Схема источник тока светодиодный

Схема источник тока светодиодный

Во многих устройствах для охлаждения деталей, на которых рассеивается значительная мощность радиолюбители используют 12В миниатюрные вентиляторы, предназначенные для работы в ПК. Такие вентиляторы относительно доступны, так как их можно купить практически в любом магазине. На рисунке показана простая схема бестрансформаторного источника для питания вентилятора от электросети 220V.

Источник питания для варикапов

Конструируя аппаратуру с низковольтным питанием, в которой имеются варикапы, сталкиваешься с проблемой получения повышенного (20-40V) напряжения высокой стабильности. Здесь приводится описание стабильного источника напряжения 27V, на основе блокинг-генератора с повышающим трансформатором, в котором стабилизация выходного напряжения осуществляется путем периодического срыва генерации.

Схема мощного блока питания

При ремонте и конструировании различной электронной техники возникает необходимость в мощном лабораторном блоке питания с регулировкой в широких пределах выходного напряжения и тока. Исходя из вышесказанного, был разработан и изготовлен блок питания, имеющий следующие параметры и возможности.

Схема источника питания для вакуумного индикатора

Большинство приборов, построенных радиолюбителями на цифровых микросхемах питаются постоянным положительным напряжением 5В. Выходы таких приборов, обычно рассчитаны на подключение светодиодных цифровых индикаторов.

Но, часто, возникает необходимость установки вместо них более доступных электровакуумных индикаторов типа ИВЛ, ИВ. При этом возникает проблема с питанием такого индикатора. Дело в том, что практически все индикаторы ИВ, ИВЛ, по техническим характеристикам рассчитаны на анодное напряжение 22-27В и переменное напряжение 3-3,5В для питания нити накала.

Схема источника питания из электронного балласта

В настоящее время получили большое распространение энергосберегающие лампы и светильники, в которых вместо ламп накаливания используются газоразрядные лампы, питающиеся от электросети через малогабаритный импульсный источник, именуемый электронным балластом. Обычно, после выхода из строя газоразрядной лампы этот источник выбрасывают (часто, он даже расположен в цоколе или корпусе лампы). Конечно, с точки зрения настоящего радиолюбителя, такой процесс утилизации, — варварская расточительность.

Схема источник тока светодиодный

Любой электрический прибор должен иметь источник питания: аккумулятор, батарейку или электрическую сеть. К электросети, от которой происходит питание светодиодов, предъявляются высокие требования. Вот тут и возникает проблема. В наших электросетях переменное напряжение в 220 вольт. Светодиодным лампам требуется прямое напряжение, указанное в его характеристиках. Его значение зависит от конструкции и цвета светодиода и составляет от 1 до 2,2 В. Номинальные показатели тока варьируют от 5 до 20 А. Подключение напрямую с возможными перепадами напряжения приведет к нестабильной работе и уменьшению срока службы изделия. Что же делать, чтобы этого избежать? Приобрести блок питания, его еще называют драйвером для светодиодов. Разберемся, как он работает и как выбрать устройство.

Особенности питания светодиодных светильников

Срок службы светодиодов зависит от качества кристалла, значения рабочего тока, условия эксплуатации. Обычно они работают от тока, максимальное значение которого не превышает 2 А. Однако установленные характеристики требуют оптимальное значение в 0,35 А. Стремление иметь предельный световой поток приводит к увеличению тока. Из-за этого возникает риск перегрева кристалла. Поэтому для светодиодных светильников не рекомендуется использовать в качестве источника питания обычную электросеть без адаптера.

Какие проблемы появляются при подключении прибора к сети напрямую:

• Светодиод будет иметь плавающую рабочую точку, из-за отрицательной зависимости снижения напряжения от температуры кристалла.
• Чтобы выровнять ток, понадобится, по меньшей мере, добавить в схемы питания светодиодов дополнительный резистор. Помимо стабилизации тока, он будет рассеивать мощность.
• Ко всему прочему свою лепту внесет нестабильность выходных данных источника.

Всё это приведет к существенному сокращению эксплуатационного срока, особенно при работе на предельных значениях тока.

Блоки питания для светодиодных светильников

Решить возникающие проблемы поможет использование высокочастотных преобразователей. Они включены в конструкцию блоков питания для светодиодов. От характеристик таких устройств зависит продолжительность эксплуатации и качество освещения подключенных к нему ламп. Особенно важно включать БП в схемы питания мощных светодиодов. Это связано с необходимостью стабилизации электропитания. Подаваемое на прибор напряжение на выходе преобразовывается в стабильный ток. Разбираться в устройстве оборудования нам не к чему. Важнее узнать, какие виды можно встретить в продаже.

С учетом способа расположения, блок питания бывает внутренним или внешним. Первые находятся в корпусе самого прибора. Внешний БП может входить в комплект к изделию или же потребуется его приобрести самостоятельно. При использовании нескольких осветительных приборов можно сэкономить, установив один блок на все.

В случае отключения электричества возможно аварийное питание светодиодных светильников посредством специального устройства БАП. Когда в сети пропадает напряжение, прибор работает от аккумулятора на протяжении 1-3 часов. Всё это происходит в автоматическом режиме, в том числе подзарядка. Такие изделия могут дополнительно обеспечиваться индикатором заряда аккумулятора.

Как выбрать блок питания

Прежде чем покупать блок питания для светодиодных светильников, желательно составить схему включения. На ней нужно указать все приборы и необходимые параметры. Не можете сделать это самостоятельно, обратитесь к специалисту.

Выбирая изделие, обращают внимание на следующие показатели:

• Потребляемая мощность. При этом учитываются все светильники, подключаемые к устройству.
• Напряжение питания светодиодного светильника. Диапазон, в пределах которого изделие способно оптимально функционировать без потери яркости, указывается в характеристиках. К примеру, 176-264 В или 150-250 В.
• Герметичность. Этот показатель зависит от места установки прибора. Более защищенные изделия используются во влажных и пыльных помещениях.

Определяясь с мощностью, нужно добавить не менее 20% «про запас». Зачем это нужно, спросите вы? А затем, что эффективная мощность имеет тенденцию к снижению при колебании окружающей температуры. Причем происходить это может как при ее существенном снижении, так и при повышении.

Итак, подведем итог. Кроме случаев, когда используется автономное питание светодиодного светильника, потребуется блок питания. Устройство позволяет улучшить эффективность и продлить срок службы светодиодных приборов. Надеемся, что статья оказалась для Вас полезной и Вы правильно настроите световые приборы в вашем доме.

Источники питания для светодиодного освещения

Для освещения в настоящее время все чаще используются источники на светодиодах. Светодиоды отличаются от традиционных элементов освещения экономичностью и надежностью.

Особенности питания прибора.

Основным элементом светодиодного светильника является полупроводниковый прибор под названием светодиод. Питание такого прибора имеет свои особенности. В частности, он имеет нелинейную зависимость протекающего по нему тока от напряжения. При нестабильности напряжения питания такая нелинейность может привести к резкому увеличению тока и выходу светодиода из строя. Для предотвращения этого явления надо обеспечить ограничение тока в цепи питания.

Простейшим методом ограничения тока является последовательное включение с диодом резистора. Такая схема чаше всего нужна для включения простых светодиодных лент. В более сложных случаях применяется блок питания для лед ленты: http://arlight66.ru/catalog/istochniki-pitaniya-100006/.

• надежность;
• высокий кпд;
• безопасность.

Поскольку долговечность работы светодиодов определяется величиной в 40-50 тысяч часов, то и источник питания должен быть надежным. Высокие энергетические характеристики светодиодов требуют, чтобы и источник питания, как часть системы освещения, имел бы высокий кпд. Безопасность системы освещения на светодиодах также определяется источником питания, поскольку он связан с преобразованием высокого сетевого напряжения.

Кроме того, от качества работы источника питания зависит качество излучаемого светодиодом света. Если выпрямленный ток будет меняться во времени, то и качество света будет невысоким.

Для питания светильников применяют блоки питания или драйверы. Первые нужны для выработки и поддержания на своем выходе напряжения, стабилизированного по величине. Вторые вырабатывают стабилизированный ток.

В состав блока питания трансформаторного типа входят понижающий трансформатор на 50 Гц, выпрямительное устройство, сглаживающий фильтр. Для стабилизации выходного напряжения применяется схема на стабилитронах или транзисторах. Преимущества такого блока — простая схема и развязка от сети, а также нечувствительность к режиму х.х. Недостатки – большой вес, небольшой кпд и плохая переносимость перегрузок.

Блок питания импульсного типа отличается тем, что он работает на повышенных частотах, поэтому его трансформатор имеет меньшие габариты и вес. Но такой блок чувствителен как к перегрузке, так и к холостому ходу.

При использовании блока питания часть мощности уходит на нагревание резисторов.

Драйвер представляет собой импульсный источник стабилизированного тока. Он бывает двухкаскадным и однокаскадным. При этом первый каскад предназначен для защиты сети от гармоник, возникающих при работе нелинейных элементов схемы. В драйверах для регулировки яркости приборов часто используется димминг. При этом ток драйвера на выходе меняется путем широтной модуляции импульсов.

При наличии драйвера светодиоды могут работать на полную мощность, так как не надо уменьшать питающее напряжение из-за опасности выхода прибора из строя. Срок службы при таком питании также возрастает, так как при любых обстоятельствах ток меньше или равен его допустимой величине.

Схемы светодиодных индикаторов перегрузки по току

Превышение выходного тока в источниках питания свидетельствует об увеличении потребляемой мощности в устройстве нагрузки. Иногда потребляемый ток в нагрузке (из-за неисправности соединений или самого устройства нагрузки) может увеличиться вплоть до значения тока короткого замыкания (к/з), что неминуемо приведет к аварии (если источник питания не снабжен узлом защиты от перегрузки).

Последствия перегрузки могут оказаться более существенными и непоправимыми, если использовать источник питания без узла защиты (как сегодня часто делают радиолюбители, изготавливая простые источники и покупая недорогие адаптеры) — увеличится энергопотребление, выйдет из строя сетевой трансформатор, возможно возгорание отдельных элементов и неприятный запах.

Для того чтобы вовремя заметить выход источника питания в «заштатный” режим, устанавливают простые индикаторы перегрузки. Простые — потому, что они, как правило, содержат всего несколько элементов, недорогих и доступных, а установить эти индикаторы можно универсально практически в любой самодельный или промышленный источник питания.

Простая схема индикатора токовой перегрузки

Самая простая электронная схема индикатора токовой перегрузки показана нарис. 1

Рис. 1. Электрическая схема светового индикатора токовой перегрузки.

Работа ее элементов основана на том, что последовательно с нагрузкой в выходной цепи источника питания включают ограничивающий резистор малого сопротивления (R3 на схеме).

Данный узел можно применять универсально в источниках питания и стабилизаторах с разным выходным напряжение (испытано в условиях выходного напряжения 5— 20 В). Однако значения и номиналы элементов, указанных на схеме рис. 3.4, подобраны для источника питания с выходным напряжением 12 В.

Соответственно, для того чтобы расширить диапазон источников питания для данной конструкции, в выходном каскаде которых будет эффективно работать предлагаемый узел индикации, потребуется изменить параметры элементов R1— R3, VD1, VD2.

Пока перегрузки нет, источник питания и узел нагрузки работают в штатном режиме, через R3 протекает допустимый ток и падение напряжения на резисторе невелико (менее 1 В). Также невелико в этом случае и падение напряжения на диодах VD1, VD2, при этом светодиод HL1 едва светится.

При увеличении тока потребления в устройстве нагрузки или коротком замыкании между точками А и Б ток в цепи возрастает, падение напряжения на резисторе R3 может достигнуть максимального значения (выходного напряжения источника питания), вследствие чего светодиод HL1 загорится (будет мигать) в полную силу.

Для наглядного эффекта в схеме применен мигающий светодиод L36B. Вместо указанного светодиода можно применить аналогичные по электрическим характеристикам приборы, например, L56B, L456B (повышенной яркости), L816BRC-B, L769BGR, TLBR5410 или подобные им.

Мощность, рассеиваемая на резисторе R3 (при токе к/з) более 5 Вт, поэтому этот резистор изготавливается самостоятельно из медной проволоки типа ПЭЛ-1 (ПЭЛ-2) диаметром 0,8 мм.

Ее берут из ненужного трансформатора. На каркас из канцелярского карандаша наматывают 8 витков этого провода, концы ее облуживают, затем каркас вынимают. Проволочный резистор R3 готов.

Все постоянные резисторы типа МЛТ-0,25 или аналогичные. Вместо диодов VD1, VD2 можно установить КД503, КД509, КД521 с любым буквенным индексом. Эти диоды защищают светодиод в режиме перегрузки (гасят излишнее напряжение).

Индикатор перегрузки с звуковым сигнализатором

К сожалению, на практике нет возможности постоянно визуально следить за состоянием индикаторного светодиода в источнике питания, поэтому разумно дополнить схему электронным узлом звукового сопровождения. Такая схема представлена на рис. 2.

Как видно из схемы, она работает по тому же принципу, но в отличие от предыдущей, это устройство более чувствительно и характер его работы обусловлен открыванием транзистора VT1, при установлении в его базе потенциала более 0,3 В. На транзисторе VT1 реализован усилитель тока.

Транзистор выбран германиевым. Из старых запасов радиолюбителя. Его можно заменить на аналогичные по электрическим характеристикам приборы: МП 16, МП39—МП42 с любым буквенным индексом. В крайнем случае, можно установить кремниевый транзистор КТ361 или КТЗ107 с любым буквенным индексом, однако тогда порог включения индикации будет иным.

Рис. 2. Электрическая схема узла звукового и светового индикатора перегрузки

Порог включения транзистора VT1 зависит от сопротивления резисторов R1 и R2 и в данной схеме при напряжении источника питания 12,5 В индикация включится при токе нагрузки, превышающем 400 мА.

В коллекторной цепи транзистора включен мигающий светодиод и капсюль со встроенным генератором ЗЧ НА1. Когда на резисторе R1 падение напряжения достигнет 0,5. 0,6 В, транзистор VT1 откроется, на светодиод HL1 и капсюль НА1 поступит напряжение питания.

Поскольку капсюль для светодиода является активным элементом, ограничивающим ток, режим работы светодиода в норме. Благодаря применению мигающего светодиода капсюль также будет звучать прерывисто — звук будет слышен во время паузы между вспышками светодиода.

В этой схеме можно достичь еще более интересный звуковой эффект, если вместо капсюля НА1 включить прибор КРІ-4332-12, который имеет встроенный генератор с прерыванием. Таким образом звук в случае перегрузки будет напоминать сирену (этому способствует сочетание прерываний вспышек светодиода и внутренних прерываний капсюля НА1).

Такой звук достаточно громкий (слышно в соседнем помещении при среднем уровне шума), обязательно будет привлекать внимание людей.

Индикатор перегорания плавкого предохранителя

Еще одна схема индикатора перегрузки представлена на рис. 3. В тех конструкциях, где установлен плавкий (или иной, например, самовосстанавливающийся) предохранитель, часто требуется визуально контролировать их работу.

Здесь применен двухцветный светодиод с общим катодом и соответственно тремя выводами. Кто на практике испытывал эти диоды с одним общим выводом, знают, что они функционируют несколько иначе, чем ожидается.

Шаблон мышления в том, что казалось бы, зеленый и красный цвета будут появляться у светодиода в общем корпусе соответственно при приложении (в нужной полярности) напряжения к соответственным выводам R или G. Однако, это не совсем так.

Рис. 3. Световой индикатор перегорания предохранителя.

Пока предохранитель FU1 исправен, к обоим анодам светодиода HL1 приложено напряжение. Порог свечения корректируется сопротивлением резистора R1. Если предохранитель обрывает цепь питания нагрузки, то зеленый светодиод гаснет, а красный остается светить (если напряжения питания совсем не пропало).

Поскольку допустимое обратное напряжение для светодиодов мало и ограничено, то для указанной конструкции в схему введены диоды с разными электрическими характеристиками VD1— VD4. То, что к зеленому светодиоду последовательно включен только один диод, а к красному три, объясняется особенностями светодиода AЛC331A, замеченными на практике.

При экспериментах оказалось, что порог напряжения включения красного светодиода меньше, чем у зеленого. Чтобы уравновесить эту разницу (заметную только на практике), количество диодов неодинаково.

При перегорании предохранителя к зеленому светодиоду (G) прикладывается напряжение в обратной полярности.

Номиналы элементов в схеме даны для контроля напряжения в цепи 12 В. Вместо светодиода AЛC331A допустимо применять другие аналогичные приборы, например, КИПД18В-М, L239EGW.