Lihtne toite LED lineaarne voolu regulaator, muudetud ja täpsustatud: 3 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

See juhend on sisuliselt Dani lineaarse vooluregulaatori vooluahela kordus. Tema versioon on muidugi väga hea, kuid puudub selgus. See on minu katse sellega tegeleda. Kui mõistate ja suudate Dani versiooni üles ehitada, ei ütle minu versioon teile ilmselt midagi kohutavalt uut. Kuid…… Kui ma oma regulaatorit Dani omadel kokku panin, vaatasin pidevalt tema fotosid komponentidest ja kissitasin- milline tihvt millise teise tihvtiga ühendab ?? Kas see on sellega seotud või mitte? See on muidugi lihtne vooluahel, aga ma ei ole elektriinsener ega tahtnud valesti aru saada … Sest vale eksimine, isegi väike, tekitab mõnikord asju. Olen lisanud komponendi: lüliti alalisvoolu toiteallika positiivse juhtme ja ülejäänud vooluahela vahel, et saaksin selle sisse ja välja lülitada. Pole põhjust seda välistada ja see on väga mugav. Siinkohal peaksin ka alguses märkima: ükskõik millised "Dan'i" väited võivad olla vastupidised, EI ole see skeem lõppkokkuvõttes sobiv LED-i juhtimiseks toiteallikast, mis on oluliselt kõrgem kui LED-i pingelangus. Olen proovinud juhtida ühte 3,2 V sinist LED-i 140 mAh juures (testitud vool oli tegelikult 133 mAh- väga lähedal) toiteallikast, mille võimsus oli 9,5 volti, ja lõpptulemus oli, et 60 sekundi jooksul hakkas LED vilkuma ja lõpuks välja lülitada … Seda tehti mitu korda, järjest lühema ajavahemiku järel sisselülitamise ja rikke vahel. Nüüd ei lülitu see üldse sisse. Seda öeldes olen ka kuu aega peaaegu pidevalt ühe RGB suure võimsusega LED-i juhtinud, kasutades erinevat toiteallikat, mis vastab paremini LED-i pingelangusele- nii et see vooluahel võib töötada, kuid mitte alati, kindlasti mitte nii, nagu algselt lubati, ja võib teie toite LED -i väga rikkuda. Kogemuste hääl ütleb siin, et see töötab seni, kuni teie valgusdioodide nõuded vastavad täpselt teie toiteallikast pärinevale voldile. Kui märkate vilkumist, tähendab see, et LED -märgutuli põleb ja on juba püsivalt kahjustatud. Selle mõistmiseks kulus mul kuus hävitatud toite LED -i. "Paljud Bothanid surid, et meile seda teavet tuua …" Tarvikud: Siin on Dani komponentide varustusnimekiri, sõna-sõnalt, kuid esimese elemendi jaoks parandatud (Dan oli ekslikult andnud 10K, mitte 100K oomi takisti tootenumbri) loend näitab nüüd õiget tüüpi numbrit). Olen lisanud ka linke mainitud tegelikele toodetele:-R1: ligikaudu 100 k-oomi takisti (näiteks: Yageo FMP100JR-52-100K) R3: voolutakistus-vt allpool Q1: väike NPN-transistor (näiteks: Fairchild 2N5088BU) Q2: suur N-kanaliga FET (näiteks: Fairchild FQP50N06L) LED: toite LED (näiteks: Luxeon 1-vatine valge täht LXHL-MWEC)

- Lüliti komponent S1 peab olema määratud kasutatava alalisvoolu toitepingega. Näiteks 12 V lülitit ei kasutata 18 V toite jaoks. Pange tähele, et Q2 nimetatakse ka MOSFET, nMOSFET, NMOS, n-kanaliline MOSFET ja n-kanaliline QFET MOSFET vaheldumisi, Q1 nimetatakse ka NPN bipolaarse ristmiku transistoriks või NPN BJT. Dan ei süvene sellesse, mida tähendab "ligikaudu", ega selgita, kui kaugele võite minna või mida see mõjutab; samuti ei selgita ta "väikest" või "suurt" ja nende võimalikke mõjusid. Kahjuks ei saa ka mina. Tundub, et oleme nende spetsiifiliste komponentide järgimisel kinni, kui me ei saa elektrotehnika kraadi. Eriti arvestades asjaomase valgusdioodi delikaatsust, tundub range järgimine ainus mõistlik valik.

R3 kohta:

Dani sõnul peab R3 väärtus oomides olema seotud vooluga, millega soovite LED -i juhtida (mille piirid on tootja juba määranud), nii et teie soovitud vool amprites = 0,5/R3. Sellise võrrandi korral põhjustab R3 suurem takistus LED -i kaudu vähem voolu. Intuitiivselt järeldab see, et täiuslik takistus (st takistuse puudumine) tähendaks, et LED ei tööta (0,5/lõpmatus = alla nulli). Tegelikult pole ma aga sugugi kindel, et see tõsi on, ja minu enda empiirilised testid selle vooluringi kohta näitavad, et see pole nii. Sellegipoolest, kui jätkame Dani plaani järgi, tekitab 5 oomi R3 konstantse voolu 0,5/5 = 0,1 amprit või 100 miliampi. Tundub, et suur osa toite LED -idest töötab umbes 350 mAh, seega peate nende jaoks määrama R3 väärtuse umbes 1,5 oomi. Neile, kes on takistitega vähem tuttavad, pidage meeles, et saate määrata 1,5 oomi, kasutades paralleelselt erinevate takistite kombinatsiooni, kui teie lõpptulemuseks on 1,5 oomi takistus. Kui kasutate näiteks kahte takistit, on teie R3 väärtus võrdne takisti 1 väärtusega, mis on korrutatud takisti 2 väärtusega, ja korrutise korrutisega R1+R2. Teine näide: 1 5 -oomine takisti, mis on kombineeritud paralleelselt teise, näiteks 3 -oomilisega, annab teile (5x3)/(5+3) = 15/8 = 1,875 oomi, mille tulemuseks oleks selles vooluahelas püsiv vool 0,5/1,875 = 0,226 amprit või 266 mAh.

Takistid on hinnatud erinevate võimete jaoks, mis eraldavad energiat. Väikesed takistid võivad hajutada vähem energiat kui suuremad, sest suuremad ei põle nii kiiresti, kui nende kaudu liigub liiga palju voolu. Selles vooluringis ei saa kasutada pinnale paigaldatud takistit, kuna see ei suuda toite hajumist käsitseda. Samuti ei leia te "liiga suurt" takistit. Suuremad/ füüsiliselt suuremad takistid suudavad lihtsalt rohkem energiat käsitseda kui väiksemad. Suuremate hankimine võib maksta rohkem ja võtab rohkem ruumi, kuid selle maksumus on tavaliselt tühine (igal katkisel stereol on sada takisti, millel on tohutu võimsus) ja ruumi erinevus on suurusjärgus kuupmillimeetrit, seega eksige ettevaatlikult ja kasutage suurimaid sobiva takistusega takistusi, mida leiate. Saate valida ühe liiga väikese, kuid liiga suurt pole võimalik valida.

Pange tähele, et kui teil on käepärast mõni nikroomist kõrge takistusega traat, saate selle tõenäoliselt lõigata pikkuseks, mis vastab teie takistusvajadustele, ilma et peaksite mitme takistiga töötama. Tegeliku takistuse väärtuse kontrollimiseks vajate oomemõõdikut ja pidage meeles, et teie oomemõõturi kahe juhtme vahel on tõenäoliselt teatud määral vastupanu (võib -olla isegi 1 oomi): testige seda kõigepealt puudutades neid kokku ja vaadake, mida seade loeb, siis arvestage sellega, kui otsustate, kui palju nikroomtraati kavatsete kasutada (kui avastate 0,5 -oomise takistuse, kui puudutate oma oomimeetri juhtmeid kokku ja peate lõpetama näiteks nikroomtraadi 1,5 -oomise takistusega, siis vajate seda traati, et "mõõta" 2,0 -oomist takistust teie jaoks oomimeetril).

Teise võimalusena on olemas ka võimalus kasutada natuke nikroomtraati selle vooluringi lõpuleviimiseks isegi LED -i puhul, mille nimivoolu te ei tea! Kui vooluring on valmis, kuid sellel puudub R3, kasutage nikroomtraati, mis on kindlasti vähemalt tolli või kahe võrra pikem kui vajalik takistus (mida paksem see traat, seda pikem tükk, mida vajate. Seejärel lülitage sisse ahel- midagi ei juhtu. Nüüd kinnitage jõutrell nikroomtraadi U keskele nii, et külviku keerdudes hakkab traat ümber puurvarda mähkima. Lülitage aeglaselt külvik sisse. Kui kõik muud osad Kui vooluahel on õigesti ühendatud, süttib LED peagi väga hämaralt ja muutub heledamaks, kui traat lüheneb! Peatage, kui valgus on hele- kui traat muutub liiga lühikeseks, põleb teie LED. See ei ole Selle hetke saavutamise aega ei ole siiski lihtne hinnata, nii et kasutate selle tehnika abil oma võimalusi.

Seoses jahutusradiaatoritega: Dan mainib ka jahutusradiaatorite võimalikku tähtsust selle projekti jaoks ja vajadust välise alalisvoolu toiteallika järele vahemikus 4–18 volti (ilmselt ei ole amprid selle toiteallika jaoks olulised, kuigi ma ei tea seda teatud). Kui kasutate toite LED -i, vajate selle külge mingisugust jahutusradiaatorit ja tõenäoliselt vajate seda, mis ületab paljude Luxeoni LED -idega varustatud lihtsa alumiiniumist "tähe". Teil on vaja Q2 jaoks jahutusradiaatorit ainult siis, kui vooluringi kaudu töötab üle 200 mAh ja/ või pinge erinevus alalisvoolu toiteallika ja valgusdioodide kombineeritud pingelanguse vahel on „suur” (kui erinevus on üle 2 volti, kasutaksin kindlasti jahutusradiaatorit). Mis tahes jahutusradiaatori kõige tõhusam kasutamine nõuab ka väikese koguse termilise määrde kasutamist (Arctic Silverit peetakse kõrgekvaliteediliseks tooteks): puhastage nii jahutusradiaator kui ka MOSFET/ LED korpus alkoholiga, määrige siledaks, ühtlane, õhuke kiht termilist määret igale pinnale (mulle meeldib kasutada X-acto noatera absoluutselt sujuvaima, ühtlaseima ja õhema tulemuse saamiseks), seejärel suruge pinnad kokku ja kinnitage ühe või mitme kruviga sobivas kohas. Teise võimalusena on sama tüüpi otstarbel ka mitut tüüpi termolinti. Siin on mõned sobivad võimalused jahutusradiaatori ja toiteallika jaoks tüüpilise ühe LED-seadistuse jaoks (pidage meeles, et paljudes seadistustes võib vaja minna KAKT jahutusradiaatorit- ühte LED-i ja teist MOSFET-i jaoks):

Toiteallikate kohta: Kiire märkus toiteallikate kohta: praktiliselt kõik toiteallikad märgivad kusagil pakendil, mitu volti nad on ja võimendid tarnida võivad. Voltide arv on aga peaaegu universaalselt alahinnatud ja praktiliselt kõik toiteallikad annavad tegelikult mõnevõrra suuremat pinget kui nende pakendil näidatud. Sel põhjusel on oluline testida kõiki toiteallikaid, mis väidetavalt toovad pingeid meie spektri ülemise otsa lähedale (st 18 volti lähedale), veendumaks, et see tegelikult ei anna liiga palju energiat (tõenäoliselt 25 volti) ületada meie vooluahela projekteerimispiiranguid). Õnneks ei ole vooluahela iseloomu tõttu see pinge ülehindamine tavaliselt probleem, kuna vooluahel suudab hallata laias valikus pingeid ilma LED -e kahjustamata.

Samm: looge jahutusradiaator (id)

Kui vajate oma Q2 jaoks jahutusradiaatorit, peate võib -olla puurima sellesse radiaatorisse augu, et kruvi läbi MOSFETi korpuse suure augu kruvida. Täpset kruvi pole vaja, kui teie kruvi mahub läbi MOSFET -ava, kruvi pea on suurem (ainult veidi) kui see auk ja jahutusradiaatoris tekkinud ava läbimõõt on mitte palju väiksem kui kruvi silindri läbimõõt. Üldiselt, kui kasutate puurit, mille läbimõõt on kruvi silindri läbimõõduga lähedane, kuid veidi väiksem, ei tekita teil MOSFETi kinnitamist jahutusradiaatorile raskusi. Enamiku teraskruvide keermed on enam kui piisavalt tugevad, et lõigata jahutusradiaatoriks (eeldusel, et see on alumiinium või vask) ja seeläbi "luua" vajalik keermestatud auk. Alumiiniumi puurimiseks tuleks otsiku otsa panna paar tilka väga õhukest masinaõli (näiteks 3-ühes või õmblusmasinaõli) ja külvik suruda õrnalt ja kindlalt alla kiirusel umbes 600 p / min ja 115 in-lbs pöördemomenti (see Black & Deckeri puur või midagi sarnast töötab hästi). Olge ettevaatlik: see on väga väike ja madal auk ning teie väga õhuke puur võib puruneda, kui sellele liiga kaua liiga palju survet avaldada! Pange tähele: Q2 "korpus" on elektriliselt ühendatud Q2 "allika" tihvtiga- kui midagi teie vooluringis puudutab seda jahutusradiaatorit peale MOSFETi korpuse, võite tekitada elektrilise lühise, mis võib teie LED-i puhuda. Selle vältimiseks kaaluge jahutusradiaatori juhtmete poole jääv külg elektrilindi kihiga (kuid ärge katke jahutusradiaatorit sellega rohkem kui vaja, kuna selle eesmärk on soojuse ülekandmine MOSFETist ümbritsev õhk- elektrilint on soojusenergia isolaator, mitte juht).

2. samm: vooluring

Selle vooluringi loomiseks peate tegema järgmist.

* Jootke toiteploki positiivne juhe oma LED -i positiivse sõlme külge. Jootke ka 100K takisti üks ots samasse punkti (LED -i positiivne sõlm).

* Jootke selle takisti teine ots MOSFETi GATE kontakti ja väiksema transistori KOLLEKTORI tihvti külge. Kui oleksite need kaks transistorit kokku liiminud ja MOSFET-i metallist külg oleks teie poole suunatud, nii et kõik kuus transistori tihvti oleksid suunatud allapoole, on GATE-tihvt ja KOGUMISPINN nende transistoride KAKS ESIMENE PINTI- teisisõnu, jootke transistoride kaks vasakpoolset tihvti kokku ja jootke need 100K takisti kinnitamata otsa külge.

* Ühendage juhtmega MOSFET -i keskmine tihvt, DRAIN -tihvt LED -i negatiivse sõlmega. LED -ile ei kinnitata enam midagi.

* Ühendage väikese transistori BASE -tihvt (st keskmine tihvt) MOSFET -i SOURCE -tihvtiga (mis on selle parempoolne tihvt).

* Ühendage väiksema transistori EMITTER -tihvt (parempoolne tihvt) oma toiteallika negatiivse juhtmega.

* Ühendage sama tihvt R3 ühe otsaga, mis on teie LED -i vajaduste jaoks valitud takisti.

* Ühendage selle takisti teine ots mõlema transistori eelnevalt mainitud BASE pin/ SOURCE kontaktiga.

Kokkuvõte: see kõik tähendab, et ühendate väikese transistori keskmise ja parempoolse tihvti R3 takisti kaudu üksteisega ning ühendate transistorid üksteisega kaks korda otse (GATE to COLLECTOR, SOURCE to BASE) ja taas kaudselt R3 kaudu (EMITTER SOURCE). MOSFETi keskmisel tihvtil DRAIN pole muud teha kui ühendada oma LED -i negatiivse sõlmega. LED ühendub teie sissetuleva toitejuhtmega ja R1 ühe otsaga, 100K takistiga (LED -i teine sõlm on ühendatud DRAIN -tihvtiga, nagu äsja mainitud). EMITTER -tihvt ühendatakse otse teie toiteallika negatiivse juhtmega ja seejärel ühendatakse tagasi (enda BASE -tihvtiga) ja MOSFET -iga kolmandat ja viimast korda R3 takisti kaudu, mis ühendatakse ka otse vooluvõrgu negatiivse juhtmega toiteallikas. MOSFET ei ühenda kunagi otse toiteallika negatiivsete ega positiivsete juhtmetega, kuid see ühendub mõlema takisti kaudu mõlemaga! Väikese transistori kolmanda tihvti, selle EMITTER ja toiteallika negatiivse juhtme vahel pole takistit- see ühendub otse. Seadistuse teises otsas ühendub sissetulev toiteallikas otse LED -iga, kuigi see võib algul liiga palju energiat välja pumbata, et seda LED -i läbi ei põleks: lisapinge, mis oleks selle kahju teinud suunatakse tagasi läbi 100K takisti ja meie transistoride, mis hoiavad seda kontrolli all.

Samm: lülitage see sisse: vajadusel veaotsing

Kui jahutusradiaator (id) on kinnitatud ja jooteühendused on kõik kindlad ning olete kindel, et teie LED (id) on õigesti orienteeritud ja olete ühendanud õiged juhtmed õigete juhtmetega, on aeg ühendada alalisvoolu toiteallikas ja keera lüliti! Sel hetkel juhtub tõenäoliselt üks kolmest asjast: valgusdiood (id) süttib ootuspäraselt, LED (id) vilguvad korraks eredalt ja lähevad seejärel pimedaks või ei juhtu üldse midagi. Kui saate neist tulemustest esimese, siis palju õnne! Teil on nüüd töötav ringkond! Las see kestab teil väga kaua. Kui saate tulemuse nr 2, siis olete oma LED-id äsja puhunud ja peate alustama täiesti uutega (ja peate oma vooluringi uuesti hindama ja välja selgitama, kus te valesti läksite, tõenäoliselt ühendades traat valesti või laseb 2 juhtmel ristuda, mida teil ei tohiks olla). Kui saate tulemuse nr 3, on teie vooluringis midagi valesti. Lülitage see välja, ühendage alalisvoolu toide vooluvõrgust lahti ja vaadake vooluahela ühendused üle, veendudes, et ühendate kõik juhtmed õigesti ja et kõik valgusdioodid on ahelas õigesti paigutatud. Samuti kaaluge oma LED -i (te) teadaoleva milliamperväärtuse topeltkontrolli ja veenduge, et teie valitud ja R3 jaoks kasutatav väärtus tagab selle/ nende juhtimiseks piisavalt voolu. Kontrollige veel kord R1 väärtust ja veenduge, et see oleks 100k oomi. Lõpuks saate testida Q1 ja Q2, kuid meetodid selle tegemiseks ei kuulu käesoleva juhendi reguleerimisalasse. Jällegi: kõige tõenäolisemad põhjused, miks valgust ei tule, on järgmised: 1.) teie valgusdiood (id) ei ole õigesti orienteeritud- kontrollige suunda multimeetri abil ja vajadusel orienteeruge uuesti; 2.) teil on kuskil vooluringis lahtine jooteühendus- võtke jootekolb ja jootke uuesti lahti kõik ühendused, mis võivad olla lahti; 3.) teil on kuskil vooluahelas ristatud juhe- kontrollige kõiki juhtmeid lühiste suhtes ja eraldage need, mis võivad puudutada- vooluahela ebaõnnestumiseks kulub kuskil vaid üks väike lahtine vasktraat; 4.) teie R3 väärtus on LED-ide töötamiseks liiga kõrge- kaaluge selle asendamist madalama takistusega takistiga või lühendage nikroomtraati veidi; 5.) teie lüliti ei suuda vooluahelat sulgeda- testida multimeetriga ja seda parandada või asendada; 6.) olete varem LED-i (d) või mõnda muud skeemi komponenti kahjustanud, kui: a.) Ei kasutanud piisavalt suuri takistite (st piisava võimsusega takisti- R3 peaks olema vähemalt 0,25) vatti takisti) või piisavalt suur jahutusradiaator Q2 või teie LED -i jaoks (nii Q2 kui ka teie LED -id võivad enne vooluahela sisselülitamist kiiresti tekkida potentsiaalsete termiliste kahjustuste tõttu, kui need pole ühendatud jahutusradiaatoritega); b.) juhtmete ületamine ja teie LED -i (de) kogemata kahjustamine (tavaliselt kaasneb sellega haisev suits); või 7.) kasutate Q1 või Q2, mis pole selle vooluahela jaoks õige. Nende kahe komponendi jaoks ei ole teada ühtegi muud tüüpi takistit, mis ühilduvad- kui proovite seda vooluahelat luua teist tüüpi transistoridest, peaksite eeldama, et vooluahel ei tööta. Soovin, et saaksin vastata tehnilistele küsimustele, mis puudutavad LED -ahelate ja draiverite ehitamist, kuid nagu ma juba varem ütlesin, ei ole ma ekspert ja enamus siin nähtuist oli juba kaetud teise juhendiga, mille on kirjutanud keegi, kes teab sellest protsessist rohkem kui mina. Loodetavasti on see, mida ma teile siin olen andnud, vähemalt selgem ja selgem kui teised sarnased sellel saidil saadaval olevad juhised. Edu!

Kui teie vooluring töötab, õnnitleme! Enne projekti lõpuleviimist eemaldage kindlasti jootekohtadest järelejäänud voog alkoholiga või mõne muu sobiva lahustiga, näiteks tolueeniga. Kui voolul lastakse teie vooluringis püsida, söövitab see teie tihvte, kahjustab teie nikroomtraati (kui seda kasutate) ja võib isegi teie LED -i piisavalt aega kahjustada. Flux on suurepärane, kuid kui olete sellega lõpetanud, peate minema! Samuti veenduge, et hoolimata sellest, kui seadistate oma valguse tööle, ei ole mingit võimalust, et selle juhtmed kogemata puudutavad või lagunevad vooluahela kasutamisel või teisaldamisel. Suurt hunnikut kuuma liimi saab kasutada omamoodi potiseguna, kuid tegelik pottühend oleks parem. Kaitsmata vooluring, mis harjub kõigega, on piisavalt aja jooksul ebaõnnestunud ja jootekohad pole mõnikord nii stabiilsed, nagu me tahaksime arvata. Mida turvalisem on teie viimane ahel, seda rohkem saate sellest kasu!