A LED-fényforrások fényereje függ az áramló áramtól, és ez viszont a tápfeszültségtől függ. A terhelés ingadozása esetén a lámpák gyűrődnek. Ennek megakadályozására speciális meghajtót használnak - egy áramerősség-stabilizátort. Meghibásodások esetén az elem függetlenül elkészíthető.
Tervezés és működési elv
A stabilizátor biztosítja a LED-diódák működési áramának állandóságát, ha az eltér a normától. Megakadályozza a LED-ek túlmelegedését és kiégését, állandó áramlást tart fenn a feszültségcsökkenés vagy az akkumulátor lemerülésekor.
A legegyszerűbb eszköz egy transzformátorból, egy egyenirányító hídból áll, amely ellenállásokhoz és kondenzátorokhoz van csatlakoztatva. A stabilizátor működése a következő elveken alapul:
- a transzformátor áramellátása és maximális frekvenciájának megváltoztatása a hálózati frekvenciára - 50 Hz;
- feszültségszabályozás növelése és csökkentése, majd a frekvencia kiegyenlítése 30 Hz-re.
Az átalakítási folyamat nagyfeszültségű egyenirányítókat is magában foglal. Meghatározzák a polaritást. Az elektromos áram stabilizálása kondenzátorok segítségével történik. Az ellenállások csökkentik az interferenciát.
Az aktuális stabilizátorok változatai
A LED kigyullad, amikor az aktuális küszöbértéket elérték. Kis fogyasztású készülékeknél ez az érték 20 mA, a szupervilágosságnál - 350 mA-tól. A küszöbfeszültség eloszlása magyarázza a különféle típusú stabilizátorok jelenlétét.
Ellenállás stabilizátorok
Az alacsony fogyasztású LED-ek áramerősség-paramétereinek állítható stabilizálására a KREN sémát kell használni. Biztosítja a KP142EN12 vagy az LM317 elemek jelenlétét. Az igazítási folyamatot 1,5 A áramszilárdsággal és 40 V feszültséggel hajtják végre.
Az LM317 csomópont állandó feszültségértéket tart a fő ellenálláson, amelyet a vágóelem szabályoz. A fő vagy az áramelosztó elem képes stabilizálni az rajta átadott áramot. Ezért a KEREN stabilizátorokat használják az akkumulátorok töltésére.
A 8 mA érték még a bemeneti áram és feszültség ingadozása esetén sem változik.
Tranzisztor eszközök
A tranzisztor szabályozó egy vagy két elemet használ. Annak ellenére, hogy a feszültség ingadozása közben az áramkör egyszerű, a terhelési áram nem mindig stabil. Az egyik tranzisztor növekedésével az ellenállás feszültsége 0,5-0,6 V-ra emelkedik, majd a második tranzisztor működni kezd. Nyitáskor az első elem bezáródik, és az rajta áthaladó áram erőssége és nagysága csökken.
A második tranzisztornak bipolárisnak kell lennie.
Aáramkörök zener diódák cseréjével alkalmaz:
- VD1 és VD2 diódák;
- R1 ellenállás;
- R2 ellenállás.
A LED elem révén az áramellátást az R2 ellenállás állítja be. Az I - V jellemző lineáris szakaszának eléréséhez az R1 ellenállást az alaptranzisztor áramára vonatkoztatva kell használni. Annak érdekében, hogy a tranzisztor fenntartsa a stabilitást, a tápfeszültség nem lehet kevesebb, mint a diódák teljes feszültsége + 2-2,5 V.
A 3 m-es soros csatlakozású, egyenes vonalú, 3,1 V feszültségű diódán keresztül 30 mA áram eléréséhez 12 V-os tápellátást kell biztosítani.Az ellenállás ellenállásának 20 ohmnak kell lennie, 18 mW disszipációs teljesítményének.
Az áramkör normalizálja az elemek működési módját, csökkenti az áramerősséget.
Áramkör szovjet tranzisztorokkal. A szovjet KT940 vagy KT969 megengedett feszültsége 300 V-ig terjedhet, ami akkor megfelelő, ha a fényforrás erős SMD elem. Az aktuális paramétereket az ellenállás állítja be. A zener-dióda feszültsége 5,1 V, teljesítménye pedig 0,5 V.
Az áramkör mínusz a feszültség csökkenése a növekvő áramszilárdság mellett. Ez kiküszöbölhető, ha a bipoláris tranzisztorot kicserélik egy alacsony ellenállású paraméterekkel rendelkező MOSFET-re. Egy erős diódát egy IRF7210 elem vált fel 12 A-val vagy IRLML6402 elemmel 3,7 A-val.
Terepi stabilizátorok
A mezőelemet rövidített forrás és kapu, valamint egy integrált csatorna különbözteti meg. 3 pólusú polevik (IRLZ 24) használatakor a bemeneti feszültség 50 V, a kimeneten 15,7 V feszültség van.
A földpotenciált a feszültség táplálására használják. A kimeneti áram paraméterei a kezdeti leeresztőáramtól függenek, és nem kapcsolódnak a forráshoz.
Vonal eszközök
A stabilizátor vagy az állandó áram elosztó instabil feszültséget fogad el. A kimeneten a lineáris eszköz igazítja azt. Az ellenállás-paraméterek állandó változtatásának az elvén működik, hogy kiegyenlítsék a kimeneti teljesítményt.
A működés előnyei között szerepel a minimális alkatrészszám, az interferencia hiánya. Hátránya az alacsony hatékonyság, a bemeneti és a kimeneti teljesítmény különbségével.
Ferrorezonancia eszköz
Az elavult modell váltakozó áramának stabilizátora, amelynek körét kondenzátor és két tekercs képviseli - telítetlen és telített maggal. A telített (induktív) magra DC feszültséget kell alkalmazni, amely független az áram paramétereitől. Ez megkönnyíti az adatok kiválasztását a második tekercshez és a tápegység stabilizálásának kapacitási tartományát.
Az eszköz a lengés elvén működik, amelyet azonnal nehéz megállítani, vagy annál erősebb lengni. A feszültség táplálása tehetetlenséggel történik, ezért lehetséges a terhelés csökkenése vagy az áramkör szakadása.
Az áramtükör áramkörének jellemzői
Egy áramtükör vagy reflektor párosított tranzisztorokra épül, azaz azonos paraméterekkel. Előállításukhoz egy LED félvezető kristályt használnak.
Az aktuális tükör vázlata az Ebers-Mall egyenlet szerint.A működés alapelve az, hogy a tranzisztor alapjait egyesítik, és a kibocsátók egy erőbuszra dobják. Ennek eredményeként az alap-tranzisztor-emitter kapcsoló tranziens feszültségének paraméterei azonosak.
Az áramkör előnyei az egyenlő stabilitási tartomány és az ellenállás-emitter közötti feszültségcsökkenés hiánya. A paramétereket az áram alapján könnyebben lehet beállítani. Hátránya az Earley-hatás - a kimeneti feszültségnek a kollektorhoz való kötődése és rezgései.
Wilson tüköráramkör.Az áramtükör stabilizálhatja a kimeneti áram állandó értékét, és az alábbiak szerint valósul meg:
- Az 1. és az 1. tranzisztorok a standard áramtükrök elve szerint kerülnek beépítésre.
- A 3. tranzisztor rögzíti az 1. elem kollektorpotenciálját a dióda feszültségcsökkenési paraméterének kétszeresével.
- Ez kevesebb lesz, mint a tápfeszültség, amely elnyomja az Earley-effektust.
- Az 1. tranzisztor kollektorát használják az áramkör üzemmódjának meghatározására.
- A kimeneti áram a 2. tranzisztor függvénye.
- A 3. sz. Tranzisztor a kimeneti áramot váltakozó feszültségre alakítja.
A 3. számú tranzisztor nem koordinálható a többivel.
Kompenzációs feszültségszabályozó
Az egyenirányító a feszültség visszacsatoló áramköre szerint működik. A teljes vagy részleges feszültség megegyezik a tartóval. Ennek eredményeként a stabilizátor hibafeszültség-paramétereket generál, kiküszöböli a LED-ek fényerősségének ingadozásait. Az eszköz a következő elemekből áll:
- Egy vezérlőelem vagy tranzisztor, amely a terhelési ellenállással együtt feszültség-megosztót alkot. A tranzisztor emitter indexének 1,2-szer meg kell haladnia a terhelési áramot.
- Erősítő - vezérli a RE-t, amelyet a 2. sz. Tranzisztor alapján hajtanak végre. Az alacsony fogyasztású elem megegyezik a kompozit alapelv szerinti erőteljes elemmel.
- Támogatási feszültségforrás - egy paraméteres típusú stabilizátort használnak az áramkörben. Kiegyenlíti a zener-dióda és az ellenállás feszültségét.
- További források.
- Kondenzátorok - a pulzációk kiegyenlítésére, a hamis gerjesztés kiküszöbölésére.
A kompenzációs feszültség-stabilizátorok azon az elven működnek, amely növeli a bemeneti feszültséget az áramok további növelésével. Az első tranzisztor bezárása növeli a kollektor-kibocsátó zóna ellenállását és feszültségét. A terhelés feloldása után egyenlő a névleges értékkel.
Chip eszközök
Az eszközök stabilizálásához a 142EN5 vagy az LM317 chipet használják. Ez lehetővé teszi a feszültség kiegyenlítését, a visszacsatoló áramkörön keresztül a terhelési áramhálózathoz csatlakoztatott érzékelő jeleinek átvételével.
Az ellenállást érzékelőként használja, amelyen a szabályozó állandó feszültséget és terhelési áramot képes fenntartani. Az érzékelő ellenállása kisebb, mint a terhelési ellenállás. Az áramkört töltőkhöz használják, rajta egy LED-es lámpa is van.
Impulzus stabilizátorok
Az impulzuskészüléket nagy hatékonyság jellemzi, és a minimális bemeneti feszültség paraméterekkel magas feszültséget teremt a fogyasztók számára. Az összeszereléshez a MAX 771 chip kerül felhasználásra.
Az áram erősségének szabályozására egy vagy két konverter lesz. Az egyenirányító elválasztója igazítja a mágneses teret, csökkentve a megengedett feszültség frekvenciáját. A tekercs áramellátása érdekében a LED elem jelet továbbít a tranzisztorokhoz. A kimeneti stabilizálást egy másodlagos tekercs segítségével hajtják végre.
Hogyan készítheti el a LED-ek áramerősség-stabilizálóját?
A LED-eknek a saját kezével történő stabilizálása többféle módon történik. A kezdőnek ajánlott egyszerű sémákkal dolgozni.
Illesztőprogram alapú
Ki kell választania egy olyan chipet, amelyet nehéz kiégni - LM317. Stabilizátorként fog szolgálni. A második elem egy változó ellenállás, 0,5 kOhm ellenállású, három vezetékkel és egy beállítógombbal.
Az összeszerelést az alábbi algoritmus szerint hajtjuk végre:
- Forrasztjuk meg a vezetőket az ellenállás középső és szélső kapcsa felé.
- Állítsa a multimétert ellenállás üzemmódba.
- Mérje meg az ellenállás paramétereit - ezeknek 500 Ohnak kell lenniük.
- Ellenőrizze a csatlakozások folytonosságát és szerelje vissza az áramkört.
A kimenet egy 1,5 A teljesítményű modul lesz. Az áram 10 A-ig történő növeléséhez hozzáadhat egy terepi dolgozót.
Autó stabilizátor
A működéshez egy lineáris eszközre lesz szüksége L7812 mikroáramkör, két csatlakozó, 100n kondenzátor (1-2 db), Textolit anyagból és egy hőre zsugorodó csőből. Az előállítás lépésről lépésre történik:
- Az L7805 sémájának kiválasztása az adatlapból.
- Vágja le a megfelelő méretű darabot a NYÁK-ból.
- Jelölje meg a pályákat csavarhúzóval bevágásokkal.
- Forrasztja meg az elemeket úgy, hogy a bemenet balra és a kimenet jobbra legyen.
- Tedd ki a testet a hőcsőből.
A stabilizáló készülék akár 1,5 A terhelést is képes ellenállni, egy radiátorra szerelt.
Az autótestet radiátorként használják úgy, hogy a ház központi kimenetét mínuszhoz kötik.
Az áramerősség-stabilizátor kiszámításának árnyalata
A stabilizátort az U stabilizációs feszültség és az átlagos áram alapján számítják ki. Például a bemeneti elválasztó feszültsége 25 V, a kimenetnek 9 V. A számítások tartalmazzák:
- A referencia-zener-dióda kiválasztása. Összpontosítson a stabilizációs feszültségre: D814V.
- Keresse meg az I átlagos áramot a táblázatban. Ez egyenlő 5 mA-val.
- A tápfeszültség kiszámítása a bemenet és a kimenet stabil feszültségének különbségeként: UR1 = Uin - Uout vagy 25-9 = 16 V.
- A kapott értéket Ohm törvénye szerint el kell osztani a stabilizációs árammal az R1 = UR1 / Ist vagy 16 / 0,005 = 3200 Oh, vagy 3,2 kOhms képlet szerint. Az elem értéke 3,3 kOhm.
- A maximális teljesítmény kiszámítása a következő képlettel: PR1 = UR1 * Ist, vagy 16x0,005 = 0,08.
A zener dióda árama és a kimeneti áram áthalad az ellenálláson, tehát teljesítményének kétszer nagyobbnak kell lennie (0,16 kW). A táblázat alapján ez a névleges teljesítmény 0,25 kW-nak felel meg.
A LED-készülékek stabilizátorának önálló összeszerelése csak az áramkör ismeretével lehetséges. A kezdőket arra ösztönzik, hogy használják egyszerű algoritmusokat. Az elemet teljesítmény alapján lehet kiszámítani az iskolai fizika tanfolyamán szereplő képletek alapján.
