Torgholodmash.ru

ТоргХолодМаш
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Простой светодиодный драйвер с ШИМ входом

Простой светодиодный драйвер с ШИМ входом

Светодиодный драйвер с ШИМ входом Poorman

Мощные светодиоды 1 Вт и выше сейчас совсем недорогие. Я уверен, что многие из вас используют такие светодиоды в своих проектах.

Однако питание таких светодиодов по-прежнему не такое простое и требует специальных драйверов. Готовые драйвера удобны, но они не регулируемые, или зачастую их возможности излишни. Даже возможности моего собственного универсального светодиодного драйвера могут быть лишними. Некоторые проекты требуют самого простого драйвера, возможности которого хватит.

Poorman’s Buck – простой светодиодный драйвер постоянного тока.

Этот светодиодный драйвер построен без микроконтроллера или специализированной микросхемы. Все используемые детали легкодоступные.

Хотя драйвер задумывался как самый простой, я добавил функцию регулировки тока. Ток может подстраиваться регулятором, установленным на плате или ШИМ сигналом. Это делает драйвер идеальным для использования с Arduino или другими управляющими устройствами — вы можете управлять мощными светодиодами микроконтроллером, просто отправляя ШИМ сигнал. С Arduino вы можете просто подавать сигнал с «AnalogWrite ()» для управления яркостью мощных светодиодов.

Светодиодный драйвер с ШИМ входом Poorman

Особенности драйвера

Работа по схеме buck-конвертера (импульсного понижающего (step-down) преобразователя)
Широкий диапазон выходных напряжения от 5 до 24В. Питание от батарей и адаптеров переменного тока.
Настраиваемый выходной ток до 1А.
Метод контроля тока «цикл за циклом»
До 18Вт выходной мощности (при напряжении питания 24В и шестью 3 Вт светодиодами)
Контроль тока при помощи потенциометра.
Контроль тока может быть использован как встроенный диммер.
Защита от короткого замыкания на выходе.
Возможность управления ШИМ сигналом.
Маленькие размеры — всего 1х1,5х0,5 дюйма(без учета ручки потенциометра).

Светодиодный драйвер с ШИМ входом Poorman

Схема светодиодного драйвера

Схема построена на очень распространенном интегральном двойном компараторе LM393, включённым по схеме понижающего преобразователя.

Индикатор выходного тока сделан на R10 и R11. В результате напряжение пропорционально току в соответствии с законом Ома. Это напряжение сравнивается с опорным напряжением на компараторе. Когда Q3 открывается, ток течёт через L1, светодиоды и резисторы R10 и R11. Индуктор не позволяют току повышаться резко, поэтому ток возрастает постепенно. Когда напряжение на резисторе повышается, напряжение на инвертирующем входе компаратора также увеличивается. Когда оно становится выше опорного напряжения, Q3 закрывается и ток через него перестаёт течь.

Поскольку индуктор «заряжен», в схеме остаётся ток. Он течет через диод Шоттки D3 и питает светодиоды. Постепенно этот ток затухает и цикл начинается снова. Этот метод контроля тока называется «цикл за циклом». Также этот метод имеет защиту от короткого замыкания на выходе.
Весь этот цикл происходит очень быстро — более чем 500 000 раз в секунду. Частота этих циклов изменяется в зависимости от напряжения питания, прямого падения напряжения на светодиоде и тока.

Опорное напряжение создается обычным диодом. Прямое падение напряжения на диоде составляет около 0,7В и после диода напряжение остаётся постоянным. Затем это напряжение регулируется потенциометром VR1 для контроля выходного тока. При помощи потенциометра выходной ток можно изменять в диапазоне около 11:01 или от 100% до 9%. Это очень удобно. Иногда после установки светодиодов они оказываются намного ярче, чем ожидалось. Вы можете просто уменьшить ток для получения необходимой вам яркости. Вы можете заменить потенциометр двумя обычными резисторами, если вы хотите установить яркость светодиодов один раз.

Преимущество такого регулятора в том, что он контролирует выходной ток без «сжигания» избыточной энергии. Энергии от источника питания берётся только столько, сколько нужно, чтобы получить необходимый выходной ток. Немного энергии теряется из-за сопротивления и других факторов, но эти потери минимальны. Такой конвертер имеет эффективность 90% и выше.
Этот драйвер при работе мало греется и не требует теплоотвода.

Читать еще:  Как регулировать цвета экрана на ноутбуке

Настройка выходного тока

Драйвер может быть настроен на выходной ток от 350 мА до 1А. Изменяя значение R2 и подключая сопротивление R11, вы можете изменить выходной ток.

Необходимые материалы и инструменты

Для того, чтобы собрать самодельный драйвер, потребуются:

  • Паяльник мощностью 25-40 Вт. Можно использовать и большей мощности, но при этом возрастает опасность перегрева элементов и выхода их из строя. Лучше всего использовать паяльник с керамическим нагревателем и необгораемым жалом, т.к. обычное медное жало довольно быстро окисляется, и его приходится чистить.
  • Флюс для пайки (канифоль, глицерин, ФКЭТ, и т.д.). Желательно использовать именно нейтральный флюс, — в отличие от активных флюсов (ортофосфорная и соляная кислоты, хлористый цинк и др.), он со временем не окисляет контакты и менее токсичен. Вне зависимости от используемого флюса после сборки устройства его лучше отмыть с помощью спирта. Для активных флюсов эта процедура является обязательной, для нейтральных — в меньшей степени.
  • Припой. Наиболее распространенным является легкоплавкий оловянно-свинцовый припой ПОС-61. Бессвинцовые припои менее вредны при вдыхании паров во время пайки, но обладают более высокой температурой плавления при меньшей текучести и склонностью к деградации шва со временем.
  • Небольшие плоскогубцы для сгибания выводов.
  • Кусачки или бокорезы для обкусывания длинных концов выводов и проводов.
  • Монтажные провода в изоляции. Лучше всего подойдут многожильные медные провода сечением от 0.35 до 1 мм2.
  • Мультиметр для контроля напряжения в узловых точках.
  • Изолента или термоусадочная трубка.
  • Небольшая макетная плата из стеклотекстолита. Достаточно будет платы размерами 60х40 мм.

Схема подключения

Есть случаи, когда нет необходимости регулировать яркость осветительных приборов в помещении или другом пространстве. Тогда схема подключения драйвера достаточно проста. Светодиоды подключаются последовательно. В одной цепочке может быть от 1 до 8 штук осветительных приборов. Она подключается к одному выходу драйвера. Такая схема самая оптимальная. Любой повышающий драйвер для светодиода, будь он самодельный или нет, служит источником постоянного тока, но не напряжения. Это значит, что включать в схему специальный резистор, который будет ограничивать поступление тока, нет необходимости. На выходе драйвера устанавливается определенное напряжение (В) и мощность (Вт). Их величина зависит от количества подключенных осветительных приборов в цепочке.

Схема подключения драйвера

Токоограничиющий резистор включается в схему, если светодиоды подключены и последовательно, и параллельно. Такие случаи бывают, когда нужно подключить более 8 осветительных приборов. Так светодиоды подсоединяют последовательно в отдельные цепи, которые связаны между собой параллельным подключением. Входное напряжение драйвера может быть в диапазоне от 2 до 18 В. А выходное – на 0,5 вольт меньше, чем изначальное. Напряжение падает на полевом транзисторе.

Как рассчитать

Для правильной организации электрической цепи важно рассчитать выходные параметры. На основе полученных данных реализуется подбор конкретной модели.

Тематическое видео: Как подобрать драйвер для светодиодного светильника.

Расчет начинается с рассмотрения светодиодов с учетом их напряжения и тока. Характеристики можно увидеть в документах. К примеру, используются диоды напряжением 3,3 В с током 300 мА. Необходимо создать светильник, в котором три светодиода расположены один за другим последовательно. Рассчитывается падение напряжение в цепи: 3,3 * 3 = 9,9 В. Ток в данном случае остается постоянным. Значит пользователю потребуется драйвер с выходным напряжением 9,9 В и силой тока 300 мА.

Читать еще:  Синхронизация музыки вконтакте с яндекс

Конкретно такой блок найти не удастся, поскольку современные приборы рассчитаны на использование в некотором диапазоне. Ток прибора может быть немного меньше, лампа будет менее яркой. Превышать ток запрещено, поскольку такой подход способен вывести прибор из строя.

Теперь требуется определить мощность устройства. Хорошо, если она будет превышать нужный показатель на 10-20%. Расчет мощности осуществляется по формуле, умножая рабочее напряжение на ток: 9,9 * 0,3 = 2,97 Вт.

Описание драйвера для питания светодиодов

Как подобрать продукцию под ваши задачи

Условия поставки и цены

В этом разделе можно ознакомиться с нашей коммерческой политикой по работе с партнерами, а так же скачать прайс-листы на товары.

подбор по аналогам

Мы разработали для вас удобный сервис подбора продукции, который позволит найти наиболее подходящий для вас товар без сравнения по параметрам.

“Аргос-Электрон” более 10 лет производит и поставляет источники питания, за это время компания заслужила высокий авторитет в России. Среди клиентов компании Фонд реформирования ЖКХ и коммунального хозяйства Российской Федерации в Москве, Минстрой РФ, управляющие компании и ТСЖ по всей стране. Источники питания Аргос рассчитаны на различные условия эксплуатации, имеют гарантию 5 лет и срок службы свыше 50 000 часов.

Драйвер для светодиодного освещения

Светодиодное освещение требует стабильный источник тока и применения специализированных драйверов. Это могут быть драйверы, которые работают от сети 220В/50Гц или сети постоянного тока. Главная задача светодиодного драйвера — обеспечить на выходе постоянный стабильный ток, независимо от изменения питающего напряжения и количества светодиодов в цепи. От алгоритма работы драйвера зависит срок службы светодиодов и надежность системы освещения в целом.

Импортные светодиодные драйверы

Практически всеми российскими и зарубежными компаниями, работающими на рынке светодиодных драйверов, используется микросхема Supertex HV9961 из-за их низкой стоимости.

Главным образом микросхема предназначена для низкобюджетных светильников, систем уличного освещения и транспорта, где не требуется высокая стабильность выходного тока, и где время жизни светильника не так важно. Микросхема HV9961 удобна наличием собственного встроенного регулятора напряжения, который позволяет питать ее от дросселя или трансформатора без применения дополнительной обмотки, имеет регулировку яркости, но не имеет защиты от короткого замыкания.

Микросхема стабилизирует ток по пиковому значению. Значение тока снимается непосредственно с резистора датчика тока RCS, ток поступает на компаратор и сравнивается с опорным сигналом 250 мВ. Если напряжение на RCS превышает 250 мВ, происходит выключение ключа Q1. При одной и той же ширине импульса и при одном и том же пиковом значении величина среднего тока может отличаться в пределах 2-х раз (Рис. 1).

1.png

Рис. 1. Ошибка усредненного тока, возникающая при управлении по пиковому току, используемому микросхемой HV9910.

Отечественный светодиодный драйвер К1939ВК034 (An9961)

АО «Ангстрем» разработал вариант светодиодного драйвера К1939ВК034 (An9961), который совместим с HV9961 по выводам и схеме использования, и имеет управление по среднему току индуктора. К1939ВК034 (An9961) имеет блок плавного запуска, исключающий скачки тока при включении. Компаратор поддерживает прерывистый режим «hiccup», который ограничивает ток и защищает от короткого замыкания на выходе (рис. 2). Микросхема периодически тестирует выходные цепи на отсутствие короткого замыкания и в случае его возникновения включается в нормальный режим только после устранения КЗ.

Читать еще:  Отключить синхронизацию папок в виндовс

2.png

Рис. 2. Блок схема микросхемы К1939ВК034 (An9961).

У драйвера К1939ВК034 (An9961) широкий диапазон питания – от 8 д 450 В, и высокая точность стабилизации тока светодиодов – ±3%. При подаче на вход VIN (рис. 3) питающего напряжения, ток светодиодов не превышает расчетного значения (Рис. 4). В К1939ВК034 (An9961) снижено типовое значение напряжения UVLO до 6,25 В, что позволило применять микросхему в источниках света автомобилей при снижении входного напряжения VIN из-за разрядки аккумуляторов. В результате применения К1939ВК034 (An9961) Южно-Корейскому производителю авто электроники удалось повысить надежность работы фар даже при сильно разряженном аккумуляторе.

Контроллер К1939ВК034 (An9961) можно применять в самых разных устройствах:

  • В качестве светодиодной подсветки для ЖК-дисплеев;
  • Как универсальный источник постоянного тока;
  • В светодиодных панелях и табло;
  • В архитектурном и декоративном светодиодном освещении;
  • В уличном светодиодном освещении.

3.jpgб 4.jpg

Рис. 3. Назначение выводов микросхемы К1939ВК034 (An9961) в корпусах а) SO-8, б) SO-16

5.jpg

Рис. 4. Типичные вольт-амперные характеристики LED-драйверов К1939ВК034 (An9961) и Supertex HV9961.

Серия LED-драйверов разработки и производства АО «Ангстрем»

К1939ВК034 (An9961) дополнила серию LED-драйверов «Ангстрема»: An9931, An9911, An9921, An9922, An9923 (табл.1), расширив возможности применения отечественных драйверов в различных светотехнических устройствах.

Способ монтажа драйвера

Сам драйвер может быть соединен со светодиодной платой двумя способами: DoB и Constant.

DoB

DoB (Driver on Board) означает “драйвер на плате”. При таком способе монтажа большая часть или все элементы драйвера наносятся на плату со светодиодами, а не на отдельную. DoB драйвера более бюджетные и позволяют сэкономить место в корпусе лампы, однако размещение драйвера на плате со светодиодами приводит к перегреванию элементов. Поэтому лампы с драйверами DoB по сравнению с лампами с драйвером Constant имеют меньший срок эксплуатации.

Способ DoB встречается практически во всех LED лампочках и светильниках из-за его дешёвого производства. Однако для многих LED светильников с компактным корпусом (таких как прожекторы) способ DoB является единственным возможным решением.

Драйвер DoB – это драйвер, электронные компоненты которого установлены на плату со светодиодами.

DoB Linear IC драйвер.

Constant

Constant, или встречается название Isolated (изолированный), драйвер – это также драйвер, электронные компоненты которого нанесены на отдельную плату, а не на плату со светодиодами. Такой способ установки более дорогостоящий и требует дополнительного места, но обеспечивает лучшее охлаждение светильника и продлевает срок его службы.

Способ Constant встречается в филаментных лампах, водонепроницаемых ЖКХ светильниках, мебельных светильниках.

Драйвер Constant – это драйвер, который расположен отдельно от платы со светодиодами.

Constant IC драйвер.

Важно запомнить, что IC, Linear IC и Linear — это типы драйвера, а DoB и Constant — это способы его размещения.

Самым надёжным, но и дорогим вариантом является Constant IC драйвер. С ним лампа будет работать не один год и проявлять устойчивость не только к перепадам напряжения в сети в широком диапазоне, но и к перепадам силы тока.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector