فئات: إلكترونيات عملية, كل شيء عن المصابيح
مرات المشاهدة: 146268
تعليقات على المقال: 3
بعض مخططات الطاقة LED البسيطة
على الرغم من الاختيار الواسع في متاجر مصابيح LED ذات التصميمات المتنوعة ، تعمل شركة hams على تطوير خياراتها الخاصة لتوفير مصابيح LED فائقة السطوع بيضاء. تتلخص المهمة أساسًا في كيفية تشغيل مؤشر LED من بطارية واحدة فقط أو جهاز تجميع ، لإجراء البحوث العملية.
بعد الحصول على نتيجة إيجابية ، يتم تفكيك المخطط ، وتوضع التفاصيل في صندوق ، ويتم الانتهاء من التجربة ، ويترتب على الرضا الأخلاقي. في كثير من الأحيان ، يتوقف البحث عند هذا ، ولكن في بعض الأحيان تتجلى تجربة تجميع مجموعة معينة على اللوح في تصميم حقيقي ، يتم إعداده وفقًا لجميع القواعد الفنية. فيما يلي بعض الدوائر البسيطة التي طورها مشغلو الراديو ham.
في بعض الحالات ، يكون من الصعب للغاية تحديد من هو مؤلف المخطط ، حيث يظهر المخطط نفسه في مواقع مختلفة وفي مقالات مختلفة. غالبًا ما يكتب مؤلفو المقالات بصراحة أن هذه المقالة موجودة على الإنترنت ، لكن من قام بنشر هذا المخطط لأول مرة غير معروف. يتم نسخ العديد من المخططات ببساطة من لوحات الفوانيس الصينية نفسها.
مؤلف المقال الذي تقرأه لا يدعي أنه مؤلف الدوائر أيضًا ؛ إنه مجرد مجموعة صغيرة من الدوائر حول موضوع "LED".
لماذا نحتاج المحولات
الشيء هو أن انخفاض الجهد المباشر على LEDكقاعدة عامة ، لا تقل عن 2.4 ... 3.4V ، لذلك من بطارية واحدة ذات جهد 1.5V ، وحتى أكثر من بطارية ذات الجهد 1.2V ، فمن المستحيل ببساطة إضاءة LED. هناك طريقتان للخروج. إما استخدام بطارية من ثلاث خلايا كلفانية أو أكثر ، أو بناء أبسط على الأقل محول DC-DC.
إنه المحول الذي سيتيح لك تشغيل المصباح باستخدام بطارية واحدة فقط. هذا الحل يقلل من تكلفة إمدادات الطاقة ، وبالإضافة إلى ذلك يتيح لك استخدام أكثر اكتمالا تهمة خلية كلفانية: العديد من المحولات تعمل مع تفريغ بطارية عميق يصل إلى 0.7V! باستخدام محول يقلل أيضا من حجم المصباح.
أبسط دائرة لتشغيل الصمام
الدائرة هي مولد الحجب. هذه واحدة من دوائر الإلكترونيات الكلاسيكية ، لذلك ، مع تجميع مناسب وأجزاء قابلة للخدمة ، يبدأ العمل على الفور. الشيء الرئيسي في هذه الدائرة هو أن تقوم بتصفية المحول Tr1 بشكل صحيح ، وليس الخلط بين مراحل اللفات.
كقلب للمحول ، يمكنك استخدام حلقة الفريت من اللوحة من غير صالحة للاستعمال مصباح الفلورسنت الموفر للطاقة. يكفي لف عدة لفات من الأسلاك المعزولة وتوصيل اللفات ، كما هو مبين في الشكل أدناه.
يمكن تلف المحول بسلك لولبي من النوع PEV أو PEL لا يزيد قطره عن 0.3 مم ، مما سيتيح وضع مزيد من المنعطفات ، على الأقل 10 ... 15 ، على الحلقة ، مما سيؤدي إلى تحسين تشغيل الدائرة قليلاً.
يجب أن يتم لف اللفات في سلكين ، ثم توصيل طرفي اللفات ، كما هو موضح في الشكل. يشار إلى بداية اللفات في الرسم البياني بواسطة نقطة. ك الترانزستور يمكنك استخدام أي موصلية ترانزستور منخفضة الطاقة n-p-n: KT315 و KT503 وما شابه. أصبح من السهل الآن العثور على ترانزستور مستورد ، مثل BC547.
إذا لم يكن الترانزستور في بنية n-p-n في متناول اليد ، فيمكنك التقديم pnp الموصلية الترانزستورعلى سبيل المثال KT361 أو KT502. ومع ذلك ، في هذه الحالة ، سيكون عليك تغيير قطبية البطارية.
يتم اختيار Resistor R1 وفقًا لأفضل توهج من مؤشر LED ، على الرغم من أن الدائرة تعمل حتى لو تم استبدالها بكل بساطة عن طريق وصلة. يهدف المخطط أعلاه ببساطة للروح ، لإجراء التجارب. لذلك بعد ثماني ساعات من التشغيل المتواصل على مصباح واحد ، "البطارية" من 1.5V "يجلس" إلى 1.42V. يمكننا القول أنه لا يتم تفريغها تقريبًا.
لدراسة سعة الحمل للدائرة ، يمكنك محاولة توصيل عدة مصابيح LED أخرى بشكل متوازٍ. على سبيل المثال ، مع أربعة LEDs ، تستمر الدائرة في العمل بثبات تام ، مع ستة LEDs يبدأ الترانزستور في تسخينها ، مع ثمانية LEDs ينخفض السطوع بشكل ملحوظ ، الترانزستور مع ارتفاع درجات الحرارة بشدة. لكن المخطط ، مع ذلك ، لا يزال يعمل. ولكن هذا فقط في ترتيب البحث العلمي ، لأن الترانزستور في هذا الوضع لن يعمل لفترة طويلة.
محول مع المعدل
إذا كنت تخطط لإنشاء مصباح يدوي بسيط على أساس هذا المخطط ، فسيتعين عليك إضافة مزيد من التفاصيل ، والتي ستوفر توهجًا أكثر إشراقًا من LED.
من السهل أن نرى أنه في هذه الدائرة يتم تشغيل LED ليس بالنبض ، ولكن بالتيار المباشر. وبطبيعة الحال ، في هذه الحالة ، سيكون سطوع التوهج أعلى قليلاً ، وسيكون مستوى نبضات الضوء المنبعث أقل بكثير. كديود ، أي التردد العالي ، على سبيل المثال ، KD521 (مبدأ تشغيل الصمام الثنائي لأشباه الموصلات).
محولات الاختناق
يظهر أبسط مخطط آخر في الشكل أدناه. هو أكثر تعقيدا إلى حد ما من الرسم البياني في الشكل. 1، يحتوي على 2 الترانزستورات ، ولكن بدلاً من محول مع اثنين من اللفات ، فإنه يحتوي فقط على مغو L1. يمكن أن يحدث مثل هذا الاختناق على الجرح كله من نفس المصباح الموفر للطاقة ، والذي تحتاج إلى لف 15 لفة فقط من سلك لف يبلغ قطرها 0.3 ... 0.5 مم.
مع المعلمة الخانق المشار إليها على LED ، من الممكن الحصول على جهد يصل إلى 3.8 فولت (هبوط الجهد المباشر على 5730 3.4V LED) ، وهو ما يكفي لتشغيل 1W LED. يتكون إعداد الدائرة من اختيار مكثف C1 في حدود ± 50٪ وفقًا لسطوع LED الأقصى. تكون الدائرة قابلة للتشغيل عندما يتم تقليل جهد التيار الكهربائي إلى 0.7 فولت ، مما يضمن أقصى استخدام لقدرة البطارية.
إذا قمنا بتزويد الدائرة المدروسة بمقوم على الصمام الثنائي D1 ، ومرشح على المكثف C1 ، وديود zener D2 ، نحصل على مصدر طاقة منخفض الطاقة يمكن استخدامه لتشغيل دوائر الطاقة على المرجع أمبير أو المكونات الإلكترونية الأخرى. في هذه الحالة ، يتم اختيار محاثة المحث ضمن 200 ... 350 μH ، الصمام الثنائي D1 مع حاجز Schottky ، يتم اختيار الصمام الثنائي zener وفقًا لجهد الدائرة الموردة.
مع مجموعة جيدة من الظروف ، بمساعدة مثل هذا المحول ، يمكن الحصول على جهد 7 ... 12V عند الخرج. إذا كنت تخطط لاستخدام المحول لتشغيل المصابيح فقط ، يمكن استبعاد الصمام الثنائي Zener من الدائرة.
جميع الدوائر التي تم النظر فيها هي أبسط مصادر الجهد: يتم تنفيذ الحد الحالي من خلال مؤشر LED بنفس الطريقة التي يتم بها تقريبًا في السلاسل الرئيسية المختلفة أو في الولاعات المزودة بمصابيح LED.
يتم تشغيل مؤشر LED من خلال زر الطاقة ، دون أي مقاوم محدد ، بواسطة 3 ... 4 بطاريات قرصية صغيرة ، تحد مقاومتها الداخلية من خلال مؤشر LED إلى مستوى آمن.
دوائر التغذية المرتدة الحالية
والمصباح هو ، مع ذلك ، جهاز حالي. ليس من أجل أن يتم الإشارة إلى التيار المباشر في الوثائق الخاصة بمصابيح LED. لذلك ، تحتوي هذه المخططات الخاصة بمصابيح LED التي تعمل بالطاقة على تغذية مرتدة حالية: بمجرد وصول التيار من خلال مؤشر LED إلى قيمة معينة ، يتم فصل مرحلة الإخراج عن مصدر الطاقة.
مثبتات الجهد تعمل أيضا بالضبط ، فقط هناك ردود فعل الجهد. يوجد أدناه مخطط لتشغيل مصابيح LED للتغذية المرتدة الحالية.
يظهر الفحص الدقيق أن أساس الدائرة هو نفس مولد الحجب الذي تم تجميعه على الترانزستور VT2. ترانزستور VT1 هو التحكم في دائرة التغذية المرتدة. ردود الفعل في هذه الدائرة يعمل على النحو التالي.
يتم تشغيل المصابيح بواسطة الجهد الذي يبني على مكثف كهربائيا. يتم شحن المكثف من خلال الصمام الثنائي بواسطة الجهد النبضي من مجمع الترانزستور VT2. يستخدم الجهد تصحيح إلى السلطة المصابيح.
يمتد التيار عبر مصابيح LED على المسار التالي: مكثف زائد ، ومصابيح LED مع مقاومات حدية ، ومقاوم تغذية مرتدة حاليًا (مستشعر) ، ومكثف ناقص كهربائيا.
في هذه الحالة ، يتم إنشاء انخفاض الجهد Uoc = I * Roc على المقاوم ردود الفعل ، حيث أنا الحالي من خلال المصابيح. مع زيادة الجهد على مكثف كهربائيا (المولد ، مع ذلك ، يعمل ويشحن المكثف) ، يزداد التيار من خلال LEDs ، وبالتالي ، يزيد الجهد عبر مقاوم التغذية المرتدة Roc أيضًا.
عندما يصل Uoc إلى 0.6V ، يتم فتح الترانزستور VT1 ، مما يؤدي إلى إغلاق تقاطع باعث القاعدة لـ VT2. يغلق الترانزستور VT2 ، ويتوقف مولد الحظر ، ويتوقف عن شحن المكثف الكهربائي. تحت تأثير الحمل ، تصريف المكثف ، ينخفض الجهد عبر المكثف.
يؤدي انخفاض الجهد عبر المكثف إلى انخفاض التيار من خلال المصابيح ، ونتيجة لذلك ، انخفاض في الجهد التغذية المرتدة Uoc. لذلك ، يتم إغلاق الترانزستور VT1 ولا يتعارض مع تشغيل مولد الحجب. يبدأ المولد وتتكرر الدورة بالكامل مرارًا وتكرارًا.
عن طريق تغيير مقاومة المقاوم ردود الفعل ، فمن الممكن أن تختلف على نطاق واسع الحالي من خلال المصابيح. وتسمى هذه الدوائر مثبتات التيار النبضي.
المنظمين الحالية المتكاملة
حاليًا ، تتوفر المثبتات الحالية للمصابيح في تصميم متكامل. على سبيل المثال ، يمكن الاستشهاد بالكابلات الدقيقة المتخصصة ZXLD381 ، ZXSC300. المخططات الموضحة أدناه مأخوذة من أوراق بيانات هذه الدوائر الصغيرة.
يوضح الشكل شريحة الجهاز ZXLD381. أنه يحتوي على مولد PWM (التحكم في النبض) ، وجهاز استشعار الحالي (Rsense) وترانزستور الإخراج. لا يوجد سوى اثنين من المرفقات. هذا هو الصمام ومحث L1. يظهر الرسم التخطيطي الأسلاك نموذجي في الشكل التالي. الشريحة متوفرة في حزمة SOT23. يتم تعيين تردد توليد 350KHz بواسطة المكثفات الداخلية ، فإنه من المستحيل تغييره. كفاءة الجهاز 85 ٪ ، بدءا من الحمل هو ممكن بالفعل مع امدادات التيار الكهربائي من 0.8V.
يجب ألا يزيد الجهد الأمامي للـ LED عن 3.5 فولت ، كما هو موضح في الخلاصة أسفل الشكل. يتم تنظيم التيار من خلال الصمام عن طريق تغيير محاثة المحث ، كما هو موضح في الجدول على الجانب الأيمن من الشكل. في العمود الأوسط ، يشار إلى الذروة الحالية ، في العمود الأخير ، متوسط التيار من خلال مؤشر LED. لتقليل مستوى التموج وزيادة سطوع التوهج ، من الممكن استخدام مقوم مع مرشح.
يتم استخدام مصباح LED ذي جهد مباشر يبلغ 3.5 فولت ، وهو صمام ثنائي D1 عالي التردد مع حاجز Schottky ، ومكثف C1 ، ويفضل مع قيمة منخفضة لمقاومة السلسلة المكافئة (ESR منخفضة). هذه المتطلبات ضرورية لزيادة الكفاءة الكلية للجهاز ، لتسخين الصمام الثنائي والمكثف بأقل قدر ممكن. يتم تحديد التيار الناتج عن طريق اختيار محاثة محث اعتمادا على قوة الصمام.
رقاقة ZXSC300
إنه يختلف عن ZXLD381 لأنه لا يحتوي على ترانزستور خرج داخلي ومستشعر مقاوم التيار. يتيح لك هذا الحل زيادة خرج التيار في الجهاز بشكل كبير ، وبالتالي تطبيق مؤشر LED ذو طاقة أكبر.
يتم استخدام المقاوم الخارجي R1 كجهاز استشعار الحالي ، عن طريق تغيير القيمة التي من الممكن ضبط الحالي المطلوب اعتمادا على نوع الصمام. يتم تنفيذ حساب المقاوم هذا وفقًا للصيغ الواردة في ورقة البيانات على شريحة ZXSC300. لن نقدم هذه الصيغ هنا ؛ إذا لزم الأمر ، فمن السهل العثور على ورقة بيانات وصيغ تجسس من هناك. يقتصر التيار الناتج فقط من المعلمات من الترانزستور الإخراج.
عندما تقوم بتشغيل جميع الدوائر الموصوفة لأول مرة ، فمن المستحسن توصيل البطارية من خلال المقاوم 10Ω. سيساعد ذلك في تجنب وفاة الترانزستور إذا كانت اللفات المحولات متصلة ، على سبيل المثال ، بشكل غير صحيح. إذا كان مصباح LED يضيء باستخدام هذا المقاوم ، فيمكن حينئذٍ إزالة المقاوم وعمل إعدادات أخرى.
بوريس الأديشين
انظر أيضا في electro-ar.tomathouse.com
: