Um LEDs als Lichtquellen zu verwenden, wird normalerweise ein spezieller Treiber benötigt. Aber es kommt vor, dass der richtige Fahrer nicht zur Hand ist, aber es ist notwendig, die Beleuchtung zum Beispiel in einem Auto zu organisieren, oder die LED für die Helligkeit des Glühens zu testen. In diesem Fall können Sie mit eigenen Händen einen Treiber für LEDs erstellen.
Wie man einen Treiber für LEDs macht
Die folgenden Diagramme verwenden die gebräuchlichsten Elemente, die in einem Radiomarkt gekauft werden können. Bei der Montage ist keine spezielle Ausrüstung erforderlich, - alle notwendigen Werkzeuge sind weit verbreitet. Trotzdem arbeiten die Geräte mit einem ordentlichen Ansatz lange genug und stehen kommerziellen Samples nicht weit nach.
Notwendige Materialien und Werkzeuge
Um einen selbstgebauten Treiber zu bauen, benötigen Sie:
- Ein Lötkolben mit einer Leistung von 25-40 W. Sie können mehr Energie verwenden, aber dies erhöht das Risiko der Überhitzung der Elemente und deren Versagen. Es ist am besten, einen Lötkolben mit einer keramischen Heizung und einem nicht entflammbaren Stachel zu verwenden, Der übliche Kupferstich wird ziemlich schnell oxidiert und muss gereinigt werden.
- Flussmittel zum Löten (Kolophonium, Glycerin, FKET usw.). Es ist wünschenswert, genau neutral Flußmittel zu verwenden, - (. Phosphor- und Salzsäure, Zinkchlorid, etc.) im Gegensatz zu aktiven Flußmitteln, es schließlich Kontakte und oxidiert nicht weniger toxisch. Unabhängig vom verwendeten Flussmittel ist es besser, es mit Alkohol zu waschen. Für aktive Flüsse ist dieses Verfahren zwingend, für neutrale Flüsse in geringerem Maße.
- Löten. Am gebräuchlichsten ist ein niedrig schmelzendes Blei-Zinn-Lot POC-61. Bleifreie Lote sind weniger schädlich beim Einatmen von Dämpfen während des Lötens, haben jedoch einen höheren Schmelzpunkt mit weniger Fluidität und neigen zur Nahtverschlechterung im Laufe der Zeit.
- Kleine Zange zum Biegen von Leitungen.
- Zangen oder Seitenschneider zum Beißen der langen Enden von Leitungen und Drähten.
- Drähte einzeln verlegen. Die beste Verwendung ist ein Kupferlitzenquerschnitt von 0,35 bis 1 mm2.
- Multimeter zur Überwachung der Spannung an den Knotenpunkten.
- Isolierband oder Schrumpfschlauch.
- Ein kleines Prototyping-Board aus Fiberglas. Es wird ausreichen, 60x40 mm Boards zu bezahlen.
Das Schema eines einfachen Treibers für LED 1 W
Eine der einfachsten Schaltungen zum Ansteuern einer leistungsstarken LED ist in der folgenden Abbildung dargestellt:
Wie Sie sehen können, enthält es neben der LED nur 4 Elemente: 2 Transistoren und 2 Widerstände.
In der Rolle des Stromreglers, der durch die LED tritt, ist hier ein leistungsstarker Feld-n-Kanal-Transistor VT2. Der Widerstand R2 bestimmt den maximalen Strom, der durch die LED fließt, und wirkt auch als ein Stromsensor für den Transistor VT1 in der Rückkopplungsschleife.
Je größer der Strom durch VT2 geht, desto größer wird die Spannung auf R2, VT1 öffnet und senkt die Spannung am Gate VT2, wodurch der LED-Strom reduziert wird. Somit ist der Ausgangsstrom stabilisiert.
Die Schaltung wird von einer Konstantspannungsquelle von 9-12 V, einem Strom von mindestens 500 mA gespeist. Die Eingangsspannung muss mindestens 1-2 V höher sein als der Spannungsabfall an der LED.
Der Widerstand R2 sollte je nach benötigtem Strom und Versorgungsspannung eine Leistung von 1-2 W abgeben. Transistor VT2 - n-Kanal, ausgelegt für einen Strom von nicht weniger als 500 mA: IRF530, IRFZ48, IRFZ44N. VT1 ist eine beliebige bipolare npn: 2N3904, 2N5088, 2N2222, BC547 usw. R1 - Leistung 0,125 - 0,25 W mit einem Widerstand von 100 kOhm.
Aufgrund der geringen Anzahl von Elementen kann die Montage durch schwenkbare Montage erfolgen:
Eine weitere einfache Treiberschaltung basierend auf dem linear gesteuerten Spannungsregler LM317:
Hier kann die Eingangsspannung bis zu 35 V betragen. Der Widerstand des Widerstandes kann durch die Formel berechnet werden:
R = 1,2 / I
wo ich Strom in Ampere bin.
In dieser Schaltung wird der LM317 erhebliche Energie mit einer großen Differenz zwischen der Versorgungsspannung und dem Abfall der LED ableiten. Daher muss es auf einem kleinen Heizkörper platziert werden. Der Widerstand muss auch für eine Leistung von mindestens 2 Watt ausgelegt sein.
Dieses Schema wird im folgenden Video genauer erläutert:
Hier wird gezeigt, wie man eine leistungsstarke LED mit Batterien mit einer Spannung von etwa 8 V verbindet. Wenn die Spannung an der LED etwa 6 V beträgt, ist der Unterschied gering und der Chip heizt sich nicht sehr stark auf, so dass auf einen Heizkörper verzichtet werden kann.
Bitte beachten Sie, dass bei einem großen Unterschied zwischen der Versorgungsspannung und dem Abfall der LED der Chip auf den Kühlkörper gelegt werden muss.
Schema eines leistungsfähigen Treibers mit PWM-Eingang
Unten ist ein Diagramm für die Stromversorgung von Hochleistungs-LEDs:
Der Treiber ist auf einem Dual-Komparator LM393 gebaut. Die Schaltung selbst ist ein Abwärtswandler, d. H. Ein Abwärtswandler.
Treiberfunktionen
- Versorgungsspannung: 5 - 24 V, konstant;
- Ausgangsstrom: bis 1 A, einstellbar;
- Ausgangsleistung: bis zu 18 W;
- Schutz vor Kurzschluss am Ausgang;
- Die Möglichkeit, die Helligkeit mit einem externen PWM-Signal zu steuern (es wird interessant sein, zu lesen, wie man die Helligkeit des LED-Streifens durch den Dimmer einstellt).
Funktionsprinzip
Der Widerstand R1 mit der Diode D1 bildet eine Referenzspannungsquelle von etwa 0,7 V, die zusätzlich durch einen variablen Widerstand VR1 geregelt wird. Die Widerstände R10 und R11 dienen als Stromsensoren für den Komparator. Sobald die Spannung an ihnen die Referenzspannung überschreitet, schließt der Komparator und schließt somit das Paar von Transistoren Q1 und Q2, und diese wiederum schließen den Transistor Q3. Zu diesem Zeitpunkt tendiert der Induktor L1 jedoch dazu, den Stromfluss wieder aufzunehmen, so dass der Strom fließen wird, bis die Spannung an R10 und R11 kleiner als die Referenzspannung wird, und der Komparator öffnet den Transistor Q3 nicht erneut.
Das Paar Q1 und Q2 wirkt als ein Puffer zwischen dem Ausgang des Komparators und dem Gate Q3. Dies schützt die Schaltung vor falschen Positiven aufgrund von Aufnehmern auf dem Q3-Shutter und stabilisiert dessen Betrieb.
Der zweite Teil des Komparators (IC1 2/2) dient zur weiteren Einstellung der Helligkeit mittels PWM. Um dies zu tun, wird das Steuersignal an den PWM-Eingang angelegt: Wenn die Logik-TTL-Pegel (+5 und 0 V) angelegt werden, öffnet und schließt der Schaltkreis Q3. Die maximale Frequenz des Signals am PWM-Eingang beträgt ca. 2 KHz. Über diesen Eingang kann das Gerät auch über die Fernbedienung ein- und ausgeschaltet werden.
D3 ist eine Schottky-Diode, die für einen Strom von bis zu 1 A ausgelegt ist. Wenn Sie die Schottky-Diode nicht finden können, können Sie eine gepulste Diode verwenden, zum Beispiel FR107, aber die Ausgangsleistung nimmt dann leicht ab.
Der maximale Ausgangsstrom wird durch Auswahl von R2 und Aktivieren oder Ausschließen von R11 eingestellt. So können Sie die folgenden Werte erhalten:
- 350 mA (1 W Power-LED): R2 = 10K, R11 ist aus,
- 700 mA (3 W): R2 = 10K, R11 ist angeschlossen, die Bewertung ist 1 Ohm,
- 1A (5W): R2 = 2,7K, R11 ist angeschlossen, Nennwert ist 1 Ohm.
Innerhalb engerer Grenzen wird die Einstellung durch einen variablen Widerstand und ein PWM-Signal vorgenommen.
Treibermontage und -konfiguration
Die Treiberkomponenten sind auf dem Entwicklungsboard montiert. Zuerst wird der LM393-Chip installiert, dann die kleinsten Komponenten: Kondensatoren, Widerstände, Dioden. Dann setze die Transistoren und zuletzt den variablen Widerstand.
Platzieren Sie die Elemente so auf der Platine, dass der Abstand zwischen den anzuschließenden Pins möglichst gering ist und verwenden Sie so wenige Drähte wie Jumperdrähte.
Beim Anschluss ist auf die Polarität der Dioden und die Pinbelegung der Transistoren zu achten, die in der technischen Beschreibung dieser Komponenten zu finden sind. Außerdem können die Dioden im Widerstandsmessmodus mit einem Multimeter überprüft werden: In Vorwärtsrichtung zeigt das Gerät einen Wert in der Größenordnung von 500-600 Ohm an.
Um die Schaltung mit Strom zu versorgen, können Sie eine externe 5-24 VDC-Quelle oder Batterien verwenden. Die Batterien 6F22 ("Krone") und andere haben zu wenig Kapazität, so dass ihre Verwendung bei Verwendung einer starken LED ungeeignet ist.
Nach der Montage müssen Sie den Ausgangsstrom einstellen. Zu diesem Zweck werden die LEDs an den Ausgang gelötet, und der VR1-Motor wird gemäß dem Schema auf die niedrigste Position eingestellt (dies wird durch ein Multimeter in dem "Kontinuitäts" -Modus überprüft). Dann führen wir die Eingangsspannung dem Eingang zu, und durch Drehen des VR1 Knopfes erreichen wir die erforderliche Helligkeit der Lumineszenz.
Fazit
Die ersten zwei der betrachteten Schemata sind sehr einfach herzustellen, sie bieten jedoch keinen Kurzschlussschutz und haben eine eher geringe Effizienz. Für den langfristigen Einsatz empfiehlt sich der dritte Schaltkreis des LM393, da dieser nicht über diese Nachteile verfügt und mehr Möglichkeiten zur Anpassung der Ausgangsleistung bietet.
In Samodelkin: Hausgemacht von eigenen Händen
Mach es selbst mit deinen eigenen Händen
Treiber für LEDs mit eigenen Händen
Schemata der LED-Treiber für die Eigenproduktion, detaillierte Beschreibung. Eine detaillierte Beschreibung, wie Sie den Treiber mit eigenen Händen mit Strom versorgen können.
Zuallererst benötigen Sie Werkzeuge und Materialien zum Löten des Treibers:
Ein Lötkolben mit einer Leistung von 25-40 W. Sie können mehr Energie verwenden, aber dies erhöht das Risiko der Überhitzung der Elemente und deren Versagen. Es ist am besten, einen Lötkolben mit einer keramischen Heizung und einem nicht brennbaren Stachel zu verwenden, der gewöhnliche Kupferofen oxidiert ziemlich schnell und muss gereinigt werden.
Löten. Am gebräuchlichsten ist ein niedrig schmelzendes Blei-Zinn-Lot POC-61. Lötzinn ohne Blei sind weniger schädlich beim Einatmen von Dämpfen während des Lötens, haben aber einen höheren Schmelzpunkt bei geringerem Durchfluss und eine Tendenz zur Nahtverschlechterung im Laufe der Zeit.
Flussmittel zum Löten (Kolophonium, Glycerin, FKET usw.). Es ist wünschenswert, genau neutral Flußmittel zu verwenden, - (. Phosphor- und Salzsäure, Zinkchlorid, etc.) im Gegensatz zu aktiven Flußmitteln, es schließlich Kontakte und oxidiert nicht weniger toxisch. Unabhängig vom verwendeten Flussmittel ist es besser, es mit Alkohol zu waschen. Für aktive Flüsse ist dieses Verfahren zwingend, für neutrale Flüsse in geringerem Maße.
Zange zum Biegen von Leitungen.
Zangen für das Beißen der langen Enden von Leitungen und Drähten.
Drähte einzeln verlegen. Die beste Verwendung ist ein Kupferlitzenquerschnitt von 0,35 bis 1 mm2.
Multimeter zur Überwachung der Spannung an den Knotenpunkten.
Ein kleines Prototyping-Board aus Fiberglas. Es wird ausreichen, 60x40 mm Boards zu bezahlen.
Treiberschaltung für LED 1W.
Eine der einfachsten Schaltungen zum Ansteuern einer leistungsstarken LED ist in der folgenden Abbildung dargestellt:
Wie Sie sehen können, enthält es neben der LED nur 4 Elemente: 2 Transistoren und 2 Widerstände.
In der Rolle des Stromreglers, der durch die LED tritt, ist hier ein leistungsstarker Feld-n-Kanal-Transistor VT2. Der Widerstand R2 bestimmt den maximalen Strom, der durch die LED fließt, und wirkt auch als ein Stromsensor für den Transistor VT1 in der Rückkopplungsschleife.
Je größer der Strom durch VT2 geht, desto größer wird die Spannung auf R2, VT1 öffnet und senkt die Spannung am Gate VT2, wodurch der LED-Strom reduziert wird. Somit ist der Ausgangsstrom stabilisiert.
Die Schaltung wird von einer Konstantspannungsquelle von 9-12 V, einem Strom von mindestens 500 mA gespeist. Die Eingangsspannung muss mindestens 1-2 V höher sein als der Spannungsabfall an der LED.
Der Widerstand R2 sollte je nach benötigtem Strom und Versorgungsspannung eine Leistung von 1-2 W abgeben. Transistor VT2 - n-Kanal, ausgelegt für einen Strom von nicht weniger als 500 mA: IRF530, IRFZ48, IRFZ44N. VT1 ist eine beliebige bipolare npn: 2N3904, 2N5088, 2N2222, BC547 usw. R1 - Leistung 0,125 - 0,25 W mit einem Widerstand von 100 kOhm.
Aufgrund der geringen Anzahl von Elementen kann die Montage durch schwenkbare Montage erfolgen:
Eine weitere einfache Treiberschaltung basierend auf dem linear gesteuerten Spannungsregler LM317:
Hier kann die Eingangsspannung bis zu 35 V betragen. Der Widerstand des Widerstandes kann durch die Formel berechnet werden:
R = 1,2 / I
wo ich Strom in Ampere bin.
In dieser Schaltung wird der LM317 erhebliche Energie mit einer großen Differenz zwischen der Versorgungsspannung und dem Abfall der LED ableiten. Daher muss es auf einem kleinen Heizkörper platziert werden. Der Widerstand muss auch für eine Leistung von mindestens 2 Watt ausgelegt sein.
Dieses Schema wird im folgenden Video genauer erläutert:
Hier wird gezeigt, wie man eine leistungsstarke LED mit Batterien mit einer Spannung von etwa 8 V verbindet. Wenn die Spannung an der LED etwa 6 V beträgt, ist der Unterschied gering und der Chip heizt sich nicht sehr stark auf, so dass auf einen Heizkörper verzichtet werden kann.
Bitte beachten Sie, dass bei einem großen Unterschied zwischen der Versorgungsspannung und dem Abfall der LED der Chip auf den Kühlkörper gelegt werden muss.
Leistungsstarker Treiber mit PWM-Eingang.
Unten ist ein Diagramm für die Stromversorgung von Hochleistungs-LEDs:
Der Treiber ist auf einem Dual-Komparator LM393 gebaut. Die Schaltung selbst ist ein Abwärtswandler, d. H. Ein Abwärtswandler.
- Versorgungsspannung: 5 - 24 V, konstant;
- Ausgangsstrom: bis 1 A, einstellbar;
- Ausgangsleistung: bis zu 18 W;
- Schutz vor Kurzschluss am Ausgang;
- Die Fähigkeit, die Helligkeit mit einem externen PWM-Signal zu steuern.
Der Widerstand R1 mit der Diode D1 bildet eine Referenzspannungsquelle von etwa 0,7 V, die zusätzlich durch einen variablen Widerstand VR1 geregelt wird. Die Widerstände R10 und R11 dienen als Stromsensoren für den Komparator. Sobald die Spannung an ihnen die Referenzspannung überschreitet, schließt der Komparator und schließt somit das Paar von Transistoren Q1 und Q2, und diese wiederum schließen den Transistor Q3. Zu diesem Zeitpunkt tendiert der Induktor L1 jedoch dazu, den Stromfluss wieder aufzunehmen, so dass der Strom fließen wird, bis die Spannung an R10 und R11 kleiner als die Referenzspannung wird, und der Komparator öffnet den Transistor Q3 nicht erneut.
Das Paar Q1 und Q2 wirkt als ein Puffer zwischen dem Ausgang des Komparators und dem Gate Q3. Dies schützt die Schaltung vor falschen Positiven aufgrund von Aufnehmern auf dem Q3-Shutter und stabilisiert dessen Betrieb.
Der zweite Teil des Komparators (IC1 2/2) dient zur weiteren Einstellung der Helligkeit mittels PWM. Um dies zu tun, wird das Steuersignal an den PWM-Eingang angelegt: Wenn die Logik-TTL-Pegel (+5 und 0 V) angelegt werden, öffnet und schließt der Schaltkreis Q3. Die maximale Frequenz des Signals am PWM-Eingang beträgt ca. 2 KHz. Über diesen Eingang kann das Gerät auch über die Fernbedienung ein- und ausgeschaltet werden.
D3 ist eine Schottky-Diode, die für einen Strom von bis zu 1 A ausgelegt ist. Wenn Sie die Schottky-Diode nicht finden können, können Sie eine gepulste Diode verwenden, zum Beispiel FR107, aber die Ausgangsleistung nimmt dann leicht ab.
Der maximale Ausgangsstrom wird durch Auswahl von R2 und Aktivieren oder Ausschließen von R11 eingestellt. So können Sie die folgenden Werte erhalten:
- 350 mA (1 W Power-LED): R2 = 10K, R11 ist aus,
- 700 mA (3 W): R2 = 10K, R11 ist angeschlossen, die Bewertung ist 1 Ohm,
- 1A (5W): R2 = 2,7K, R11 ist angeschlossen, Nennwert ist 1 Ohm.
Innerhalb engerer Grenzen wird die Einstellung durch einen variablen Widerstand und ein PWM-Signal vorgenommen.
Montage und Konfiguration des Treibers.
Die Treiberkomponenten sind auf dem Entwicklungsboard montiert. Zuerst wird der LM393-Chip installiert, dann die kleinsten Komponenten: Kondensatoren, Widerstände, Dioden. Dann setze die Transistoren und zuletzt den variablen Widerstand.
Platzieren Sie die Elemente so auf der Platine, dass der Abstand zwischen den anzuschließenden Pins möglichst gering ist und verwenden Sie so wenige Drähte wie Jumperdrähte.
Beim Anschluss ist auf die Polarität der Dioden und die Pinbelegung der Transistoren zu achten, die in der technischen Beschreibung dieser Komponenten zu finden sind. Außerdem können die Dioden im Widerstandsmessmodus mit einem Multimeter überprüft werden: In Vorwärtsrichtung zeigt das Gerät einen Wert in der Größenordnung von 500-600 Ohm an.
Um die Schaltung mit Strom zu versorgen, können Sie eine externe 5-24 VDC-Quelle oder Batterien verwenden. Die Batterien 6F22 ("Krone") und andere haben zu wenig Kapazität, so dass ihre Verwendung bei Verwendung einer starken LED ungeeignet ist.
Nach der Montage müssen Sie den Ausgangsstrom einstellen. Zu diesem Zweck werden die LEDs an den Ausgang gelötet, und der VR1-Motor wird gemäß dem Schema auf die niedrigste Position eingestellt (dies wird durch ein Multimeter in dem "Kontinuitäts" -Modus überprüft). Dann führen wir die Eingangsspannung dem Eingang zu, und durch Drehen des VR1 Knopfes erreichen wir die erforderliche Helligkeit der Lumineszenz.
Die ersten zwei der betrachteten Schemata sind sehr einfach herzustellen, sie bieten jedoch keinen Kurzschlussschutz und haben eine eher geringe Effizienz. Für den langfristigen Einsatz empfiehlt sich der dritte Schaltkreis des LM393, da dieser nicht über diese Nachteile verfügt und mehr Möglichkeiten zur Anpassung der Ausgangsleistung bietet.
LED-Treiber auf ihren eigenen Händen auf dem Chip LM3406
Der LM3406-Chip ist ein Schalt-Downshift-Treiber für eine leistungsstarke LED.
- Ausgangsstrom bis zu 1,5 Ampere
- Eingebauter Feldeffekttransistor, der die Effizienz erhöht und die Anzahl der externen Komponenten reduziert
- Unterstützt digitale (PWM) und analoge Helligkeitssteuerung
- Schutz vor Überhitzung
- Kann ohne Kondensator am Ausgang arbeiten
- Große Auswahl an Versorgungsspannungen - von 6 bis 40V
Ich habe den LED-Treiber-Schaltplan aus einem typischen Datenblatt genommen, nur ein paar Kleinigkeiten hinzugefügt:
- Stromanschluss
- Null Widerstände durch Eingabe und Ausgabe
- LED-Betriebsanzeige
- Schutz des Feedback-Beines
- Diode zum Schutz gegen Bruch in einer Kette von Leuchtdioden
Ich stelle fest, dass es mehrere Schemata im Datenblatt gibt, wählte ich eine Schaltung mit Schutz gegen Clipping in der Last. Das Schema ist wie folgt:
Als Induktivität verwendet gelb-roten Ring aus gesputtertem Eisen, von der alten Hauptplatine entfernt.
Wir entfernen die natürliche Wicklung, wickeln eine neue Wicklung, etwa 20 Umdrehungen mit einem Kupferdraht von 0,5 mm Durchmesser. Ich habe es mit einem Twisted-Pair-Kabel gewickelt.
Oder wir stellen die fertige Induktivität von 22 mH ein, die in der Lage ist, einen Strom von mindestens 1A durchzuziehen. Die Platte besteht aus doppelseitigem Fiberglas mit einer Dicke von 1,5 mm. Auf der Rückseite der Platine befindet sich eine Kupferschicht für eine schnellere Wärmeverteilung auf der Platine.
Die Rückseite der Treiberplatine:
Auf dem Bauch des Chips befindet sich ein Wärme freisetzender Kontakt, der an das Kupferpolygon auf der Platine gelötet werden muss, um die Mikroschaltung ordnungsgemäß zu kühlen. Wenn der Chip überhitzt, funktioniert der Wärmeschutz. Zusammen mit dem Schutz vor der Lastunterbrechung ist es bei richtiger Stromversorgung des Chips fast unmöglich, ihn "zu töten".
Der Ausgangsstrom des Treibers wird durch einen Widerstand zwischen dem "CS" -Anschluss und der Masse eingestellt. Der Strom wird nach der Formel berechnet:
Stromtreiber_Amper = 0,2 / Widerstand_Ohm
Ich habe einen Widerstand von drei parallel geschalteten Widerständen von 1 Ohm gemacht. Der Gesamtwiderstand des resultierenden Widerstandes beträgt ungefähr 0,333 Ohm.
0,2 / 0,333 Ohm = 0,6 A
Der Treiberausgangsstrom beträgt 0,6 Ampere.
Als Last, verbinden Sie mit dem Treiber 2 LEDs CREE XP-G, in Reihe geschaltet:
Bei der Treibereingabe geben wir 12 Volt
Und schließlich, die Platte mit den Ergebnissen der Effizienz:
Selbstgebauter Treiber für High-Power-LEDs
LEDs für ihre Leistung erfordern den Einsatz von Geräten, die den Strom durch sie zu stabilisieren. Bei Anzeige- und anderen Low-Power-LEDs können Sie mit Widerständen auskommen. Ihre einfache Berechnung kann mit dem "LED Calculator" weiter vereinfacht werden.
Um leistungsfähige LEDs zu verwenden, können Sie nicht auf die Verwendung von Strom stabilisierenden Geräten - Treibern verzichten. Die richtigen Treiber haben einen sehr hohen Wirkungsgrad - bis zu 90-95%. Außerdem liefern sie einen stabilen Strom, selbst wenn sich die Spannung der Stromquelle ändert. Und das kann tatsächlich sein, wenn die LED beispielsweise aus Batterien gespeist wird. Die einfachsten Strombegrenzer - Widerstände - können dies naturgemäß nicht leisten.
Ein wenig Vertrautheit mit der Theorie der linearen und gepulsten Stromstabilisatoren finden Sie im Artikel "Treiber für Leuchtdioden".
Ein bereit Treiber kann natürlich gekauft werden. Aber es ist viel interessanter, es selbst zu machen. Dies erfordert Grundkenntnisse im Lesen von elektrischen Schaltungen und Halten eines Lötkolbens. Betrachten wir einige einfache Schemata von selbstgefertigten Treibern für Hochleistungs-LEDs.
Ein einfacher Treiber. Montiert auf einem Modell, nährt die mächtige Cree MT-G2
Sehr einfaches Schema des linearen Treibers für die LED. Q1 ist ein N-Kanal-FET mit ausreichender Leistung. Geeignet zum Beispiel IRFZ48 oder IRF530. Q2 ist ein bipolarer NPN-Transistor. Ich habe 2N3004 benutzt, du kannst ähnliches nehmen. Der Widerstand R2 ist ein 0,5-2 W Widerstand, der den Treiberstrom bestimmt. Widerstand R2 2,2 Ohm liefert einen Strom von 200-300mA. Die Eingangsspannung sollte nicht sehr groß sein - vorzugsweise nicht mehr als 12-15V. Der Fahrer ist linear, so dass die Effizienz des Fahrers durch das Verhältnis V bestimmt wirdLED / VIN, wo VLED - Spannungsabfall an der LED und VIN Eingangsspannung. Je größer der Unterschied zwischen der Eingangsspannung und dem Abfall an der LED ist und je mehr der Treiberstrom, desto stärker werden der Transistor Q1 und der Widerstand R2 erwärmt. Trotzdem, VIN muss größer als V seinLED mindestens 1-2V.
Für die Tests habe ich die Schaltung auf der Brotplatte montiert und die leistungsstarke LED CREE MT-G2 aktiviert. Die Spannung der Stromversorgung beträgt 9V, der Spannungsabfall an der LED beträgt 6V. Fahrer verdient sofort. Und selbst mit einem so kleinen Strom (240 mA) verbraucht der MOSFET 0,24 * 3 = 0,72 W Wärme, was ziemlich hoch ist.
Die Schaltung ist sehr einfach und kann selbst in der fertigen Vorrichtung durch schwenkbare Montage montiert werden.
Das Schema des nächsten selbstgebauten Treibers ist ebenfalls extrem einfach. Es beinhaltet den Einsatz des Downconverters LM317. Dieser Chip kann als Stromstabilisator verwendet werden.
Ein noch einfacherer Treiber auf dem LM317-Chip
Die Eingangsspannung kann bis zu 37 V betragen, sie muss mindestens 3 V über dem Spannungsabfall an der LED liegen. Der Widerstand des Widerstands R1 wird durch die Formel R1 = 1,2 / I berechnet, wobei I die erforderliche Stromstärke ist. Der Strom sollte 1,5 A nicht überschreiten. Aber bei diesem Strom sollte der Widerstand R1 in der Lage sein, 1,5 · 1,5 · 0,8 = 1,8 W Wärme abzuleiten. Der LM317-Chip wird auch sehr heiß und kann ohne Kühler nicht vermieden werden. Der Treiber ist ebenfalls linear, so dass, um die Effizienz zu maximieren, die Differenz VIN und VLED sollte so klein wie möglich sein. Da die Schaltung sehr einfach ist, kann sie auch durch Scharniermontage montiert werden.
Auf der gleichen Prototyping-Platine wurde eine Schaltung mit zwei Ein-Paar-Widerständen mit 2,2 Ohm Widerstand montiert. Die aktuelle Stärke war weniger als berechnet, weil die Kontakte im Layout nicht ideal sind und Widerstand hinzufügen.
Der folgende Treiber ist Impuls nach unten. Es ist auf dem Chip QX5241 montiert.
Treiber für High-Power-LEDs auf dem QX5241-Chip
Die Schaltung ist ebenfalls einfach, besteht aber aus einer etwas größeren Anzahl von Teilen und Sie können nicht ohne die Herstellung einer Leiterplatte auskommen. Darüber hinaus ist der Chip QX5241 selbst in einem ziemlich kleinen Paket SOT23-6 hergestellt und erfordert Aufmerksamkeit beim Löten.
Die Eingangsspannung sollte 36 V nicht überschreiten, der maximale Stabilisierungsstrom ist 3A. Der Eingangskondensator C1 kann entweder elektrolytisch, keramisch oder Tantal sein. Seine Kapazität beträgt bis zu 100 μF, die maximale Betriebsspannung ist nicht weniger als 2 mal größer als die Eingangsspannung. Der Kondensator C2 ist keramisch. Kondensator C3 - Keramik, Kapazität 10mkF, Spannung - nicht weniger als 2 mal größer als der Eingang. Der Widerstand R1 muss eine Leistung von mindestens 1 W haben. Sein Widerstand wird durch die Formel R1 = 0,2 / I berechnet, wobei I der benötigte Treiberstrom ist. Widerstand R2 - jeder Widerstand von 20-100kOhm. Die Schottky-Diode D1 sollte mit Reserve die Sperrspannung aufrechterhalten - nicht weniger als 2 mal größer als die Eingangsspannung. Und es sollte für einen Strom von nicht weniger als den erforderlichen Treiberstrom berechnet werden. Eines der wichtigsten Elemente der Schaltung ist ein Feldeffekttransistor Q1. Dies sollte ein N-Kanal-Feldtreiber mit dem geringstmöglichen Widerstand im offenen Zustand sein, er muss sicher der Eingangsspannung und dem erforderlichen Strom standhalten. Eine gute Option sind die Feldeffekttransistoren SI4178, IRF7201 usw. Die L1-Drossel muss eine Induktivität von 20-40 μG und einen maximalen Betriebsstrom von mindestens dem erforderlichen Treiberstrom haben.
Die Anzahl der Teile dieses Treibers ist sehr klein, sie alle haben eine kompakte Größe. Infolgedessen kann ein Miniatur- und gleichzeitig leistungsfähiger Fahrer ausfallen. Es ist ein Impuls Treiber, seine Effizienz ist viel höher als die von linearen Treibern. Dennoch wird empfohlen, die Eingangsspannung nur 2-3V mehr als den Spannungsabfall an den LEDs zu wählen. Der Fahrer ist auch interessant, dass in der Ausgabe 2 (DIM) QX5241 Chip zum Dimmen verwendet werden kann - Fahrer Stromregelung und dementsprechend die LED-Helligkeit. Dazu muss ein Impulsausgang (PWM) mit einer Frequenz von bis zu 20 kHz an diesen Ausgang angelegt werden. Jeder geeignete Mikrocontroller kann damit umgehen. Als Ergebnis erhalten Sie einen Treiber mit mehreren Betriebsmodi.
Fertige Produkte für die Stromversorgung von Hochleistungs-LEDs finden Sie hier.
Es gibt eine große Anzahl von Stromlaufplänen von Stromstabilisatoren, die als Treiber für Hochleistungs-LEDs verwendet werden können. Es gibt auch unzählige spezialisierte Mikroschaltungen, auf deren Basis man Treiber von sehr unterschiedlicher Komplexität zusammenstellen kann - alles wird nur durch Ihre Wünsche und Bedürfnisse begrenzt. Wir haben nur die einfachsten selbstgebauten Treiber überprüft. Lesen Sie auch einen Artikel, in dem die Treiberschaltung für die LED aus dem 220V-Netzwerk besprochen wird.
Der Treiber für LEDs 700ma besitzt eigene Hände
Für den Bau von LED-Leuchten werden immer Stromquellen - der Treiber - benötigt. Mit einem großen Volumen können Sie die Treiber komplett selbst zusammenbauen, aber die Kosten für solche Treiber sind nicht so niedrig und die Herstellung und das Löten von doppelseitigen Leiterplatten mit SMD-Komponenten ist ein mühsamer Prozess zu Hause.
Ich entschloss mich, auf den fahrbereiten Fahrer zu verzichten. Wir brauchten einen preiswerten Treiber ohne Gehäuse, vorzugsweise mit der Fähigkeit, den Strom einzustellen und zu dimmen.
Die Wahl fiel auf den chinesischen Hersteller QIHANG, der eine breite Palette dieser Produkte herstellt.
Wo und wie man es kauft, kann man in meinem Artikel auf dem Profilblog mysku.ru lesen. Ich werde nur sagen, dass ich 20W Treiber für 6-10 LEDs 600mA etwa $ 2,5 kostet
Treiberspezifikationen
- Referenz: QH-20WLP6
10X3W
277 V
35 V
Das Foto zeigt den Chiptreiber QH7938. Eine Suche im Internet führt zu einem Datenblatt auf diesem Chip in chinesischer Sprache
Dateshit ist eindeutig nicht vollständig, das Schema fehlt die Nennwerte und noch mehr auf den Treiber der Elemente. Und was tun mit den mysteriösen Beinen von DIM und RTH?
Danke an den Benutzer von Musa Sarayan14, der diesen Treiber bereits ausgewählt und sogar ein Diagramm gezeichnet hat.
Das Schema wird neu gezeichnet und leicht modifiziert
Ich verbinde eine Kette von 9 Drei-Watt-LEDs. Alles funktioniert, der Strom ist stabil 598mA, aber das Gerät im Wechselspannungsmessmodus zeigt eine Welligkeit am Ausgang von etwa 1V oder mehr als 3%. Wo sind die beanspruchten 50 mV Spezifikationen?
Finalisierungsnummer 1. Wir reduzieren Pulsationen am Ausgang.
Wie reduziert man die Welligkeit der Ausgangsspannung? Das stimmt, Kondensatoren.
Kondensatoren können an zwei Stellen platziert werden - erhöhen Sie die Ausgangskapazität und fügen Sie einen Kondensator am Eingang nach der Brücke parallel zum Filmkondensator bei 0,22 uF hinzu.
Zum Testen verwende ich eine Messuhr im Wechselspannungsmessmodus und einen selbstgebauten Luminometer, der Pulsationen des Lichtflusses misst
Eigenschaften ohne Kondensatoren
0,9 V und 8,7% (Pulsation des Lichtstroms)
Der Kondensator am Ausgang soll die Welligkeit um die Hälfte reduzieren
Ein 10μF-Kondensator am Eingang reduziert die Welligkeit jedoch um das 9-fache
0,1 V und 1%, die Wahrheit ist, dass die Zugabe dieses Kondensators erheblich reduziert PF (Leistungsfaktor)
Beide Kondensatoren nähern sich den Charakteristika der Ausgangswelligkeit zum Pass an
So werden die Pulsationen mit Hilfe von zwei Kondensatoren aus dem alten Netzteil besiegt.
Finalisierungsnummer 2. Einstellung des Ausgangsstroms des Treibers
Der Hauptzweck der Treiber besteht darin, einen stabilen Strom auf den LEDs aufrechtzuerhalten. Dieser Treiber erzeugt stabil 600mA.
Manchmal möchten Sie den Treiberstrom ändern. Normalerweise wird dies durch Auswahl eines Widerstands oder Kondensators in der Rückkopplungsschleife durchgeführt. Wie sind diese Treiber? Und warum sind hier drei parallele niederohmige Widerstände R4, R5, R6 installiert?
Alles klar. Sie können den Ausgangsstrom einstellen. Anscheinend haben alle Treiber die gleiche Leistung, aber unterschiedliche Ströme und unterscheiden sich durch diese Widerstände und den Ausgangstransformator, die unterschiedliche Spannungen ergeben.
Wenn Sie den Widerstand bei 1,9 Ohm vorsichtig demontieren, erhalten wir einen Ausgangsstrom von 430mA und bauen beide 300mA-Widerstände ab.
Sie können den anderen Weg gehen, parallel einen weiteren Widerstand löten, aber dieser Treiber gibt eine Spannung von bis zu 35V und bei einem höheren Strom bekommen wir einen Überschuss an Leistung, die zum Ausfall des Treibers führen kann. Aber 700m können vollständig gequetscht werden.
Wenn Sie also die Widerstände R4, R5 und R6 auswählen, können Sie den Ausgangsstrom des Treibers reduzieren (oder geringfügig erhöhen), ohne die Anzahl der LEDs in der Kette zu ändern.
Finalisierung 3. Dimmen
Auf der Treiberplatine befinden sich drei Kontakte mit der Beschriftung DIMM, die darauf hindeuten, dass dieser Treiber die Leistung der LEDs steuern kann. Ungefähr dasselbe sagt undasashit auf dem Chip, obwohl die typischen Schemas des Dimmens in ihnen nicht gezeigt werden. Aus dem Datenblatt ist es möglich, Informationen zu sammeln, die eine Spannung von -0,3-6V an das Bein von 7 Mikroschaltkreisen senden, es ist möglich, eine glatte Leistungssteuerung zu erhalten.
Das Verbinden mit den Kontakten des variablen DIMM-Widerstands führt zu nichts, außerdem ist das Bein 7 des Treiberchips im Allgemeinen nicht mit irgendetwas verbunden. Also nochmal die Fertigstellung.
Wir löten einen Widerstand bei 100 K an das Bein 7 der Mikroschaltung
Wird nun eine 0-5V Spannung zwischen der Erde und dem Widerstand angelegt, erhalten wir einen Strom von 60-600mA
Um den minimalen Dimmstrom zu reduzieren, muss der Widerstand reduziert werden. Leider wurde nichts darüber geschrieben, daher müssen alle Komponenten nach Erfahrung ausgewählt werden. Ich persönlich arrangierte eine Dimmung von 60 bis 600mA.
Wenn Sie ein Dimmen ohne externe Stromversorgung organisieren müssen, können Sie den Versorgungsspannungstreiber verwenden
15 V (Schenkel 2 der Mikroschaltung oder Widerstand R7) und gelten nach dem folgenden Schema.
Nun, schließlich gebe ich PWM von D3 Arduino an den Dimmeingang.
Ich schreibe die einfachste Skizze, die den PWM-Pegel von 0 auf Maximum und zurück ändert:
void setup () <
pinMode (3, AUSGABE);
Serienanfang (9600);
analogWrite (3.0);
>
Leere Schleife () <
für (int i = 0, i = 0, i- = 10) <
Analogschrift (3, i);
Verzögerung (500);
>
>
Ich werde durch PWM gedimmt.
Dimmen mit PWM erhöht die Welligkeit des Ausgangs um etwa 10-20% im Vergleich zur DC-Steuerung. Die maximale Welligkeit wird ungefähr verdoppelt, wenn der Treiberstrom auf die Hälfte des Maximums eingestellt wird.
Treiber auf Fehler prüfen
Der aktuelle Treiber muss korrekt auf einen Kurzschluss reagieren. Aber es ist besser, die Chinesen zu überprüfen. Ich mag diese Dinge nicht. Unter dem Druck von etwas festgefahren. Aber Kunst erfordert Opfer. Wir verkürzen die Treiberleistung im laufenden Betrieb:
Der Treiber überträgt normalerweise Kurzschlüsse und stellt seine Arbeit wieder her. Schutz vor Kurzschluss ist.
Lassen Sie uns die Ergebnisse zusammenfassen
- Klein
- Niedrige Kosten
- Aktuelle Steuerungsmöglichkeiten
- Dimmbar
- Hohe Ausgangswelligkeit (eliminiert durch Hinzufügen von Kondensatoren)
- Der Dimmeingang muss getrennt sein
- Wenige normale Dokumentation. Unvollständige TASH
- Bei der Arbeit wurde ein mehr Minus entdeckt - Störung im Radio im FM-Band. Es wird behandelt, indem der Treiber in einem Aluminiumgehäuse oder -körper installiert wird, der mit Folie oder Aluminium Scotch bedeckt ist
Treiber sind sehr geeignet für diejenigen, die mit einem Lötkolben befreundet sind oder für diejenigen, die nicht freundlich sind, aber bereit sind, die Ausgangsimpulse 3-4% zu tolerieren.
Nützliche Links
Aus dem Zyklus - die Katze ist eine Flüssigkeit. Timotheus - Liter 5-6)))
Treiber für LEDs mit eigenen Händen
Der einfachste LED-Treiber ist ein konventioneller Widerstand. Aber diese Einfachheit hat einen großen Nachteil: Die Stabilität des Stromes hängt stark von der Spannungsstabilität des Netzteils ab. Wenn die stabilisierten Stromversorgungen die Stabilität der Spannung garantieren, hängt die Spannung an der Batterie vom Grad ihrer Ladung ab. Natürlich können Sie zuerst die Spannung stabilisieren und dann die LEDs durch den Widerstand verbinden, aber es gibt einen richtigeren Weg: den Stromstabilisator. Es stabilisiert in einem weiten Bereich von Eingangsspannungen: Minimum durch den Spannungsabfall über der LED bestimmt sowie Abfall im Shunt, während die maximale - einer Durchbruchspannung des Leistungstransistors seiner Ableitung.
Unten ist ein Diagramm des LED-Treibers, der mit den eigenen Händen mit nur 4 Komponenten hergestellt werden kann: 2 Widerstände, ein Transistor und eine Zener-Diode.
Auf der Zenerdiode VD1 wird eine Referenzspannung erzeugt. Um diese Spannung durch eine Zenerdiode zu erzeugen, müssen Sie den minimalen Strom überspringen, bei dem die Zenerdiode in den Stabilisierungsmodus eintritt. Zum Beispiel wählen wir eine Zenerdiode mit einer Stabilisierungsspannung von 2,4 V, deren stabilisierender Mindeststrom 3 mA beträgt, und die minimale Versorgungsspannung beträgt 12 V.
Berechnen Sie den Widerstand R1 = (Ubp-Ust) / Ist = (12-2,4) / 0,003 = 3200 Ohm, wählen Sie den Widerstand für eine Anzahl von Nennwerten von 3,3 kOhm.
Der Transistor VT1 arbeitet in einem Modus mit einem gemeinsamen Emitter und einer negativen Stromrückkopplung. Die Stromregelung erfolgt über den Widerstand R2. Bei Berechnungen kann der Basisstrom des Transistors vernachlässigt werden, da er um ein Vielfaches kleiner ist als der Strom durch die Zenerdiode oder Kollektor- und Emitterströme. Der Transistor VT1 hält einen Strom durch den Kollektor aufrecht, der ungefähr gleich dem Strom des Emitters ist, und der Emitterstrom kann definiert werden als:
Wo ist die 0,6 V-Sperrschichtspannung des Basis-Emitter-Transistors. Das Prinzip des Betriebs der Stromrückkopplung: Wenn der Emitterstrom klein ist, dann ist der Abfall auf R2 klein, so dass eine Spannung größer als 0,6 V zwischen den Anschlüssen der Basis und des Emitters angelegt wird und der Transistor öffnet. Öffnen des Transistors beginnt sich selbst mehr und mehr Strom durchzulassen, dann nimmt der Spannungsabfall über R2 zu, was zu einer Abnahme der Spannung an der Basis-Emitter-Strecke des Transistors führt. Zu einem bestimmten Zeitpunkt wird die Spannung am Eingang des Transistors gleich 0,6 und der Transistor hört auf zu öffnen und der Ausgangsstrom stabilisiert sich. Wenn zu irgendeinem Zeitpunkt des Kollektorstrom erhöht (beispielsweise aufgrund eines Anstieg der Versorgungsspannung) der Spannungsanstiegs auf R2, verringert somit die Spannung am Eingangstransistor und der Transistor beginnt, bis zu dem Zeitpunkt zu schließen, wenn die Eingangsspannung 0,6 V wird wieder.
Angenommen, wir benötigen einen stabilisierenden Strom von 300 mA, dann:
Von der Standardserie können Sie 6,2 Ohm wählen, aber da die Widerstände höchstwahrscheinlich stark sein müssen, werden wir uns auf zwei parallel geschaltete Widerstände von 12 Ohm oder drei von 18 Ohm konzentrieren.
Jetzt müssen Sie die Leistung des Widerstands R2 berechnen:
Weit verbreitete 1/8 und 1/4 Watt Widerstände. Nimm daher drei 18 Ohm Widerstände pro 1/4 Watt. Sie können auch 5 Widerstände von 30 Ohm für eine Leistung von 1/8 W verwenden.
Es bleibt den Transistor zu wählen, wird die Spannung TBE sie größer ist als die Versorgungsspannung sein muss, die maximale Stromabnehmer größer oder gleich die Stromstabilisierung, und die maximale Verlustleistung muss größer sein als die Stromversorgungsspannung arbeitet, den Strom zu stabilisieren.
LED-Treiber für Ihre Hände mit geringem Spannungsabfall
Bei Verwendung einer Niederspannungsversorgung kann selbst ein Spannungsabfall von 1,8 V den Betriebsbereich des Stabilisators erheblich reduzieren. Aber wir werden durch die Verwendung eines Bipolartransistors statt einer Zenerdiode gerettet werden, der Tropfen wird auf 0,6 V fallen. Die tatsächliche Stabilisierung eines solchen Stabilisators hängt von der Temperatur ab: Je höher die Temperatur VT1 ist, desto geringer ist der stabilisierende Strom.
In den Berechnungen wird der Wert 0,6B erwähnt - der Spannungsabfall am Basis-Emitter-Übergang eines Silizium-Bipolartransistors. Aber dieser Wert hängt von vielen Faktoren ab, einschließlich der Temperatur. Und nachdem berechnet wurde, dass ein solcher Treiber gesammelt wurde, wird sich der Strom durch die LEDs geringfügig von dem berechneten Wert unterscheiden. Wenn mehr Strom benötigt wird, dann muss zur Verringerung des Stroms R2 jeweils erhöht werden, um den Widerstand R2 zu verringern, um den Strom zu erhöhen.
Die Gleichrichterschaltung für den LED-Treiber.
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LED-Treiber für dich selbst: 5 Kommentare
Der Treiber für LEDs mit ihren eigenen Händen mit einem geringen Spannungsabfall: "... um den Strom zu reduzieren, müssen Sie R2 reduzieren, um die Abnahme des Widerstands R2 zu erhöhen." Was ist hier falsch... Wie sein?
Danke, es wird richtig sein: "... um den Strom zu reduzieren, müssen Sie R2 erhöhen, um den Widerstand von R2 zu erhöhen."
Der Treiber wurde unter Verwendung eines Transformatorschemas zusammengebaut. Die Verifizierung aller Elemente, außer dem Chip, ergab keine Fehler. Folglich ist der Chip fehlerhaft, selbst die Erwähnung seiner Art findet sich im Internet nicht. Die LED Glühbirne wurde nicht repariert, sie ist nützlich für Ersatzteile. Aber ich studierte ihr Gerät.
Sie können einen Fahrer auf aliexpress kaufen und es völlig ändern. Ich habe Transformatoren gekauft, an die man von 6 bis 10 Single-Family-LEDs anschließen kann, sie kosten irgendwo ein Dollar-Ding.
Sie können auch die Stromversorgung für eine Glühbirne aus einem ausgebrannten energiesparenden Vorschaltgerät herstellen, aber Sie benötigen einen emaillierten Draht und 4 schnelle Dioden.
Gute LEDs sind sehr effektiv, langfristig einsetzbar und wirtschaftlich vertretbar. 10 Watt LED-Leuchtmittel entsprechen 100 W Glühlampen oder 30 W energiesparenden Leuchtstofflampen. Trotz der hohen Kosten für LED-Lampen zahlen sich die Investitionen aus, da die Stromrechnungen reduziert werden. Und je schneller, desto teurer kostet Kilowatt / Stunde.