0,08Vadj)/X.

Значение коэффициента Х выбирается из таблицы 2 для соответствующей модели драйвера. Зависимость выходного тока драйверов от величины напряжения управления (Vadj) имеет практически линейный характер и сходна для всех моделей. В качестве примера на рис. 7 приведена эта зависимость для модели AMLDL-3035Z (с максимальным выходным током 350 мА). Характеристики для остальных моделей приведены в документации на эту серию.

Рис. 7. Зависимость выходного тока драйвера AMLDL-3035Z от управляющего напряжения

Существует еще более простая схема (рис. 8) аналоговой регулировки выходного тока драйвера (и, следовательно, яркости светодиодов), не требующая внешнего источника напряжения.

Рис. 8. Схема регулировки яркости с помощью переменного резистора

Как видно из схемы, регулировка яркости светодиодов осуществляется с помощью переменного резистора, подключенного между входом управления Vadj и минусом входа. Конденсатор Cadj предназначен для снижения воздействия наводок и ВЧ-помех на вход управления. Рекомендуется установить керамический конденсатор с номиналом 0,22 мкФ. Выходной ток драйвера в зависимости от напряжения управления можно рассчитать по формуле:

Iout = ((0,08/X)Radj)/(Radj+200),

где Х — параметр, специфический для каждой модели драйвера (см. табл. 2), Iout в А, Radj в кОм

Таблица 2. Значение коэффициента Х для расчета выходного тока драйвера в зависимости от управляющего напряжения
 Наименование   Х 
  AMLDL-3030Z   0,327 
  AMLDL-3035Z   0,280 
  AMLDL-3050Z   0,197 
  AMLDL-3060Z   0,165 
  AMLDL-3070Z   0,139 
  AMLDL-30100Z   0,095 

 

Регулировка выходного тока драйвера с помощью ШИМ-сигнала управления

ШИМ-сигнал с длительностью рабочего цикла DPWM можно подать непосредственно на вход управления, как показано на рис. 9. Выходной ток драйвера в зависимости от длительности рабочего цикла DPWM можно рассчитать по простой формуле:

Iout = (0,1 DPWM)/Х, для 0 ‹ DPWM ‹ 1,

где Х также выбирается из таблицы 2 для соответствующей модели драйвера.

Рис. 9. Схема регулировки яркости светодиодов с помощью ШИМ-сигнала

Возможно управление яркостью светодиодов ШИМ-сигналом от выхода с открытым коллектором (или стоком) микроконтроллера, как показано на рис. 10.

Рис. 10. Управление яркостью светодиодов ШИМ-сигналом микроконтроллера

Резистор 10 кОм и диод необходимы для подавления выбросов отрицательной полярности на входе Vadj из-за емкости сток-исток (коллекторэмиттер) полевого (или биполярного) транзистора на выходе микроконтроллера. Любые выбросы отрицательной полярности будут вносить погрешности и/или нестабильность в выходной ток драйвера.

При отсутствии микроконтроллера в устройстве можно сформировать ШИМ-сигнал на очень популярном таймере NE555 (рис. 11). Необходимо помнить, что частота ШИМ-сигнала не должна быть меньше 100 Гц — чтобы не было видимых глазу мерцаний, и не более 1000 Гц: это максимально допустимая частота ШИМ-сигнала на входе Vadj. Компонент AMSR-7805Z представляет собой ультракомпактный DC/DC-преобразователь в корпусе SIP3 без гальванической развязки, с широким входом (6,5–34 В DC) и стабилизированным выходом 5 В/0,5 A для питания схемы от нестабилизированного входного напряжения.

Рис. 11. Схема формирования ШИМ-сигнала для управления яркостью на основе таймера NE555

Когда возникает необходимость использовать режим «вспышек» (например, в дорожных знаках — указателях поворота), можно с незначительными изменениями применить эту же схему (она приведена в документации на эту серию драйверов).

 

Фильтрация помех на входе драйвера

Драйвер светодиодов, как и любой импульсный преобразователь, создает радиопомехи в сети питания. Чтобы снизить уровень помех до величины, соответствующей классу В (EN55022), необходимо установить входной фильтр, приведенный на рис. 12. Т. к. на входе драйвера стоит конденсатор, то вместе с внешними компонентами получается классический «П-образный» фильтр, который достаточно успешно подавляет импульсные помехи.

Рис. 12. Схема входного фильтра для снижения уровня помех до класса В EN55022

Таблица 3. Значение индуктивности L для различных драйверов
 Наименование   Индуктивность L, мкГн 
 AMLDL-3030Z   68 
 AMLDL-3035Z   68 
 AMLDL-3050Z   27 
 AMLDL-3060Z   27 
 AMLDL-3070Z    27 
 AMLDL-30100Z   27 

 

Термокомпенсация выходного тока драйвера светодиодов

Как уже отмечалось выше, несмотря на достаточно высокий КПД, светодиоды, особенно сверхъяркие, сильно нагреваются при работе, что заметно сокращает срок их службы и может привести к внезапному отказу.

Чтобы избежать этого, можно использовать схему термокомпенсации, приведенную на рис. 13. Выбор компонентов термокомпенсирующей обратной связи зависит от номиналов резисторов R2 и R3 и от эффективности радиатора светодиодов. Чтобы оптимизировать регулировку яркости светодиодов при высокой температуре окружающей среды, светодиоды должны иметь хороший радиатор для отвода тепла, иначе регулировка управляющего тока не будет оптимальной. Пороговые точки слежения за температурой устанавливаются регулировкой резистора R2. Предлагаются три температурные пороговые точки, ориентировочно — 25, 40 и 60 °С. Необходимо помнить, что ток через светодиоды не будет плавно уменьшаться до нуля: схема регулировки, подающая напряжение управления на вход управления Vadj, обеспечивает пределы изменения выходного тока в диапазоне примерно 5:1. Как только напряжение управления упадет ниже порога отключения (примерно 200 мВ), ток через светодиоды упадет до нуля и они перестанут светиться. Крутизна уменьшения выходного тока драйвера зависит от температурного коэффициента сопротивления (ТКС) термистора. Чем больше ТКС, тем выше крутизна изменения выходного тока. Наклон характеристики регулировки тока светодиодов будет также зависеть от изменений напряжения база-эмиттер транзистора Q1, вызванных изменением окружающей температуры.

Рис. 13. Схема термокомпенсации тока питания светодиодов

 

Особенности параллельного включения драйверов светодиодов

Довольно часто встает задача параллельного питания нескольких драйверов от одного источника и одновременного управления яркостью светодиодов, подключенных к этим драйверам. Возможное решение данной задачи приведено на рис. 14. В этом применении важно, чтобы каждая группа светодиодов, подключенных к одному драйверу, не имела электрического контакта с другими светодиодами и входным источником питания. Это необходимо для того, чтобы избежать повреждения драйверов и интерференции между группами светодиодов. Кроме того, при питании нескольких драйверов (как и любых DC/DC-преобразователей) от одного источника необходима развязка входа каждого драйвера с помощью малогабаритного дросселя (до 47 мкГн), чтобы устранить взаимное влияние внутренних генераторов драйверов друг на друга. В противном случае, при совпадении частот генераторов драйверов возможно разрушение внутренних компонентов входной цепи драйвера и их выход из строя вследствие резонанса на частоте преобразования.

Рис. 14. Параллельное управление несколькими группами светодиодов одновременно

 

Иные применения драйверов светодиодов

Как уже указывалось выше, драйверы светодиодов AMLDL-Z представляют собой компактные источники стабильного тока, которые можно использовать в любом применении, где требуется стабильный выходной ток до 1 А. Например, в схемах питания соленоидов, электрохимических процессах, да, в конце концов, даже в схемах заряда аккумуляторов с внешними устройствами контроля заряда.

Светодиодное освещение имеет огромные перспективы вследствие огромной экономии электроэнергии и значительно более высокой надежности по сравнению с любыми другими осветительными технологиями. Это особенно важно в связи с принятыми решениями о свертывании в ближайшее время производства и применения ламп накаливания как по всему миру, так и в России. В этом процессе драйверы светодиодов играют особую роль как необходимое средство обеспечения развития современных осветительных технологий и их успешного применения как в промышленности, так и в быту.

ДРАЙВЕР ДЛЯ СВЕТОДИОДОВ

   Как известно, светодиод питается постоянным током и требует напряжение в пределах 3-х вольт. Естественно современные мощные светодиоды могут быть расчитаны и на более высокие значения — до 35В. Существует масса различных схем для питания светодиодов от пониженного напряжения. Условно все эти драйверы можно разделить на простые: выполненные на одном — трёх транзисторах, и сложные — с применением специализированных микросхем ШИМ конроллеров. 


   Простые драйверы для светодиодов имеют лишь одно достоинство — низкая себестоимость. Что касается параметров стабилизации, то здесь ток и напряжение выхода может гулять в широких пределах, а по сложности настройки такие схемы не уступают и стабилизаторам на констроллерах. К тому же мощность такого преобразователя будет достаточной максимум для питания 3-х обычных пятимиллиметровых светодиодов (около 50мА) что конечно мало.


   Драйверы на специализированных микросхемах не так капризны в работе, не требовательны к номиналам деталей и позволяют отдавать в нагрузку токи в несколько ампер. Это при том, что габариты такого драйвера те-же самые, что и в транзисторных. Чаще всего используются ZSCT1555D8, ZRC250F01TA, ZLLS2000TA, ZTX651, FZT653 и другие.


   Единственная проблема — высокая цена самих микросхем и часто отсутствие их в продаже. Поэтому представляется вполне логичным покупка готового драйвера на радиорынке или интернет-магазинах. Самое удивительное — цена отдельно микросхемы будет выше, чем цена всего готового устройства! Например недавно заказал из китая несколько миниатюрных преобразователей для светодиодов всего по 2 доллара.


   Первый драйвер предназначен для работы со входным напряжением 2,4-4,5В и обеспечивает на выходе стабильный ток 1А при напряжении 3В. Такой драйвер идеально подходит для питания 5-ти ваттного светодиода от двух пальчиковых батареек или литий-ионного аккумулятора. Любой фонарь с обычной лампой накаливания за пол-часа переделывается в мощный LED фонарь с высочайшей яркостью.

   Второй драйвер расчитан на подключение на выход аналогичного светодиода, только входное напряжение варьируется в более широких преелах: 5-18В. Ниже приводятся вольт-амперные параметры драйвера при подключенном светодиоде потребляющим ток 1А.


   Как видно по фотографиям, питая драйвер от 5-ти вольт, ток составляет около 0,8А. А подавая на преобразователь максимальные 16 вольт, ток падает до 0,3А. Потребляемая от батареи мощность будет в обеих случаях одинакова. Поэтому данный драйвер можно рекомендовать для использования в автомобилях в светодиодной подсветке салона или тюнинга разноцветными LED элементами.

   Отдельной группой стоят мощные LED драйверы, специально предназначенные для питания мощных и сверхмощных светодиодов от сети, но об этом будет рассказано в следующих материалах.

   Форум по светодиодным драйверам

   Форум по обсуждению материала ДРАЙВЕР ДЛЯ СВЕТОДИОДОВ

Драйвер для светодиодов HV9910

ДРАЙВЕР ДЛЯ СВЕТОДИОДОВ HV9910

    Немного ниже будет статья с расчетами элементов для светодиодного драйвера на основе ШИМ контроллера HV9910, а пока немного информации для размышления и личные впечатления… Покупались данные драйвера ЗДЕСЬ.
    Драйвер весьма и весьма не плох, но имеет недостатки — рекомендованную довольно большую частоту и не возможность использовать его с транзисторами, у которых затворы имеют довольно большую запасенную энергию. При использовании IRF740 от Вишай Силиконикс драйвер сохраняет работоспособность до напряжения питания 100…130 вольт. При питании от сети управляющий вывод драйвера попросту отгорает, причем у меня даже убился светодиод на 100 Вт. Использование резистора в цепи затвора не помогло. Опыты по созданию самодельного драйвера на базе этой микросхемы пока отложены — транзисторов с легкими затворами у меня нет, да и в продаже они не частые гости.
    Из доступных остается не такой уж большой выбор:
    STD7NM50N — 550 V, 5 А, Qg 12nC, корпус TO-252. Есть такой же в корпусе ТО-220, именуется как STF7NM50N, но цена сильно завышена, видимо как раз из за популярности в светодиодных драйверах.
    Мелькает схема в котрой используется IRFL014, но тут следует обратить внимание на то, что это просто взрыв-пакет:

 

    Дело в том, что рисовальщик данной схемы ОЧЕНЬ грубо ошибся — это повышающий преобразователь и надпись возле входного напряжения 8-300 В является ГРУБЕЙШЕЙ ОШИБКОЙ. При подаче напряжения выше 40 вольт первым естественно разорвет транзистор, поскольку IRFL014 имеет максимальное напряжение 60 вольт, следом рванут электролиты питания — 10 мкФ на 25 В как то маловато. Данная схема будет прекрасно работать на напряжениях не выше 20 вольт и яркость светодиодов не будет изменятся до снижения напряжения питания до 8 вольт. Данный вариант удобно использовать для создания фонариков с аккумуляторами на 12 вольт.
    Самой правильной схемой является схема из даташита, поскольку использует даже некую пародию на компенсатор коэффициента мощности

 

    Так же выпускается, но найти в продаже демонстрационную плату не удалось. В ней используется HV9910 в корпусе с 16 ногами и данная плата обеспечивает ток 350 мА с напряжением от 10 до 40 вольт. Входное напржение от 90 до 265 вольт. Как раз именно в этой плате и используются транзисторы STD7NM50N.

    Принципиальная схема этого демонстрационного драйвера с регулировкой яркости приведена ниже:

 

    Разумеется, что далеко не всем захочется заморачиваться с пайкой, да еще SMD компонентов, поэтому перед статьей с подробным описание работы HV9910 дам ссылочку на уже готовые драйвера:
    ДРАЙВЕРЫ ДЛЯ СВЕТОДИОДОВ — отсортированы по количеству заказов.

   

УНИВЕРСАЛЬНАЯ ИМС ШИМ – КОНТРОЛЛЕРА HV9910
ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ДРАЙВЕРОВ СВЕРХЯРКИХ СВЕТОДИОДОВ

    Развитие источников света на полупроводниковых светодиодах привело к тому, что в настоящее время возникла потребность в устройствах — драйверах, обеспечивающих управление такими источниками освещения. И здесь, наряду с драйверами на дискретных компонентах начинают широко применяться драйверы, построенные на специализированных микросхемах [1]. Такие ИМС представляют собой, как правило, ШИМ-контроллеры, работающие как по «прямоходовому» алгоритму, так и по «обратноходовому» алгоритму.
   Преимущества применения специализированных ИМС в драйверах светодиодных источников освещения очевидны — малые габариты, простота настройки, высокая надёжность, низкая себестоимость. Тенденция такова, что многие известные зарубежные электронные компании налаживают серийный выпуск специализированных ИМС драйверов для светодиодных источников освещения.
   В этом отношении перспективной будет разработка отечественной ИМС ШИМ-контроллера для построения драйверов управления источниками освещения на сверхярких светодиодах.
   Многие производители электронной компонентной базы, среди которых в первую очередь следует отметить Infineon, NXP Semiconductors, STMicroelectronics, Linear Technology, International Rectifier, Texas Instruments предлагают широкую и разнообразную номенклатуру специализированных ИМС ШИМ-контроллеров для светодиодных источников освещения Наряду с ними менее известные фирмы, такие как Melexis и Supertex предлагают не менее интересные решения в части специализированных ИМС ШИМ- контроллеров. В этом отношении следует отметить ИМС ШИМ-контроллера HV9910 фирмы Supertex [2]. Данная ИМС интересна тем, что может работать как в режиме «прямоходового» преобразователя, так и в режиме «обратноходового» преобразователя. обеспечивает построение драйвера с минимальным числом навесных компонентов и может работать в диапазоне питающих напряжений от 8,0 В до 450 В (рис. 1).
   Драйверы, построенные на ИМС HV9910 или MLX10803 [3] существенно упрощают конструкцию и повышают надежность устройств управления светодиодными источниками света, а также обеспечивают их высокие технико-экономические показатели, что немаловажно в условиях жёсткой конкуренции на данном сегменте рынка. Таким образом, ИМС ШИМ-контроллера должна быть разработана так, чтобы обеспечивать построение схем драйверов светодиодов как в виде схемы без гальванической развязки (рис. 1), так и в виде схемы с гальванической развязкой светодиодов (рис. 2). В первом случае, в качестве управляющего элемента используется n-МОП транзистор, выполняющий функцию источника стабильного тока в цепи последовательно включенных светодиодов (рис. 1).

 

Рис.1 Типовая схема применения ИМС ШИМ-контроллера HV9910
в схеме без гальванической развязки светодиодов

    Таким образом, при разработке ИМС ШИМ-контроллера, для обеспечения нормальной работы в течение всего срока службы должны быть учтены и реализованы многие факторы, а именно: БиКМОП технология с процессом жёсткой высоковольтной изоляции элементов (rugged high voltage junction isolated process), обеспечивающая работу ИМС с напряжением питания до 450 В (целесообразно). Возможны и другие варианты: стандартные КМОП и биполярные технологии, обеспечивающие максимальные пробивные напряжения до 60 В. С точки зрения системотехники и схемотехники в ИМС ШИМ-контроллера должны быть предусмотрены функции, обеспечивающие высокий к. п.д. и cos  драйвера, а также функции защиты — защиту от электростатического потенциала, защиту от короткого замыкания нагрузки и т. п. Также необходимо обеспечить возможность программирования некоторых
функций, в частности функцию настройки внутреннего ШИМ-компаратора.

 

Рис.2 Типовая схема применения ИМС ШИМ-контроллера в схеме с гальванической развязкой светодиодов

    С учётом таких требований структурная схема ИМС ШИМ-контроллера для управления сверхяркими светодиодами представлена на рис. 3.
   Питающее напряжение поступает на внутренний стабилизатор напряжения, формирующий внутренне стабильное напряжение 7 В и которое поступает на выход VDD. От этого напряжения запитывается внутренний стабилизатор напряжения, формирующий рабочее напряжение логики.


Рис. 3. Структурная схема универсальной ИМС ШИМ-контроллера

    На ШИМ-компаратор, выполненный на двух дифференциальных каскадах DA1 и DA2, поступает управляющий сигнал SC (например, с датчика тока R6 – рис. 1), обеспечивающий управление скважностью выходного сигнала ШИМ-компаратора. Нижний порог работы ШИМ-компаратора задаётся напряжением 250 мВ, формируемым внутренним источником опорного напряжения. Верхний порог работы ШИМ-компаратора задаётся внешним напряжением по входу LD. С выхода ШИМ-компаратора импульсный сигнал с нормированной скважностью поступает на блок компенсации.
   Поступающий на этот же блок сигнал внутреннего генератора, позволяет исключить влияние помех и паразитных колебаний. С выхода блока компенсаций импульсный сигнал поступает на бистабильную RS-ячейку DD2.
   С её выхода Q через элемент 2И-НЕ DD3, сигнал через буферный каскад DD4 поступает на выход GATE для управления током мощного внешнего n-МОП транзистора. Логический элемент DD3 служит для того, чтобы через вход PWMD можно было использовать внешний ШИМ-сигнал.
   Данный вариант реализации ИМС ШИМ-контроллера позволяет эффективно управлять внешним n-МОП транзистором с частотой переключения до 300 кГц. При этом частота задаётся внешним резистором, подключаемым к выводу RT в соответствии со следующим соотношением:

fOSC(кГц) = 25000 / (RT(кОм) + 22).

    В варианте реализации драйвера без гальванической развязки светодиодов (рисунок 1), цепь последовательно включенных светодиодов управляется током, а не напряжением, что позволяет обеспечивать стабильную яркость свечения светодиодов и повышенную надёжность их работы. Величина индуктивности дросселя L1 может быть рассчитана при помощи соотношения.

L = (UCC × ULED) × TON / (0,3 × ILED)

    где UCC – напряжение питания ИМС, ULED – падение напряжения на цепи последовательно включенных светодиодах, ILED – ток светодиодов (номинальное значение – 350 мА), TON – время нахождения внешнего n-МОП транзистора в открытом состоянии и рассчитывается в соответствии с формулой:

TON = D / fOSC

    где fOSC – частота внутреннего генератора ИМС, D – коэффициент, равный отношению падения напряжения на цепи последовательно включенных светодиодах к напряжению питания ИМС:

D = ULED / UCC

    Подключаемый к выводу GATE внешний n-МОП транзистор должен иметь время переключения не более 25 нс при частоте работы ШИМ менее 100 кГц и не более 15 нс при частоте работы ШИМ более 100 кГц. Вход PWMD может служить как для управления защитой ИМС ШИМ- контроллера, так и для маскирования внутреннего ШИМ-сигнала внешним сигналом. При нулевом уровне сигнала на входе PWMD, на выходе GATE, будет также присутствовать сигнал нулевого уровня. При высоком уровне сигнала на входе PWMD, на выходе GATE ИМС установится сигнал, формируемый внутренним ШИМ-компаратором.
   Данная ИМС ШИМ-контроллера может быть изготовлена на базе отечественных технологий, таких как стандртная эпитаксиально-планарная технология, а также БиКМОП технология, имеющаяся в ОАО «Микрон». (Наверное мечты автора статьи).
    Данная ИМС ШИМ-контроллера может быть изготовлена в корпусе DIP- 8 или SOIC-8. Кроме применения в драйверах светодиодов, эта ИМС позволяет разрабатывать схемы импульсных источников питания и линейных стабилизаторов напряжения.

Сурайкин Александр Иванович, к. т.н., доцент кафедры микроэлектроники

   

    Разумеется, что 1 А для светодиодов может быть маловато, поэтому немного поразмышляв и покопавшись в своих загажниках был собран стабилизатор тока для мощных светодиодов, пичем мощность драйвера зависит только от габаритной мощности трансформатора и максимальных токов силовых ключей и может достигать 500-600 Вт. Принципиальная схема мощного драйвера для светодиодов приведена ниже:

 

    Использование трансформатора тока тут не совсем случайно — немного позже будет опробовано мощное зарядной устройство, работающее по такому же принципу. Здесь же просто отработка технологии и схемотехники. Данный драйвер показал весьма не плохие результаты, правда запас по напряжению я сделал слишком больши и пришлось немного повозится с дросселем расеивания.
    Если нужен не очень мощный драйвер, то можно отказаться от трансформатора тока, воспользовавшись обычным измерительным резистором, работающим на транзистор управления оптроном:

 

    Разумеется, что приведенной информации для сборки не достаточно, поэтому чтобы не повторяться и понять как изготовить оптрон и какие компоненты можно использовать можно посмотреть видео на эту тему:

Один из первых проектов, которые предпринимают начинающие дизайнеры или инженеры электроники, — это заставить светодиоды мигать. Выполнить эту задачу с помощью простого резистора для ограничения тока относительно просто. Многие люди тогда считают, что это стандартное решение для управления светодиодами. Для простых светодиодных индикаторов и освещения с низким энергопотреблением такое линейное управление светодиодами вполне нормально, но для многих приложений требуется другой подход.В этой статье я описываю несколько распространенных альтернативных стратегий и некоторые неортодоксальные методы, которые мы использовали в прошлом для схем светодиодных драйверов. Чтобы узнать, как спроектировать печатную плату для приложений с высокой мощностью, ознакомьтесь с нашей статьей по этой теме здесь.

Основные соображения

Главное соображение при принятии решения о том, как управлять светодиодами, — это допустимая потеря мощности. В устройствах с батарейным питанием такая потеря мощности означает сокращение срока службы батареи. В мощных светодиодах это означает выделение тепла.Прежде чем выбирать, как управлять светодиодами, имейте представление о том, сколько мощности ваша конструкция позволяет вам рассеивать. На этом основывается большинство решений.

Еще одно важное соображение — сколько разных светодиодов вы используете. Не только общее количество, но и сколько разных цветов / типов? Чем больше разнообразия, тем сложнее становится согласование прямых напряжений от одной жилы к другой. Понимание общего количества светодиодов также важно для определения управляющего напряжения для их последовательного включения.

Линейный привод от микроконтроллера

Рисунок 1. Самая упрощенная схема драйвера светодиода. Слаботочным светодиодом можно управлять напрямую с вывода микроконтроллера.

Линейная схема привода — это любая цепь, которая рассеивает всю избыточную мощность в виде тепла. Самым простым примером этого является схема светодиод-резистор, о которой говорилось ранее. Если ток, подаваемый на светодиод, минимален, то его обычно можно напрямую управлять выводом микроконтроллера, например Arduino, как показано на рисунке 1.Основным недостатком любой схемы линейного драйвера светодиода является рассеивание избыточной мощности. Также очень важно обеспечить достаточный запас по напряжению, позволяющий управлять светодиодами.

Рисунок 2: Линейно управляемая светодиодная схема. R1 требуется для рассеивания всей мощности от избыточного напряжения; Выбранный резистор должен обеспечивать безопасное рассеивание мощности.

Линейный привод от полевого МОП-транзистора

На рис. 2 показана схема драйвера светодиода, управляемая n-канальным МОП-транзистором нижнего плеча для включения / выключения светодиодов.2 * 4 = P = 1W . Рассеивание 1 Вт — это много для одного резистора, и для него требуется резистор для поверхностного монтажа размером 2512 или больше.

Еще одна возможность, которую мы с большим успехом использовали в схемах линейных светодиодов, — разделение токоограничивающих резисторов. Вместо использования одного резистора 4R, два резистора 2R будут использоваться последовательно, равномерно распределяя рассеиваемую мощность между ними, используя вместо этого резисторы 1210. Это также позволяет стратегически разместить резисторы на плате, равномерно распределяя тепло.На рисунке 6 показано, как разделение резисторов работает с разными светодиодами.

Линейный привод от источника / драйвера постоянного тока

Многие «встроенные» драйверы светодиодов подают постоянный ток на жилу светодиода. Эти драйверы предлагают гораздо больше удобства, чем схемы, управляемые резисторами. Однако важно отметить, что в этих драйверах по-прежнему используется линейная технология. Крайне важно понимать, сколько мощности будет рассеивать драйвер, и убедиться, что она находится в безопасном диапазоне.

Рис. 3. Линейный драйвер светодиода TI. Хотя эти драйверы добавляют много удобств, они не более эффективны, чем использование стандартной схемы светодиодного резистора.

На рисунке 3 показан пример линейного восьмипроводного драйвера светодиода. Драйвер управляет тремя нитями тех же светодиодов из предыдущей схемы. Температура ограничивает максимальную мощность, которую может рассеять драйвер. При максимальной температуре 100 ° C он может рассеивать около 1 ° C.Максимум 8 Вт. Чип также ограничен максимумом 70 мА на каждую жилу. Чтобы рассчитать мощность, рассеиваемую микросхемой при 70 мА, каждая нить: P = IV, P / 3 = 0,07 * (12-10), P = 0,42 Вт. 0,42 Вт находится в безопасном диапазоне для этого чипа, поэтому его можно использовать как есть. Если мощность была слишком высокой, можно установить резистор на каждую жилу. Если резистор имеет правильный размер, он будет рассеивать часть мощности, а остальное рассеивает микросхема. Этот трюк, показанный на рисунке 4, весьма полезен при несбалансированной длине прядей.

Рисунок 4. Линейный драйвер светодиода на основе TI. Микросхема контролирует 8 светодиодных жил, одна из которых намного короче остальных. Два резистора 100R уравновешивают эту жилу, рассеивая часть избыточного тепла.

Постоянный ток от переключаемого драйвера светодиодов

Импульсный светодиодный драйвер постоянного тока работает аналогично линейному драйверу, за исключением того, что он использует переключаемую топографию. Это переключение позволяет ему работать с КПД выше 80% -90%.Существенным недостатком переключения драйверов является их дороговизна. Наличие на борту какого-либо импульсного источника питания также создает нежелательный шум переключения.

Рисунок 5: Схема на базе AL8860 очень эффективно управляет тремя светодиодами.

На рисунке 5 показана схема импульсного драйвера светодиода на основе AL8860. Он питает одножильный светодиод от любого напряжения от 5 до 40 В. В зависимости от подаваемого напряжения и напряжения светодиодов эта микросхема может обеспечивать до 97% эффективности при токе около 1 А.В идеальных условиях вы можете управлять цепочкой светодиодов с током 1 А, рассеивая при этом менее одной десятой ватта от микросхемы! Это существенное отличие от предыдущих примеров с использованием линейной технологии. Существуют также повышающие-понижающие драйверы, которые принимают 5 В (например) в качестве входа и могут управлять цепями светодиодов до 20 В. Они, как правило, не так эффективны, как раскрывающийся регулятор, но это все же вариант, который следует рассмотреть.

Пример схемы драйвера светодиодов в реальном мире

Мы с большим успехом использовали необычный метод управления светодиодами.Он сочетает в себе линейный привод и импульсный привод, предлагая преимущества обоих. Это особенно полезно при большом количестве светодиодов разных цветов.

Например, скажем, у нас есть 100 светодиодов для управления по 1 А каждый, с 5 разными цветами. Входное питание — 24 В постоянного тока, цвета регулируются отдельно. Нам нужно запустить 28 красных (прямое напряжение = 2,1 В), 20 желтых (Vf = 2,5 В), 10 желтых (Vf = 2,8 В), 22 зеленых (Vf = 2,5 В) и 20 белых (Vf = 4 В). Да, это крайний пример — как по требуемой мощности, так и по количеству светодиодов — но недавно мы разработали плату, похожую на эту!

Вот и много драйверов!

При управлении светодиодами с током 1А очевидным первым выбором для их управления является использование схемы импульсного драйвера светодиода.Проблема, возникающая при таком подходе, заключается в том, что при такой высокой мощности переключающие драйверы смогут управлять только одной цепью каждый. Это означает, что нам потребуется много драйверов на этой плате. Чем больше на плате переключающих драйверов, тем больше шума при переключении. Разделив нити, мы получим:

  1. 11 КРАСНЫЙ, 23,1 В
  2. 11 КРАСНЫЙ, 23,1 В
  3. 6 КРАСНЫЙ, 12,6 В
  4. 9 ЯНТАРНЫЙ, 22,5 В
  5. 9 ЯНТАРНЫЙ, 22,5 В
  6. 2 ЯНТАРНЫЙ, 5 В
  7. 8 ЖЕЛТАЯ, 22.4V
  8. 2 ЖЕЛТЫЙ, 5,6 В
  9. 8 ЗЕЛЕНЫЙ, 22,5 В
  10. 8 ЗЕЛЕНЫЙ, 22,5 В
  11. 6 ЗЕЛЕНЫЙ, 15 В
  12. 5 БЕЛЫЙ, 20 В
  13. 5 БЕЛЫЙ, 20V
  14. 5 БЕЛЫЙ, 204 5
  15. , 20V

Мысль о наличии 15 различных светодиодных драйверов с переключателем на одной печатной плате наверняка вызовет кошмары у любого, кто сталкивается с EMC! Хотя управлять ими в таком виде вполне возможно, для этого потребуется обширная фильтрация, гарантирующая отсутствие связи шума переключения на шинах питания.Для этого проекта большой радиатор будет на задней стороне платы. Хотя мы хотели ограничить выделяемое тепло, у нас была некоторая гибкость в нашем дизайне. Я лучше буду заниматься жарой, чем 15 переключателями!

Линейное подключение всех жил от 24 В потребует огромного рассеивания мощности, больше, чем было бы возможно, особенно на коротких цепях. Например, нить номер 6: P = IV = 1A * (24V-5V) = 19W. Удачи вам в поиске стандартного резистора или линейного драйвера для рассеивания 19 Вт мощности!

Альтернативное решение

Мы решили сначала подключить длинные жилы напрямую от шины 24 В с помощью линейного привода с резисторами.Все цепи 1, 2, 4, 5, 7, 9, 10, 12, 13, 14 и 15 питаются от 24 В. Белые нити рассеивают больше всего мощности: P = IV = (24-20) * 1 = P = 4W . При использовании резисторов размером 2010 г., каждый из которых может рассеивать 2 Вт (3502, серия CGS), на каждую жилу используются 3 резистора 1,3R, при этом каждый резистор рассеивает около 1,3 Вт. Одна из этих жил показана ниже на рисунке 6.

Рисунок 6. Схема светодиодов с линейным возбуждением, использующая шину 24 В.

Нити 3, 6, 8 и 11 оставлены и слишком короткие для прямого подключения от 24 В.Что мы сделали, так это использовали два переключающих понижающих регулятора, чтобы понизить шину 24 В до шины 6 и 16 В. Шина 16 В напрямую управляет проводами 3 и 11, тогда как шина 6 В управляет 6 и 8.

Рисунок 7. Импульсный регулятор напряжения понижает напряжение до 6 В. Обратите внимание на фильтр CLC на входной стороне, а также на большую выходную емкость. Это предотвращает сопряжение шума переключения с другими регуляторами.

На рис. 7 показана схема импульсного регулятора, понижающего напряжение шины 24 В до 6 В.Эта шина 6 В затем управляет светодиодами точно так же, как шина 24 В. Использование этой комбинации позволяет управлять широким спектром светодиодов с переменным прямым напряжением, сводя к минимуму количество переключаемых регуляторов на плате. Хотя схемы драйвера светодиода рассеивают значительную часть энергии, наше приложение это позволяет.

Заключение

Невозможно иметь универсальный подход к проектированию схем. То же самое и при управлении светодиодами.В этой статье описаны несколько методов, которые можно использовать для управления светодиодами в зависимости от параметров схемы. Если требуется высокая эффективность — как с точки зрения времени автономной работы, так и с точки зрения рассеивания тепла, — очевидным выбором будет импульсный светодиодный драйвер постоянного тока. Если простота является ключевой, то подход с линейным приводом может быть хорошим вариантом, используя резисторы или специальный драйвер светодиода. Компания MicroType Engineering имеет многолетний опыт работы со сложными светодиодными приложениями. Свяжитесь с нами, чтобы узнать, как мы можем помочь с вашим следующим дизайном!

Категория:
Схемотехника

Схема подключения светодиодного драйвера 230 В, работа и применение

В этом проекте мы разработали простую схему светодиодного драйвера 230 В, которая может управлять светодиодами непосредственно от сети.

Светодиод — это особый тип диода, используемый в качестве оптоэлектронного устройства. Как и диод с PN-переходом, он проводит при прямом смещении. Однако особенностью этого устройства является его способность излучать энергию в видимой полосе электромагнитного спектра, то есть в видимом свете.

Основная задача управления светодиодом — обеспечение почти постоянного тока на входе. Часто светодиод приводится в действие батареями или устройствами управления, такими как микроконтроллеры. Однако у них есть свои недостатки, например, низкое время автономной работы и т. Д.

Возможный подход — управлять светодиодом от источника переменного тока в постоянный. Хотя источник питания переменного тока в постоянный с использованием трансформатора довольно популярен и широко используется для таких приложений, как управление нагрузками, такими как светодиоды, он оказывается довольно дорогостоящим, и, кроме того, невозможно создать слаботочный сигнал с помощью трансформатора.

Принимая во внимание все факторы, мы разработали простую схему, управляющую светодиодом от 230 В переменного тока. Это достигается с помощью источника питания на основе конденсатора. Это недорогая и эффективная схема, которую можно использовать дома.

Связанный пост: Схема биполярного драйвера светодиода

Принцип схемы светодиодного драйвера 230 В

В основе схемы драйвера светодиода 230 В лежит бестрансформаторный источник питания. Основным компонентом является конденсатор переменного тока класса X, который может снизить ток питания до подходящей величины. Эти конденсаторы подключаются между линиями и предназначены для цепей переменного тока высокого напряжения.

Конденсатор с номиналом X уменьшает только ток, а переменное напряжение может выпрямляться и регулироваться в последующих частях схемы.Переменный ток высокого и низкого напряжения преобразуется в постоянный высокий напряжение с помощью мостового выпрямителя. Этот постоянный ток высокого напряжения дополнительно выпрямляется с помощью стабилитрона до постоянного низкого напряжения.

Наконец, на светодиод подается постоянный ток низкого напряжения и низкого тока.

Схема светодиодного драйвера

230 В

Необходимые компоненты

  • Конденсатор из полиэфирной пленки 2,2 мкФ (225 Дж — 400 В)
  • Резистор 390 кОм (1/4 Вт)
  • Резистор 10 Ом (1/4 Вт)
  • Мостовой выпрямитель (W10M)
  • Резистор 22 кОм (5 Вт)
  • 4.Поляризованный конденсатор 7 мкФ / 400 В
  • Резистор 10 кОм (1/4 Вт)
  • Стабилитрон 4,7 В (1N4732A) (1/4 Вт)
  • Поляризованный конденсатор 47 мкФ / 25 В
  • 5 мм светодиод (красный — рассеянный)

Как спроектировать схему драйвера светодиода 230 В?

Во-первых, конденсатор 2,2 мкФ / 400 В с номиналом X подключается к сети питания. Важно выбрать конденсатор с номинальным напряжением больше, чем напряжение питания. В нашем случае напряжение питания 230В переменного тока. Следовательно, мы использовали конденсатор на 400 В.

Резистор 390 кОм подключен параллельно этому конденсатору для его разряда при отключении питания. Между источником питания и мостовым выпрямителем включен резистор 10 Ом, который действует как предохранитель.

Следующая часть схемы — двухполупериодный мостовой выпрямитель. Мы использовали однокристальный выпрямитель W10M. Он способен выдерживать токи до 1,5 Ампера. Выход мостового выпрямителя фильтруется с помощью конденсатора 4,7 мкФ / 400 В.

Для регулирования выхода постоянного тока мостового выпрямителя мы используем стабилитрон.Для этого используется стабилитрон на 4,7 В (1N4732A). Перед стабилитроном мы подключили последовательный резистор 22 кОм (5 Вт) для ограничения тока.

Стабилизированный постоянный ток подается на светодиод после его фильтрации с помощью конденсатора 47 мкФ / 25 В.

Как работает схема драйвера светодиода 230 В?

В этом проекте построена простая схема драйвера светодиода 230 В без трансформатора. Основными компонентами этого проекта являются конденсатор с номиналом X, стабилитрон и резистор, ограничивающий ток в стабилитроне.Давайте посмотрим, как работает этот проект.

Во-первых, конденсатор 2,2 мкФ с номинальным X-номиналом (225 Дж — 400 В) ограничивает переменный ток от сети. Чтобы рассчитать этот ток, вы должны использовать емкостное сопротивление конденсатора X-рейтинга.

Формула для расчета емкостного реактивного сопротивления приведена ниже.

Итак, для конденсатора 2,2 мкФ X C можно рассчитать следующим образом.

Итак, по закону Ома ток, который допускает конденсатор, определяется выражением I = V / R.

Следовательно, ток через конденсатор = 230 / 1447,59 = 0,158 Ампер = 158 мА.

Это полный ток, который поступает на мостовой выпрямитель. Теперь выходной сигнал мостового выпрямителя фильтруется с помощью конденсатора. Важно выбрать соответствующее номинальное напряжение для этого конденсатора.

Вход для мостового выпрямителя — 230 В переменного тока, что является среднеквадратичным напряжением. Но максимальное напряжение на входе мостового выпрямителя составляет

.

В МАКС = В СКЗ x √2 = 230 x 1.414 = 325,26 В.

Следовательно, вам необходимо использовать конденсатор фильтра с номинальным напряжением 400 В. Выпрямленное напряжение постоянного тока составляет около 305 В. Это должно быть уменьшено до используемого диапазона для включения светодиода. Следовательно, в проекте используется стабилитрон.

Для этого используется стабилитрон 4,7 В. С стабилитроном, который действует как регулятор, связаны три важных фактора: последовательный резистор, номинальная мощность этого резистора и номинальная мощность стабилитрона.

Во-первых, последовательный резистор.Этот резистор ограничивает ток, протекающий через стабилитрон. Следующая формула может использоваться при выборе последовательного резистора.

Здесь V IN — это входное напряжение стабилитрона, равное 305 В.

В Z — это напряжение стабилитрона (которое совпадает с напряжением нагрузки V L ) = 4,7 В.

I L — ток нагрузки, т.е. ток через светодиод, он равен 5 мА.

I Z — ток через стабилитрон = 10 мА.

Следовательно, значение последовательного резистора R S можно рассчитать следующим образом.

Теперь номинальная мощность этого резистора. Номинальная мощность последовательного резистора очень важна, так как она определяет количество мощности, которое резистор может рассеять. Чтобы рассчитать номинальную мощность последовательного резистора R S , вы можете использовать следующую формулу.

Наконец, номинальная мощность стабилитрона. Вы можете использовать следующую формулу для расчета номинальной мощности стабилитрона.

Основываясь на приведенных выше расчетах, мы выбрали последовательный резистор с сопротивлением 22 кОм с номиналом 5 Вт и стабилитрон 4,7 В с номиналом 1 Вт (на самом деле, стабилитрона на четверть ватта будет достаточно).

На светодиод подается выпрямленное стабилизированное напряжение с ограниченным током.

Преимущества

  • С помощью этой схемы драйвера светодиода 230 В мы можем управлять светодиодами напрямую от основного источника питания.
  • Этот проект основан на блоке питания без трансформатора.Следовательно, окончательная сборка не будет большой.
Применение схемы драйвера светодиода 230 В
  1. Эта схема может использоваться для домашних систем освещения.
  2. Может использоваться как индикаторная цепь.
  3. Эту цепь можно зафиксировать с помощью дверного звонка для индикации.
Ограничения цепи драйвера светодиода 230 В
  1. Поскольку здесь напрямую используется источник переменного тока 230 В, эта цепь может быть опасной.
  2. Эта схема лучше всего подходит для бытовых применений с однофазным питанием.Это связано с тем, что в случае трехфазного питания, если какая-либо из фаз случайно касается входной клеммы, это может оказаться довольно опасным.
  3. Конденсатор может вызывать скачки напряжения при колебаниях напряжения в сети.

ИС драйвера светодиодов | Analog Devices

9045 Boost, драйвер для светодиодов 9045 9045 3 # 9046 172 $ 3,96 9045 9045 9045 9045 9045 905 905 Бак, драйвер светодиода 904 454 45 45 1 45 45 904 9045 9045 9045 Бак, драйвер светодиода 350 904 Светодиодный драйвер 1 4 9154 1
1 LT3966 4 3 60 1,6 Boost, Buck, Buck-Boost, светодиодный драйвер 4 x 16 52 $ 3,95 $ 90UJ
2 LT3950 1 3 60 1.5 Boost, Buck, Buck-Boost, LED Driver, Sepic До 60 В 60 $ 1,95 (LT3950EMSE # PBF)
3 LT3967 8 45 8 45 — Матричный светодиодный диммер 8+ 60 3,93 долл. США (LT3967EFE # PBF)
4 LT8393 1 4 60 20, 25+ 100 3 доллара.90 (LT8393EUFDM # PBF)
5 LT3942 1 3 36 2,5 Buck-Boost До 36V 36 6 LT3952A 1 3 42 4,5 Boost, Buck, Buck-Boost, светодиодный драйвер До 60 В 60 $ 2,95 (LT3952AEFE # PB4F7 LT3762 1 2.5 38,5 10 Boost, светодиодный драйвер До 60 В 60 $ 2,71 (LT3762EUFD # PBF)
8 LTM8005 9045 9045 9045 9045 9045 9045 9045 Boost, светодиодный драйвер До 38 В 38 $ 9,95 (LTM8005EY # PBF)
9 LT8391A 1 4 60 Светодиодный драйвер Boost 25+ 60 3 доллара.23 (LT8391AEUFD # PBF)
10 LT3964 2 4 36 1,8 Бак, драйвер светодиода 2 x 10+ 5 9045 35,64 9045
11 LT3932 1 3,6 36 3 Бак, драйвер светодиода 10 36 $ 2,71 (LT3932EUFD # PB468 1 2.8 36 2,3 Boost, Buck, Buck-Boost До 34 В 40 2,71 долл. США (LT3922EUFD-1 # PBF)
13
13 LT39422 904 36 2.3 Boost, Buck, Buck-Boost До 34 В 40 $ 2,71 (LT3922EUFD # PBF)
14 LT8391 9045 9045 9045 9045 9045 9045 9045 9045 Buck-Boost, светодиодный драйвер 25+ 60 3 доллара США.23 (LT8391EUFD # PBF)
15 LT3761A 1 4,5 60 25 Boost, Buck, Buck-Boost, светодиодный драйвер, Sepic 907+ (LT3761AEMSE # PBF)
16 LT3965 8 8 60 330 м Матричный светодиодный диммер 8+ 60EF LT3909 2 2.9 40 1,1 Boost, светодиодный драйвер 2 x 10 36 2,50 доллара (LT3909EDD # PBF)
18 LT3761 1 Boost, Buck, Buck-Boost, светодиодный драйвер, Sepic 25+ 100 3,20 долл. США (LT3761EMSE # PBF)
19 LT3744 1 3,3 404 До 36 В 36 $ 3.95 (LT3744EUHE # PBF)
20 ADP8140 4 3 30 Драйвер светодиода раковины тока 4 x AD-8 3,15 2,140 4 x AD-8 3,15 2,140 907 $ 90
21 LT8613 1 3,4 42 9,7 Buck До 42 В 41,58 $ 5,20 (LT8613EUDE # PB904 9044 9044 9044 904 904 904 904 904 4.5 110 25 Boost, Buck, Buck-Boost, светодиодный драйвер, Sepic 25+ 110 $ 3,45 (LT3795EFE # PBF)
23 60 4,2 Boost, Buck, Buck-Boost, LED Driver, Sepic 25+ 80 3,75 долл. США (LT3955EUHE # PBF)
24 9045 9045 1 454 9045 9045 1 454 9045 40 6.3 Boost, Buck, Buck-Boost, драйвер светодиодов, Sepic 10 40 $ 3,60 (LT3954EUHE # PBF)
25 LT3797 3 2,5 2 2,5 Boost, Buck, Buck-Boost, LED Driver, Sepic 25+ 100 4,95 долл. США (LT3797ELXE # PBF)
26 LT3763 1 6 604 1 6 604 25+ 55 2 доллара США.28 (LT3763EFE # PBF)
27 ADP1660 2 2,7 5 Светодиодный драйвер вспышки 2 (параллельно) 5 P 5 $ 0,9
28 LT8611 1 3,4 42 4,8 Бак До 42 В 40 3,80 долл. 6 55 Бак, драйвер светодиода 16 x 10 36 $ 4.95 (LT3745EUJ-1 # PBF)
30 ADP1649 1 2,7 5 Светодиодный драйвер вспышки 1 5,3 $ 9044 31 LT3796 1 6 100 25 Boost, Buck, Buck-Boost, светодиодный драйвер, Sepic 25+ 100 $ 3,45 (LT379690EFE # 91 PBF 32 LT3791 1 4.7 60 25 Buck-Boost, светодиодный драйвер 100 Вт + 60 4,75 долл. Buck, драйвер светодиода 16 x 10 36 4,95 долл. США (LT3745EUJ # PBF)
34 LT8500 48 3 5,5 — 9045 — P 90WM — 9045 — 2 доллара.95 (LT8500ETJ # PBF)
35 ADP8866 9 2,5 5,5 Зарядный насос 9 (параллельно) 5,5 88 $ 0 36 LTC3799-1 1 Обратный ход, драйвер светодиода Автономный режим от 4 Вт до 100 Вт + светодиодное приложение $ 2,25 (LT3712FMSE-1 37 ADP8870 7 2.5 5,5 Нагнетательный насос 7 (параллельно) 5,5 0,99 долл. США (ADP8870ACBZ-R7)
38 LTM8042-1 50 3 Boost, Buck, LED Driver 10 32 8,76 долл. США (LTM8042EV-1 # PBF)
39 LTM8042 1 3 970 9045 1 970 904 904 Светодиодный драйвер 10 32 $ 8.76 (LTM8042EV # PBF)
40 LTC3675 7 2,7 5,5 2,8 Бак, драйвер светодиода 10 5,5 904FF3 3 41 LT3596 3 6 60 1 Бак, драйвер светодиода 3 x 10 60 $ 3,65 (LT3596EUHG # PBF) ADD 2.5 5,5 Boost, драйвер светодиодов 7 (параллельно) 5,5 $ 0,99 (ADP8863ACBZ-R7)
43 ADP8861 9045 9045 5,5–9045 Boost, светодиодный драйвер 7 (параллельный) 5,5 0,99 долл. США (ADP8861ACBZ-R7)
44 ADP1650 1 2,7 8- 8- 5.3 0,95 долл. США (ADP1650ACBZ-R7)
45 LT3799 1 Обратный ход светодиодного индикатора + 904 904 2,2 LT3799EMSE # PBF)
46 LT3746 32 6 55 Бак, светодиодный драйвер 32 x 3 13 45 PBE 9044 (LT3714) 47 LT3741 1 6 36 25 Бак, светодиодный драйвер 10 34 $ 3.95 (LT3741EUF # PBF)
48 LT3597 3 6 60 510m Бак, драйвер светодиода 3 x 10 57
49 LT3760 8 6 40 500 м Boost, светодиодный драйвер 8 x 10 45 4,25 долл. США (LT3760EFE # PBF) $ 4,25 (LT3760EFE # PBF) 6 36 20 Бак, драйвер светодиода 10 30 $ 4.80 (LT3743EUFD # PBF)

Как выбрать микросхему драйвера светодиода?

LED зарекомендовал себя в области подсветки портативных устройств. Даже в области подсветки для ЖК-панели большого размера он начал бросать вызов распространенному CCFL. В освещении светодиоды особенно популярны на рынке из-за таких ярко выраженных характеристик, как энергоэффективность, экологичность, длительный срок службы и низкие эксплуатационные расходы. Схема драйвера является важной и неотъемлемой частью светодиода.Будь то освещение, подсветка или панель дисплея, выбор технической архитектуры схемы драйвера должен соответствовать конкретным приложениям.

Механизм светодиодного освещения работает следующим образом: когда прямое напряжение прикладывается к обоим концам, неосновная и основная несущая в полупроводнике рекомбинируют, чтобы высвободить избыточную энергию, испуская фотоны. Основные функции схемы управления светодиодами заключаются в передаче переменного напряжения в постоянный источник питания и согласовании напряжения и тока в соответствии с требованиями светодиодных устройств.Помимо требований безопасности, схема драйвера светодиода должна также включать две другие основные функции:

Во-первых, постоянный ток должен поддерживаться как можно дольше, таким образом, изменение выходного тока может поддерживаться в диапазоне ± 10, особенно когда смена источника питания выходит за пределы диапазона ± 15. Вот причины использования драйвера постоянного тока при использовании светодиода в качестве монитора, других осветительных устройств или подсветки:

1. Чтобы ток привода не превышал максимальный уровень и не влиял на его надежность.

2. Для удовлетворения ожидаемых требований к яркости и обеспечения однородности цвета и яркости каждого светодиода.

Во-вторых, схема драйвера должна поддерживать низкое энергопотребление, чтобы эффективность светодиодной системы могла оставаться на высоком уровне.

PWM (Pulse Width Modification) — это традиционная технология регулировки света, которая использует простые цифровые импульсы для включения и выключения светодиодного драйвера время от времени. Системе требуется только подавать широкие и узкие цифровые импульсы, чтобы легко изменять выход для регулировки яркости светодиода.Преимущество заключается в том, что эта технология может обеспечить высококачественный белый свет с высокой эффективностью за счет простоты применения. Но есть фатальный недостаток: он подвержен EMI (электромагнитным помехам), иногда даже издает слышимые шумы.

Повышение напряжения — важная задача схемы драйвера светодиода, разделенная на два различных топологических режима, а именно повышение напряжения через индуктивность и повышение заряда. Поскольку светодиод управляется током, а катушка индуктивности наиболее эффективна в момент передачи тока, наибольшая сила повышения напряжения через катушку индуктивности заключается в высокой эффективности, которая может достигать 90% при правильной конструкции.Однако не менее примечательна его слабость, то есть сильные электромагнитные помехи, которые предъявляют высокие требования к системам телекоммуникационных продуктов, таких как мобильные телефоны. С появлением зарядных насосов большинство мобильных телефонов не увеличивают напряжение через индуктор. Конечно, эффективность повышения напряжения с помощью зарядного насоса ниже, чем в противном случае.

Независимо от того, применяется ли освещение или задняя подсветка, разработчик продукта должен столкнуться с проблемой повышения эффективности передачи драйверов.Повышение эффективности передачи не только выгодно для портативных устройств, так как увеличивает время ожидания, но также является важным средством решения проблемы рассеивания тепла светодиодами. В освещении использование светодиода высокой мощности также подчеркивает проблему повышения эффективности передачи.

Светодиод нуждается в компонентах, стабилизирующих ток и напряжение, которые должны иметь высокое разделенное напряжение и низкое энергопотребление, в противном случае высокоэффективный светодиод снизит общую эффективность системы из-за высокого рабочего потребления, что противоречит принципу энергосбережения и высокого энергопотребления. эффективность.Следовательно, основная схема ограничения тока должна использовать высокоэффективные схемы, такие как емкость, катушка индуктивности или схема переключения с источником питания, поскольку можно обеспечить высокий КПД светодиодной системы вместо резистора или схемы последовательной стабилизации напряжения. Схема последовательной постоянной выходной мощности может поддерживать постоянную светоотдачу светодиода в широком диапазоне источников питания, но обычные микросхемы IC будут терять некоторую эффективность. Использование схемы переключения с источником питания может гарантировать постоянную выходную мощность с высокой эффективностью передачи при резких колебаниях напряжения источника питания.

В настоящее время светодиоды с их светоотдачей далеко не заменяют трехполосные люминесцентные лампы, однако светодиодные фонари могут эффективно работать при безопасном сверхнизком напряжении (SELV), например, подводное освещение в плавательных бассейнах или детских бассейнах, горные лампы. Кроме того, у светодиодов есть уникальные преимущества в прямом использовании зеленой энергии, такой как солнечная энергия, энергия ветра или аварийное освещение. В частности, при регулировке света светодиоды не только обеспечивают регулировку от нуля до ста процентов, но также поддерживают высокую эффективность в течение всего процесса регулировки, не ухудшая долговечность, что является сложной задачей для газоразрядных ламп.

Двухступенчатая схема драйвера светодиода | Plexim

Эта демонстрационная модель PLECS демонстрирует конструкцию двухступенчатой ​​схемы драйвера светодиода, состоящей из повышающего PFC для преобразования переменного / постоянного тока, за которым следует обратный преобразователь для преобразования постоянного / постоянного тока.

Для драйверов светодиодов в системах общего освещения индуцированные гармоники сетевого тока должны соответствовать стандарту IEEE Std 519-2014. Как правило, эти требования трудно удовлетворить без методов коррекции коэффициента мощности (PFC). В двухкаскадной схеме драйвера светодиода, разработанной в этой модели, первый каскад обеспечивает коэффициент мощности, близкий к единице, и низкий общий коэффициент гармонических искажений (THD), в то время как второй каскад DC / DC используется для обеспечения точного регулирования выхода.Преобразователь Boost PFC пытается потреблять ток, который всегда находится в фазе и имеет ту же основную частоту, что и линейное напряжение, при поддержании постоянного напряжения на шине постоянного тока на своем выходе.

Нагрузка светодиода представлена ​​нелинейной кривой V-I, полученной из кривой характеристики прямого тока (прямое напряжение в зависимости от прямого тока). Для светодиодов, рассматриваемых в этой модели, типичное прямое напряжение составляет 3,2 В, а типичный прямой ток — 350 мА; десять из этих светодиодов соединены последовательно, образуя «световой двигатель».

Контроль

Для двухступенчатого драйвера светодиода требуются два независимо управляемых переключателя питания и две схемы управления для преобразования переменного / постоянного и постоянного / постоянного тока.

Контроллер переменного / постоянного тока состоит из внутреннего токового контура, который работает быстрее, чем внешний контур напряжения. Компенсатор напряжения регулирует выходное напряжение постоянного тока, сравнивая измеренный выходной сигнал постоянного тока с опорным. Выходной сигнал контура напряжения пропорционален мощности, передаваемой преобразователем PFC.Затем этот выходной сигнал умножается на выпрямленное входное напряжение и значение, обратное квадрату среднеквадратичного входного напряжения, реализуя быстрое управление с прямой связью. Это модулирует выходной сигнал регулятора напряжения таким образом, чтобы входной ток PFC и входное напряжение PFC имели одну и ту же фазу. Полученный продукт сравнивается с измеренным входным выпрямленным током PFC. Эта ошибка является входом в текущий цикл. Контроллер тока генерирует команду коэффициента заполнения PFC таким образом, чтобы входной ток PFC отслеживал эталонный ток.

Контроллер DC / DC используется для регулирования напряжения. Сигнал ошибки, полученный путем сравнения измеренного выходного напряжения (постоянного тока) с заданным значением напряжения, передается контроллеру для компенсации напряжения. Полученное значение передается в модулятор для генерации ШИМ.

Контроллеры в обоих этих случаях были настроены аналитически с использованием метода К-фактора, основанного на соответствующих передаточных функциях объекта преобразователей. Метод K-фактора — это метод формирования контура, при котором контроллер может быть спроектирован точно для заданного запаса по фазе и частоты кроссовера.

Попробовать

Эта модель доступна в библиотеке демо-моделей PLECS, представленной в обеих версиях PLECS.

Схема драйвера светодиодов 230 В переменного тока для питания светодиодов мощностью 2,5 Вт

Схема драйвера светодиодов переменного тока

слишком популярна из-за развития сильноточных белых светодиодов. Ранее мы уже делали схему бестрансформаторного драйвера светодиода, но в этой схеме мы использовали специальную микросхему драйвера светодиода, такую ​​как LNK304, для генерации 13,6 В 150 мА выходного тока для питания светодиодов. Но в этом руководстве мы не будем использовать какие-либо специальные драйверы IC, а сделаем 2.Схема драйвера светодиода переменного тока мощностью 5 Вт с использованием основных компонентов.

Мы сделаем схему на перфорированной плате, так как для мощных светодиодов требуется радиатор (медная область печатной платы). Мощность схемы, разработанной здесь, ограничена 2,5 Вт, но мощность может быть увеличена, однако всегда рекомендуется использовать соответствующую схему драйвера для операций, связанных с драйвером светодиодов. На то есть множество причин.

Специальная конструкция драйвера светодиодов обеспечивает точный постоянный ток, а также устраняет проблемы мерцания светодиодов, которые являются важным параметром для правильных драйверов светодиодов.Однако традиционные светодиодные фонари или светодиодные лампы, доступные на индийских рынках, должны быть энергоэффективными. Это еще одна причина использовать правильную схему драйвера светодиода для накопления всего вышеперечисленного. Схема, которая будет продемонстрирована, предназначена только для недорогой светодиодной лампы переменного тока с выходной мощностью 2,5 Вт. Если вы планируете использовать ее в продукте, потребуется внести некоторые изменения.

Предупреждение: Схема требует работы с сетевым напряжением 230 В, не пытайтесь это сделать без предварительного опыта или профессионального надзора.Сетевое напряжение может быть смертельным при неправильном обращении. Вы были предупреждены!

Ведомость материалов
  1. 4x1N4007
  2. Резистор 100R — номинальная мощность 0,5 Вт
  3. Резистор 2 мегабайта — номинальная мощность 0,5 Вт
  4. 5xSMD LED 0,5 Вт (Vf — 3,2 В с током передачи 150-180 мА)
  5. Полиэфирный пленочный конденсатор, 2,2 мкФ, 400 В.
  6. Электролитический конденсатор, 1000 мкФ, 35 В с номиналом 105 градусов
  7. Perf Board для пайки

Схема светодиодного драйвера 230 В переменного тока

На изображении ниже показана полная принципиальная схема светодиодного драйвера переменного тока в постоянный. Как видите, это очень простая схема с минимальным количеством необходимых компонентов. Присмотревшись, вы также можете заметить, что схема очень похожа на бестрансформаторный блок питания, который мы построили ранее.

Прежде чем описывать работу схемы, важно знать, насколько она удобна. Эта цепь очень опасна и должна быть полностью закрыта. В этой бестрансформаторной схеме не используется изоляция , и существует опасность поражения электрическим током, поэтому ее нельзя использовать в каких-либо других приложениях, где требуется взаимодействие с пользователем.Тем не менее, лучший способ — использовать его в приложениях, связанных со светодиодным освещением, потому что пользователи не смогут прикоснуться к какой-либо части цепи.

Светодиоды, показанные выше, представляют собой светодиоды холодного белого цвета мощностью 0,5 Вт со световым потоком 57 лм. Прямое напряжение составляет от 3,2 В до 3,6 В при прямом токе от 120 до 150 мА. Комплект светодиодов составляет 5730. Таким образом, 5 светодиодов в серии будут давать выходную мощность 2,5 Вт, и 285 люмен света .

5 светодиодов соединены последовательно. Таким образом, необходимое напряжение на полосе из 5 светодиодов будет 3,4 В x 5 = 17 В . Поскольку светодиоды соединены последовательно, через цепь будет протекать такое же количество тока, которое составляет 130–150 мА.

Диодный мост, состоящий из 4 выпрямительных диодов 1N4007, используется для преобразования входного переменного тока в выходной постоянный ток, а электролитический конденсатор емкостью 1000 мкФ будет обеспечивать плавный постоянный ток на выходе.

С другой стороны, 100R 0.Резистор 5 Вт используется для ограничения тока в цепи. В этой схеме основными важными компонентами являются пленочный конденсатор из полиэфирной пленки с номиналом 1 мкФ 400 В и резистор 2 Мегабайт 0,5 Вт. Этот резистор и конденсатор подключены параллельно друг другу, и оба подключены последовательно с диодным мостом 1N4007.

Конденсатор используется для падения переменного напряжения. Поскольку переменный ток, имеющий частоту, при подключении к конденсатору будет падать напряжение через свое реактивное сопротивление.Для расчета силы тока можно использовать формулу

I = V / X 

, где X — реактивное сопротивление конденсатора.

Реактивное сопротивление конденсатора можно измерить по формуле —

X = 1/2 x pi x f x C 

где f — частота переменного тока, а C — емкость. Если указать значение, так как конденсатор имеет значение 2,2 мкФ, f — это частота 50 Гц.

Реактивное сопротивление конденсатора в сети 230 В переменного тока составляет

.
= 1/2 х 3.14 x 50 x 0,0000022 = 1448 Ом 

Таким образом, выходной ток будет:

I = 230/1448 = 159 мА тока 

Следовательно, можно увеличить емкость или добавить несколько конденсаторов параллельно для увеличения выходного тока.

Создание и тестирование цепи драйвера светодиодов переменного тока

Схема впаяна в перфорированную плату и припаяна должным образом, чтобы обеспечить соответствующие опоры для радиатора.

Мы подключили цепь к VARIAC и увеличили входное напряжение до 230VAC.Схема начала выдавать выходной сигнал от 80 В переменного тока, светодиоды вы можете увидеть на изображении ниже.

Полную работу проекта можно также увидеть в видео по ссылке ниже. Надеюсь, вам понравился проект, и вам было интересно создать свой собственный. Если у вас есть вопросы, оставьте их в разделе комментариев ниже. Вы также можете написать все свои технические вопросы на форумах, чтобы получить на них ответы или начать обсуждение.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *