Περιοριστής οδηγού για φακό LED
Στο προηγούμενο σπιτικό «Επαναφορτιζόμενο φακό - επιτραπέζιο φωτιστικό"Θεωρήθηκε, συμπεριλαμβανομένης της αλλαγής στη μήτρα LED στο φερμουάρ που αγοράσατε. Ο στόχος της αναθεώρησης ήταν να αυξηθεί η αξιοπιστία της πηγής φωτός, αλλάζοντας το διάγραμμα σύνδεσης των LED, από παράλληλο σε συνδυασμό.
Οι λυχνίες LED είναι πολύ πιο απαιτητικές σε μια πηγή ενέργειας από άλλες πηγές φωτός. Για παράδειγμα, η υπέρβαση του ρεύματος κατά 20% θα μειώσει τη διάρκεια ζωής του αρκετές φορές.
Το κύριο χαρακτηριστικό των LED, που καθορίζουν τη φωτεινότητα της λάμψης τους, δεν είναι τάση, αλλά τρέχουσα. Προκειμένου οι λυχνίες LED να επιλύσουν τον δηλωμένο αριθμό ωρών με εγγύηση, απαιτείται ένας οδηγός που σταθεροποιεί το ρεύμα που διέρχεται από το κύκλωμα LED και διατηρεί μια σταθερή φωτεινότητα για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Για τις δίοδοι εκπομπής φωτός χαμηλής ισχύος, είναι δυνατή η χρήση τους χωρίς οδηγό, αλλά στην περίπτωση αυτή, οι περιοριστικοί αντιστάτες παίζουν το ρόλο τους. Μία τέτοια σύνδεση χρησιμοποιήθηκε στο παραπάνω σπιτικό προϊόν. Αυτή η απλή λύση προστατεύει τα LED από το να υπερβούν το επιτρεπόμενο ρεύμα εντός της ονομαστικής παροχής ισχύος, αλλά δεν υπάρχει σταθεροποίηση.
Σε αυτό το άρθρο, εξετάζουμε την ευκαιρία να βελτιώσουμε τον παραπάνω σχεδιασμό και να βελτιώσουμε τις λειτουργικές ιδιότητες ενός φακού που τροφοδοτείται από μια εξωτερική μπαταρία.
Για να σταθεροποιήσουμε το ρεύμα μέσω των LED, προσθέτουμε έναν απλό γραμμικό οδηγό στο σχεδιασμό της λάμπας - έναν σταθεροποιητή ρεύματος με ανατροφοδότηση. Εδώ, το ρεύμα είναι η κύρια παράμετρος και η τάση τροφοδοσίας του συγκροτήματος LED μπορεί να μεταβάλλεται αυτόματα εντός ορισμένων ορίων. Ο οδηγός παρέχει σταθεροποίηση του ρεύματος εξόδου με ασταθή τάση εισόδου ή διακυμάνσεις τάσης στο σύστημα και το ρεύμα ρυθμίζεται ομαλά χωρίς τη δημιουργία παρεμβολών υψηλής συχνότητας που είναι συνυφασμένες με τους σταθεροποιητές παλμών. Το σχέδιο ενός τέτοιου οδηγού είναι εξαιρετικά απλό στην κατασκευή και τη διαμόρφωση, αλλά η χαμηλότερη απόδοση (περίπου 80%) είναι ένα τέλος γι 'αυτό.
Για να αποφευχθεί μια κρίσιμη απόρριψη της πηγή ισχύος (κάτω από 12 V), η οποία είναι ιδιαίτερα επικίνδυνη για τις μπαταρίες λιθίου, εισάγουμε επιπλέον μια ένδειξη της οριακής απόρριψης στο κύκλωμα ή την αποσύνδεση της μπαταρίας σε χαμηλή τάση.
Κατασκευή οδηγών
1. Για την επίλυση αυτών των προτάσεων, θα παράγουμε το ακόλουθο κύκλωμα τροφοδοσίας για τη μήτρα LED.
Το ρεύμα τροφοδοσίας της μήτρας LED διέρχεται μέσω του ρυθμιστικού τρανζίστορ VT2 και της περιοριστικής αντίστασης R5. Το ρεύμα μέσω του τρανζίστορ ελέγχου VT1 ρυθμίζεται από την επιλογή της αντίστασης R4 και μπορεί να ποικίλει ανάλογα με τη μεταβολή στην πτώση τάσης κατά μήκος της αντίστασης R5, που επίσης χρησιμοποιείται ως αντίσταση ανατροφοδότησης ρεύματος. Όταν αυξάνεται το ρεύμα στο κύκλωμα, τα LED, VT2, R5, για οποιονδήποτε λόγο, αυξάνουν την πτώση τάσης κατά μήκος του R5. Η αντίστοιχη αύξηση της τάσης με βάση το τρανζίστορ VT1, ανοίγει, μειώνοντας έτσι την τάση με βάση το VT2. Και αυτό καλύπτει το τρανζίστορ VT2, μειώνοντας και σταθεροποιώντας αυτό το ρεύμα μέσω των LED. Με μείωση του ρεύματος στις λυχνίες LED και VT2, οι διαδικασίες συνεχίζονται με την αντίστροφη σειρά. Έτσι, λόγω της ανατροφοδότησης, όταν η τάση στην πηγή ισχύος αλλάζει (από 17 σε 12 βολτ) ή οι πιθανές αλλαγές στις παραμέτρους του κυκλώματος (θερμοκρασία, βλάβη της λυχνίας LED), το ρεύμα μέσω των LED είναι σταθερό κατά τη διάρκεια ολόκληρης της περιόδου εκφόρτισης της μπαταρίας.
Στον ανιχνευτή τάσης, συναρμολογείται ένα εξειδικευμένο chip DA1, μια συσκευή ελέγχου τάσης. Ο μικροκυκλώνας λειτουργεί ως εξής. Στην ονομαστική τάση, το τσιπ DA1 είναι κλειστό και βρίσκεται σε αναμονή. Όταν η τάση μειώνεται στον ακροδέκτη 1 που είναι συνδεδεμένος στο ελεγχόμενο κύκλωμα (στην περίπτωση αυτή, η πηγή ενέργειας) σε μια ορισμένη τιμή, ο ακροδέκτης 3 (εντός του μικροκυκλώματος) συνδέεται στον ακροδέκτη 2 που είναι συνδεδεμένος σε ένα κοινό καλώδιο.
Το παραπάνω διάγραμμα έχει διάφορες επιλογές εναλλαγής.
Επιλογή 1 Εάν συνδεθεί η ενδεικτική λυχνία (LED1 - R3) που είναι συνδεδεμένη με το θετικό καλώδιο στον ακροδέκτη 3 (σημείο Α) (βλέπε το διάγραμμα κυκλώματος), έχουμε την ένδειξη της μέγιστης απόρριψης της μπαταρίας. Όταν η τάση τροφοδοσίας πέσει σε μια συγκεκριμένη τιμή (στην περίπτωση μας 12 V), η λυχνία LED1 θα ανάψει, σηματοδοτώντας την ανάγκη για φόρτιση της μπαταρίας.
Επιλογή 2 Αν το σημείο Α είναι συνδεδεμένο με το σημείο Β, τότε όταν φτάσει μια χαμηλή τάση (12 V) στην μπαταρία, θα αποσυνδέσουμε αυτόματα τη μήτρα LED από την παροχή ρεύματος. Ο ανιχνευτής τάσης, τσιπ DA1, όταν επιτευχθεί η τάση ελέγχου, συνδέει τη βάση του τρανζίστορ VT2 με ένα κοινό καλώδιο και κλείνει το τρανζίστορ αποσυνδέοντας τη μήτρα LED. Όταν ο φακός επανενεργοποιηθεί σε χαμηλή τάση (μικρότερη από 12 V), οι λυχνίες LED της λυχνίας ανάβουν για μερικά δευτερόλεπτα (λόγω φόρτισης / εκφόρτισης C1) και σβήνουν ξανά, καθώς η ένδειξη της μπαταρίας είναι χαμηλή.
Επιλογή 3Όταν συνδυάζετε τις επιλογές 2 και 3, όταν η μήτρα LED είναι απενεργοποιημένη, η λυχνία LED1 θα ανάψει.
Τα κυριότερα πλεονεκτήματα των κυκλωμάτων ανίχνευσης τάσης είναι η απλότητα της σύνδεσης κυκλώματος (δεν απαιτούνται σχεδόν καθόλου πρόσθετα εξαρτήματα σύνδεσης) και η εξαιρετικά χαμηλή κατανάλωση ενέργειας (μερίδιο μικροαμπέρ) σε κατάσταση αναμονής (σε κατάσταση αναμονής).
2. Συγκροτούμε το κύκλωμα του οδηγού στην πλακέτα κυκλώματος.
Εκτελούμε την εγκατάσταση των VT1, VT2, R4. Συνδέουμε ως φορτίο τη μήτρα LED, η οποία εξετάζεται στην αρχή του άρθρου. Περιλαμβάνουμε ένα χιλιοστόμετρο στο κύκλωμα τροφοδοσίας των LED. Για να ελέγξουμε και να ρυθμίσουμε το κύκλωμα σε σταθερή και ειδική τάση, το συνδέουμε σε μια ρυθμιζόμενη πηγή ισχύος. Επιλέγουμε την αντίσταση της αντίστασης R5, η οποία επιτρέπει τη σταθεροποίηση του ρεύματος μέσω των LED σε όλο το εύρος της προγραμματισμένης ρύθμισης (από 12 έως 17 V). Για την αύξηση της απόδοσης, αρχικά εγκαταστάθηκε ένας αντιστάτης R5 ονομαστικής τιμής 3,9 ohms (βλ. Φωτογραφία), αλλά η σταθεροποίηση του ρεύματος σε ολόκληρη την περιοχή (με εγκατεστημένα εξαρτήματα) απαιτούσε ονομαστική τιμή 20 ohms, δεδομένου ότι δεν υπήρχε αρκετή τάση για ρύθμιση της VT1 από για χαμηλή κατανάλωση ρεύματος της μήτρας LED.
Το τρανζίστορ VT1 είναι επιθυμητό να επιλέγεται με ένα μεγάλο συντελεστή μετάδοσης ρεύματος βάσης. Το τρανζίστορ VT2 πρέπει να παρέχει ένα αποδεκτό ρεύμα συλλέκτη που υπερβαίνει το ρεύμα της μήτρας LED και την τάση λειτουργίας.
3. Προσθέστε τον περιοριστή του κυκλώματος δείκτη στην πλακέτα κυκλώματος. Τα μικροκυκλώματα ανιχνευτών τάσης είναι διαθέσιμα για διάφορες τιμές ελέγχου τάσης. Στην περίπτωσή μας, εξαιτίας της έλλειψης μικροκυκλώματος 12 V, χρησιμοποίησα το διαθέσιμο στα 4.5 V (που συχνά συναντάμε σε οικιακές συσκευές - τηλεοράσεις, βίντεο). Για το λόγο αυτό, για τον έλεγχο της τάσης των 12 V, προσθέτουμε στο κύκλωμα ένα διαιρέτη τάσης για τη σταθερή αντίσταση R1 και τη μεταβλητή R2, η οποία είναι απαραίτητη για την τελειοποίηση στην επιθυμητή τιμή. Στην περίπτωσή μας, ρυθμίζοντας το R2, επιτυγχάνουμε τάση 4,5 V στον ακροδέκτη 1 του DA1 με τάση 12,1 ... 12,3 V στον δίαυλο ισχύος. Ομοίως, όταν επιλέγετε διαιρέτη τάσης, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε και άλλα παρόμοια μικροκυκλώματα - ανιχνευτές τάσης, διάφορες εταιρείες, ονόματα και τάσεις ελέγχου.
Αρχικά, ελέγξουμε και ρυθμίσουμε το κύκλωμα να λειτουργεί σύμφωνα με την ενδεικτική λυχνία LED. Στη συνέχεια, ελέγξτε τη λειτουργία του κυκλώματος συνδέοντας τα σημεία Α και Β για να απενεργοποιήσετε τη μήτρα LED. Σταματάμε στην επιλεγμένη επιλογή (1, 2, 3).
4. Ετοιμάζουμε το κενό για την σανίδα εργασίας κόβοντας το επιθυμητό μέγεθος από μια τυπική γενική σανίδα.
5. Εκτελούμε την καλωδίωση του κυκλώματος εντοπισμού σφαλμάτων στην πλακέτα εργασίας.
6. Συνδέουμε τη μήτρα LED στην επιφάνεια εργασίας και ελέγξουμε τη λειτουργία του συγκροτήματος περιορισμού οδηγού, σε ολόκληρη την περιοχή της προγραμματισμένης ρύθμισης (από 12 έως 17 V), συνδέοντας τον οδηγό με μια ρυθμιζόμενη πηγή τροφοδοσίας. Με θετικά αποτελέσματα, ελέγξουμε τη λειτουργία του οδηγού που συνδέεται με την μπαταρία και ως μέρος της λάμπας της μπαταρίας. Επιπλέον ρύθμιση δεν απαιτείται συνήθως.
