Strømstabilisatorer, i modsætning til spændingsstabilisatorer, stabiliserer strømmen. I dette tilfælde vil spændingen over belastningen afhænge af dens modstand. Aktuelle stabilisatorer er påkrævet til at drive elektroniske enheder såsom LED'er eller gasudladningslamper; de kan bruges i loddestationer eller varmestabilisatorer til at indstille driftstemperaturen. Derudover kræves der strømstabilisatorer for at oplade batterier af forskellige typer. Strømstabilisatorer bruges i vid udstrækning som en del af integrerede kredsløb til at indstille strømmen af ​​forstærker- og omformertrin. Der kaldes de normalt strømgeneratorer.

Et træk ved strømstabilisatorer er deres høje udgangsmodstand. Dette eliminerer indflydelsen af ​​indgangsspænding og belastningsmodstand på udgangsstrømmen. Selvfølgelig kan en spændingskilde og en modstand i det enkleste tilfælde tjene som en strømgenerator. Dette kredsløb bruges ofte til at drive en indikator-LED. Et lignende diagram er vist i figur 1.

Figur 1. Modstandsstrømstabilisatorkredsløb

Ulempen ved dette kredsløb er behovet for at bruge en højspændingsstrømforsyning. Kun i dette tilfælde er det muligt at bruge en modstand med tilstrækkelig høj modstand og opnå acceptabel strømstabilitet. I dette tilfælde frigives strømmen ved modstanden P = I 2× R, hvilket kan være uacceptabelt ved høje strømme.

Nuværende stabilisatorer baseret på transistorer har vist sig meget bedre. Her udnytter vi, at transistorens udgangsmodstand er meget høj. Dette kan tydeligt ses af transistorens outputkarakteristika. Til illustration viser figur 2, hvordan man bestemmer udgangsmodstanden for en transistor ud fra dens udgangskarakteristika.

Figur 2. Bestemmelse af udgangsmodstanden for en transistor baseret på dens udgangskarakteristika

I dette tilfælde kan spændingsfaldet indstilles lille, hvilket giver dig mulighed for at opnå små tab med høj stabilitet af udgangsstrømmen. Dette gør det muligt at bruge dette kredsløb til at forsyne baggrundsbelyste LED'er eller til at oplade batterier med lav effekt. Strømstabilisatorkredsløbet på en bipolær transistor er vist i figur 3.

Figur 3. Transistorstrømstabilisatorkredsløb

I dette kredsløb er spændingen ved bunden af ​​transistoren indstillet af zenerdioden VD1, modstand R2 fungerer som en strømsensor. Det er dens modstand, der bestemmer udgangsstrømmen af ​​stabilisatoren. Når strømmen stiger, stiger spændingsfaldet over den. Det påføres transistorens emitter. Som et resultat falder base-emitter-spændingen, defineret som forskellen mellem den konstante spænding ved basen og spændingen ved emitteren, og strømmen vender tilbage til den indstillede værdi.

Strømgeneratorer fungerer på lignende måde, hvoraf den mest berømte er "strømspejl"-kredsløbet. Den bruger emitterforbindelsen på en bipolær transistor i stedet for en zenerdiode, og den interne modstand i transistorens emitter bruges som modstand R2. Det aktuelle spejlkredsløb er vist i figur 4.

Figur 4. "Strømspejl"-kredsløb

Strømstabilisatorer, der fungerer efter princippet om drift af kredsløbet vist i figur 3, samlet ved hjælp af felteffekttransistorer, er endnu enklere. I dem, i stedet for en spændingsstabilisator, kan du bruge jordpotentialet. Strømstabilisatorkredsløbet, lavet på en felteffekttransistor, er vist i figur 5.

Figur 5. Felteffekttransistorstrømstabilisatorkredsløb

Alle betragtede skemaer kombinerer et kontrolelement og et sammenligningskredsløb. En lignende situation blev observeret under udviklingen af ​​kompenserende spændingsstabilisatorer. Strømstabilisatorer adskiller sig fra spændingsstabilisatorer ved, at signalet ind i feedbackkredsløbet kommer fra en strømføler forbundet til belastningsstrømkredsløbet. Derfor, for at implementere strømstabilisatorer, bruges sådanne almindelige mikrokredsløb som 142EN5 (LM7805) eller LM317. Figur 6 viser et strømstabilisatorkredsløb på LM317-chippen.

Figur 6. Strømstabilisatorkredsløb på LM317-chippen

Strømsensoren er modstand R1, og stabilisatoren på den opretholder en konstant spænding og derfor strømmen i belastningen. Strømsensorens modstand er meget mindre end belastningsmodstanden. Spændingsfaldet over sensoren svarer til kompensationsstabilisatorens udgangsspænding. Kredsløbet vist i figur 6 er perfekt til både at tænde lysdioder og batteriopladere.

Og er fremragende som strømstabilisatorer. De giver større effektivitet. sammenlignet med kompensationsstabilisatorer. Det er disse kredsløb, der normalt bruges som drivere inde i LED-lamper.

Litteratur:

1. Sazhnev A.M., Rogulina L.G., Abramov S.S. "Strømforsyning af enheder og kommunikationssystemer": Lærebog / Statens uddannelsesinstitution for videregående professionel uddannelse SibGUTI. Novosibirsk, 2008 – 112 sek.
2. Aliev I.I. Elektrisk opslagsbog. – 4. udg. korr. – M.: IP Radio Soft, 2006. – 384 s.
3. Geytenko E.N. Sekundære strømkilder. Kredsdesign og beregning. Tutorial. – M., 2008. – 448 s.
4. Strømforsyning til enheder og telekommunikationssystemer: Lærebog for universiteter / V.M. Bushuev, V.A. Deminsky, L.F. Zakharov og andre - M., 2009. – 384 s.

Pædagogisk artikel om LED strømstabilisatorer og mere. Skemaer af lineære og pulserende strømstabilisatorer overvejes.

En strømstabilisator til LED'er er installeret i mange armaturer. LED'er, som alle dioder, har en ikke-lineær strøm-spændingskarakteristik. Det betyder, at når spændingen over LED'en ændres, ændres strømmen uforholdsmæssigt. Når spændingen stiger, stiger strømmen først meget langsomt, og LED'en lyser ikke. Så, når tærskelspændingen er nået, begynder LED'en at lyse, og strømmen stiger meget hurtigt. Med en yderligere stigning i spændingen stiger strømmen katastrofalt, og LED'en brænder ud.

Tærskelspændingen er angivet i LED'ernes karakteristika som fremadspænding ved mærkestrøm. Strømværdien for de fleste laveffekt-LED'er er 20 mA. For højeffekt LED-belysning kan strømstyrken være højere - 350 mA eller mere. Forresten genererer højeffekt LED'er varme og skal installeres på en køleplade.

For at LED'en skal fungere korrekt, skal den strømforsynes gennem en strømstabilisator. For hvad? Faktum er, at LED-tærskelspændingen varierer. Forskellige typer LED'er har forskellige fremadspændinger, selv LED'er af samme type har forskellige fremadspændinger - dette er angivet i LED'ens karakteristika som minimums- og maksimumværdier. Som følge heraf vil to lysdioder forbundet til den samme spændingskilde i et parallelkredsløb passere forskellige strømme. Denne strøm kan være så forskellig, at LED'en kan svigte tidligere eller brænde ud med det samme. Derudover har spændingsstabilisatoren også en drift af parametre (fra det primære effektniveau, fra belastningen, fra temperatur, simpelthen over tid). Derfor er det uønsket at tænde lysdioder uden strømudligningsanordninger. Forskellige metoder til strømudligning overvejes. Denne artikel diskuterer enheder, der indstiller en meget specifik, specificeret strøm - strømstabilisatorer.

Typer af strømstabilisatorer

Strømstabilisatoren indstiller en given strøm gennem LED'en, uanset den spænding, der påføres kredsløbet. Når spændingen på kredsløbet stiger over tærskelniveauet, når strømmen den indstillede værdi og ændres ikke yderligere. Med en yderligere stigning i den samlede spænding stopper spændingen på LED'en med at ændre sig, og spændingen på strømstabilisatoren stiger.

Da spændingen på LED'en er bestemt af dens parametre og generelt er uændret, kan strømstabilisatoren også kaldes en LED-strømstabilisator. I det enkleste tilfælde fordeles den aktive effekt (varme), der genereres af enheden, mellem LED'en og stabilisatoren i forhold til spændingen over dem. En sådan stabilisator kaldes lineær. Der er også mere økonomiske enheder - strømstabilisatorer baseret på en pulsomformer (nøglekonverter eller konverter). De kaldes pulserende, fordi de pumper strøm ind i sig selv i portioner - pulser, efter behov for forbrugeren. En ordentlig pulsomformer forbruger strøm kontinuerligt, sender den internt i pulser fra indgangskredsløbet til udgangskredsløbet og leverer strøm til belastningen igen kontinuerligt.

Lineær strømstabilisator

Den lineære strømstabilisator opvarmes jo mere spændingen påføres den. Dette er dens største ulempe. Det har dog en række fordele, f.eks.

• Den lineære stabilisator skaber ikke elektromagnetisk interferens
• Enkel i designet
• Lave omkostninger i de fleste applikationer

Da en switching-konverter aldrig er helt effektiv, er der applikationer, hvor en lineær regulator har sammenlignelig eller endnu større effektivitet - når indgangsspændingen kun er lidt højere end LED-spændingen. Forresten, når den drives fra netværket, bruges der ofte en transformer, ved hvilken udgang en lineær strømstabilisator er installeret. Det vil sige, at spændingen først reduceres til et niveau, der kan sammenlignes med spændingen på LED'en, og derefter indstilles den nødvendige strøm ved hjælp af en lineær stabilisator.

I et andet tilfælde kan du bringe LED-spændingen tættere på forsyningsspændingen - tilslut LED'erne i en seriekæde. Spændingen på kæden vil være lig med summen af ​​spændingerne på hver LED.

Kredsløb af lineære strømstabilisatorer

Det enkleste strømstabilisatorkredsløb er baseret på en transistor (kredsløb "a"). Da transistoren er en strømforstærker, er dens udgangsstrøm (kollektorstrøm) h 21 gange større end styrestrømmen (basisstrøm) (forstærkning). Basisstrømmen kan indstilles ved hjælp af et batteri og en modstand, eller ved hjælp af en zenerdiode og en modstand (kredsløb "b"). Et sådant kredsløb er imidlertid vanskeligt at konfigurere, den resulterende stabilisator vil afhænge af temperaturen, desuden har transistorer en bred vifte af parametre, og når en transistor udskiftes, skal strømmen vælges igen. Et kredsløb med feedback "c" og "d" fungerer meget bedre. Modstand R i kredsløbet fungerer som feedback - når strømmen stiger, stiger spændingen over modstanden, hvorved transistoren slukkes og strømmen falder. Kreds "d", når der bruges transistorer af samme type, har større temperaturstabilitet og evnen til at reducere modstandsværdien så meget som muligt, hvilket reducerer minimumsspændingen af ​​stabilisatoren og strømudløsningen på modstand R.

Strømstabilisatoren kan laves på basis af en felteffekttransistor med en p-n overgang (kredsløb "d"). Gate-source spændingen indstiller drænstrømmen. Ved nul gate-source spænding er strømmen gennem transistoren lig med den initiale drænstrøm angivet i dokumentationen. Minimumsdriftsspændingen for en sådan strømstabilisator afhænger af transistoren og når 3 volt. Nogle producenter af elektroniske komponenter producerer specielle enheder - færdige stabilisatorer med en fast strøm, samlet i henhold til følgende skema - CRD (Current Regulating Devices) eller CCR (Constant Current Regulator). Nogle mennesker kalder det en diodestabilisator, fordi den fungerer som en diode, når den skiftes i bakgear.

On Semiconductor-virksomheden producerer for eksempel en lineær stabilisator af NSIxxx-serien, som har to terminaler og for at øge pålideligheden har en negativ temperaturkoefficient - når temperaturen stiger, falder strømmen gennem LED'erne.

En strømstabilisator baseret på en pulsomformer ligner meget i designet til en spændingsstabilisator baseret på en pulskonverter, men den styrer ikke spændingen over belastningen, men strømmen gennem belastningen. Når strømmen i belastningen aftager, pumper den strømmen op, og når den stiger, reducerer den den. De mest almindelige kredsløb af pulsomformere inkluderer et reaktivt element - en drossel, som ved hjælp af en kontakt (switch) pumpes med dele af energi fra inputkredsløbet (fra indgangskapacitansen) og på sin side overfører den til belastningen . Ud over den åbenlyse fordel ved energibesparelse har pulsomformere en række ulemper, som skal overvindes med forskellige kredsløb og designløsninger:

• Switching-konverteren producerer elektrisk og elektromagnetisk interferens
• Har typisk en kompleks struktur
• Har ikke absolut effektivitet, det vil sige, at den spilder energi til sit eget arbejde og varmer op
• Det har oftest en højere pris sammenlignet med for eksempel transformer plus lineære enheder

Da energibesparelser er kritiske i mange applikationer, stræber komponentdesignere og kredsløbsdesignere efter at reducere virkningen af ​​disse ulemper og lykkes ofte med at gøre det.

Puls omformer kredsløb

Da strømstabilisatoren er baseret på en pulsomformer, lad os overveje de grundlæggende kredsløb af pulsomformere. Hver pulsomformer har en nøgle, et element, der kun kan være i to tilstande - tændt og slukket. Når den er slukket, leder nøglen ikke strøm, og følgelig frigives der ingen strøm på den. Når den er tændt, leder kontakten strøm, men har en meget lav modstand (ideelt lig nul), derfor frigives strøm på den, tæt på nul. Afbryderen kan således overføre dele af energi fra inputkredsløbet til outputkredsløbet med praktisk talt intet effekttab. Men i stedet for en stabil strøm, som kan opnås fra en lineær strømforsyning, vil udgangen af ​​en sådan switch være en pulsspænding og strøm. For at få stabil spænding og strøm igen, kan du installere et filter.

Ved hjælp af et konventionelt RC-filter kan du få resultatet, men effektiviteten af ​​en sådan konverter vil ikke være bedre end en lineær, da al overskydende strøm frigives ved modstandens aktive modstand. Men hvis du bruger et filter i stedet for RC - LC (kredsløb "b"), så, takket være de "specifikke" egenskaber ved induktans, kan strømtab undgås. Induktans har en nyttig reaktiv egenskab - strømmen gennem den øges gradvist, den elektriske energi, der tilføres den, omdannes til magnetisk energi og akkumuleres i kernen. Efter at kontakten er slukket, forsvinder strømmen i induktansen ikke, spændingen over induktansen ændrer polaritet og fortsætter med at oplade udgangskondensatoren, induktansen bliver en strømkilde gennem bypass-dioden D. Denne induktans, designet til at transmittere magt, kaldes en choker. Strømmen i induktoren af ​​en korrekt fungerende enhed er konstant til stede - den såkaldte kontinuert tilstand eller kontinuerlig strømtilstand (i vestlig litteratur kaldes denne tilstand Constant Current Mode - CCM). Når belastningsstrømmen falder, stiger spændingen på en sådan konverter, den akkumulerede energi i induktoren falder, og enheden kan gå i diskontinuerlig driftstilstand, når strømmen i induktoren bliver intermitterende. Denne funktionsmåde øger markant niveauet af interferens, der genereres af enheden. Nogle konvertere fungerer i grænsetilstand, når strømmen gennem induktoren nærmer sig nul (i vestlig litteratur kaldes denne tilstand for grænsestrømstilstand - BCM). Under alle omstændigheder løber en betydelig jævnstrøm gennem induktoren, hvilket fører til magnetisering af kernen, og derfor er induktoren lavet af et specielt design - med et brud eller ved hjælp af specielle magnetiske materialer.

En stabilisator baseret på en pulsomformer har en enhed, der regulerer betjeningen af ​​nøglen afhængigt af belastningen. Spændingsstabilisatoren registrerer spændingen over belastningen og ændrer betjeningen af ​​kontakten (kredsløb "a"). Strømstabilisatoren måler strømmen gennem belastningen, for eksempel ved hjælp af en lille målemodstand Ri (skema "b") forbundet i serie med belastningen.

Konverterkontakten, afhængigt af regulatorsignalet, tændes med forskellig driftscyklus. Der er to almindelige måder at styre en nøgle på - pulsbreddemodulation (PWM) og strømtilstand. I PWM-tilstand styrer fejlsignalet varigheden af ​​impulserne, mens gentagelseshastigheden opretholdes. I strømtilstand måles spidsstrømmen i induktoren, og intervallet mellem impulser ændres.

Moderne switching-konvertere bruger normalt en MOSFET-transistor som switch.

Buck konverter

Den ovenfor omtalte version af konverteren kaldes en step-down konverter, da spændingen ved belastningen altid er lavere end strømkildens spænding.

Da induktoren konstant flyder ensrettet strøm, kan kravene til udgangskondensatoren reduceres, induktoren med udgangskondensatoren fungerer som et effektivt LC-filter. I nogle strømstabilisatorkredsløb, for eksempel til LED'er, er der muligvis ingen udgangskondensator overhovedet. I vestlig litteratur kaldes en buck-konverter en Buck-konverter.

Boost-konverter

Skiftende regulatorkredsløb nedenfor fungerer også på basis af en choker, men chokeren er altid forbundet til udgangen af ​​strømforsyningen. Når kontakten er åben, strømmer strømmen gennem induktoren og dioden til belastningen. Når kontakten lukker, akkumulerer induktoren energi; når kontakten åbner, føjes EMF, der opstår ved dens terminaler, til EMF af strømkilden, og spændingen over belastningen stiger.

I modsætning til det tidligere kredsløb oplades udgangskondensatoren af ​​en intermitterende strøm, derfor skal udgangskondensatoren være stor, og et ekstra filter kan være nødvendigt. I vestlig litteratur kaldes en buck-boost-konverter en Boost-konverter.

Inverterende konverter

Et andet pulsomformerkredsløb fungerer på samme måde - når kontakten er lukket, akkumulerer induktoren energi; når kontakten åbner, vil EMF, der opstår ved dens terminaler, have det modsatte fortegn, og en negativ spænding vil vises på belastningen.

Som i det foregående kredsløb oplades udgangskondensatoren af ​​en intermitterende strøm, derfor skal udgangskondensatoren være stor, og et ekstra filter kan være nødvendigt. I vestlig litteratur kaldes en inverterende konverter en Buck-Boost konverter.

Forward og flyback konvertere

Oftest er strømforsyninger fremstillet i henhold til en ordning, der bruger en transformer. Transformatoren giver galvanisk isolering af det sekundære kredsløb fra strømkilden; desuden kan effektiviteten af ​​en strømforsyning baseret på sådanne kredsløb nå 98% eller mere. En fremadrettet omformer (kredsløb "a") overfører energi fra kilden til belastningen i det øjeblik, kontakten tændes. Faktisk er det en modificeret step-down konverter. Flyback-konverteren (kredsløb "b") overfører energi fra kilden til belastningen under slukket tilstand.

I en fremadrettet omformer fungerer transformeren normalt, og energien er lagret i induktoren. Faktisk er det en pulsgenerator med et LC-filter ved udgangen. En flyback-konverter gemmer energi i en transformer. Det vil sige, at transformatoren kombinerer egenskaberne af en transformer og en choker, hvilket skaber visse vanskeligheder ved valg af design.

I vestlig litteratur kaldes en fremadrettet konverter en fremadrettet konverter. Flyback konverter.

Brug af en pulsomformer som strømstabilisator

De fleste skiftende strømforsyninger er produceret med udgangsspændingsstabilisering. Typiske kredsløb af sådanne strømforsyninger, især kraftige, har ud over udgangsspændingsfeedback et strømstyringskredsløb for et nøgleelement, for eksempel en lavmodstandsmodstand. Denne kontrol giver dig mulighed for at sikre gashåndtagets driftstilstand. De enkleste strømstabilisatorer bruger dette kontrolelement til at stabilisere udgangsstrømmen. Strømstabilisatoren viser sig således at være endnu enklere end spændingsstabilisatoren.

Lad os overveje kredsløbet af en pulsstrømstabilisator til en LED baseret på et mikrokredsløb fra den velkendte producent af elektroniske komponenter On Semiconductor:

Bucks-konverterkredsløbet fungerer i kontinuerlig strømtilstand med en ekstern kontakt. Kredsløbet er valgt blandt mange andre, fordi det viser, hvor enkelt og effektivt et skiftestrømsregulatorkredsløb med en fremmedafbryder kan være. I det ovennævnte kredsløb styrer styrechippen IC1 driften af ​​MOSFET-omskifteren Q1. Da konverteren fungerer i kontinuerlig strømtilstand, er det ikke nødvendigt at installere en udgangskondensator. I mange kredsløb er der installeret en strømsensor i switch-kildekredsløbet, men dette reducerer transistorens tændingshastighed. I ovenstående kredsløb er strømføleren R4 installeret i det primære strømkredsløb, hvilket resulterer i et enkelt og effektivt kredsløb. Nøglen fungerer ved en frekvens på 700 kHz, hvilket giver dig mulighed for at installere en kompakt choker. Med en udgangseffekt på 7 Watt, en indgangsspænding på 12 Volt ved drift ved 700 mA (3 LED'er), er enhedens effektivitet mere end 95%. Kredsløbet fungerer stabilt med op til 15 watt udgangseffekt uden brug af yderligere varmefjernelsesforanstaltninger.

Et endnu enklere kredsløb opnås ved hjælp af nøglestabilisatorchips med indbygget nøgle. For eksempel et kredsløb af en nøgle LED strømstabilisator baseret på /CAT4201 mikrokredsløbet:

For at betjene en enhed med en effekt på op til 7 Watt kræves der kun 8 komponenter, inklusive selve chippen. Omskiftningsregulatoren fungerer i grænsestrømtilstanden og kræver en lille udgangs keramisk kondensator for at fungere. Modstand R3 er nødvendig, når den forsynes med 24 volt eller højere for at reducere stigningshastigheden af ​​indgangsspændingen, selvom dette reducerer enhedens effektivitet noget. Driftsfrekvensen overstiger 200 kHz og varierer afhængigt af belastningen og indgangsspændingen. Dette skyldes reguleringsmetoden - overvågning af spidsinduktorstrømmen. Når strømmen når sin maksimale værdi, åbner kontakten; når strømmen falder til nul, tændes den. Effektiviteten af ​​enheden når 94%.

På trods af det brede udvalg af LED-lommelygter i forskellige designs i butikkerne, udvikler radioamatører deres egne versioner af kredsløb til at drive hvide super-lyse LED'er. Grundlæggende handler opgaven om, hvordan man forsyner en LED fra kun ét batteri eller akkumulator og udfører praktisk forskning.

Efter et positivt resultat er opnået, skilles kredsløbet ad, delene lægges i en kasse, eksperimentet afsluttes, og moralsk tilfredshed sætter ind. Ofte stopper forskning der, men nogle gange bliver oplevelsen af ​​at samle en bestemt enhed på et brødbræt til et rigtigt design, lavet efter alle kunstens regler. Nedenfor ser vi på flere simple kredsløb udviklet af radioamatører.

I nogle tilfælde er det meget vanskeligt at afgøre, hvem der er forfatter til ordningen, da den samme ordning vises på forskellige websteder og i forskellige artikler. Ofte skriver forfatterne af artikler ærligt, at denne artikel blev fundet på internettet, men det er ukendt, hvem der har offentliggjort dette diagram for første gang. Mange kredsløb er simpelthen kopieret fra tavlerne på de samme kinesiske lommelygter.

Hvorfor er der brug for konvertere?

Sagen er, at jævnspændingsfaldet som udgangspunkt ikke er mindre end 2,4...3,4V, så det er simpelthen umuligt at tænde en LED fra et batteri med en spænding på 1,5V, og endnu mere fra et batteri med en spænding på 1,2V. Der er to veje herud. Brug enten et batteri med tre eller flere galvaniske celler, eller byg i det mindste den enkleste.

Det er konverteren, der giver dig mulighed for at forsyne lommelygten med kun ét batteri. Denne løsning reducerer omkostningerne til strømforsyninger, og giver desuden mulighed for mere fuld brug: mange konvertere er operationelle med en dyb batteriafladning på op til 0,7V! Ved at bruge en konverter kan du også reducere størrelsen på lommelygten.

Kredsløbet er en blokerende oscillator. Dette er et af de klassiske elektroniske kredsløb, så hvis det er samlet korrekt og i god stand, begynder det at virke med det samme. Det vigtigste i dette kredsløb er at vinde transformator Tr1 korrekt og ikke at forvirre faseinddelingen af ​​viklingerne.

Som kerne til transformeren kan du bruge en ferritring fra en ubrugelig plade. Det er nok at vikle flere vindinger af isoleret ledning og forbinde viklingerne, som vist i figuren nedenfor.

Transformatoren kan vikles med viklingstråd som PEV eller PEL med en diameter på højst 0,3 mm, hvilket giver dig mulighed for at placere et lidt større antal vindinger på ringen, mindst 10...15, hvilket vil noget forbedre driften af ​​kredsløbet.

Vindingerne skal vikles i to ledninger, og forbind derefter enderne af viklingerne som vist på figuren. Begyndelsen af ​​viklingerne i diagrammet er vist med en prik. Du kan bruge enhver laveffekt n-p-n transistor: KT315, KT503 og lignende. I dag er det nemmere at finde en importeret transistor som BC547.

Hvis du ikke har en n-p-n transistor ved hånden, kan du f.eks. bruge KT361 eller KT502. Men i dette tilfælde bliver du nødt til at ændre polariteten på batteriet.

Modstand R1 er valgt ud fra den bedste LED-glød, selvom kredsløbet fungerer, selvom det blot udskiftes med en jumper. Ovenstående diagram er kun beregnet "for sjov" til at udføre eksperimenter. Så efter otte timers kontinuerlig drift på én LED falder batteriet fra 1,5V til 1,42V. Vi kan sige, at det næsten aldrig udleder.

For at studere kredsløbets belastningskapacitet kan du prøve at forbinde flere flere LED'er parallelt. For eksempel med fire lysdioder fortsætter kredsløbet med at fungere ganske stabilt, med seks lysdioder begynder transistoren at varme op, med otte lysdioder falder lysstyrken mærkbart, og transistoren bliver meget varm. Men ordningen fungerer stadig. Men dette er kun til videnskabelig forskning, da transistoren ikke vil fungere i lang tid i denne tilstand.

Hvis du planlægger at lave en simpel lommelygte baseret på dette kredsløb, bliver du nødt til at tilføje et par dele mere, hvilket vil sikre en lysere glød af LED'en.

Det er let at se, at LED'en i dette kredsløb ikke drives af pulserende, men af ​​jævnstrøm. Naturligvis vil lysstyrken af ​​gløden i dette tilfælde være lidt højere, og niveauet af pulseringer af det udsendte lys vil være meget mindre. Enhver højfrekvent diode, for eksempel KD521 (), vil være egnet som en diode.

Omformere med choker

Et andet simpleste diagram er vist i figuren nedenfor. Det er noget mere kompliceret end kredsløbet i figur 1, det indeholder 2 transistorer, men i stedet for en transformer med to viklinger har det kun induktor L1. En sådan choker kan vikles på en ring fra den samme energibesparende lampe, for hvilken du kun skal vinde 15 omdrejninger af viklingstråd med en diameter på 0,3...0,5 mm.

Med den specificerede induktorindstilling på LED'en kan du få en spænding på op til 3,8V (forlæns spændingsfald over 5730 LED er 3,4V), hvilket er nok til at drive en 1W LED. Opsætning af kredsløbet involverer valg af kapacitansen for kondensator C1 i området ±50% af LED'ens maksimale lysstyrke. Kredsløbet er operationelt, når forsyningsspændingen er reduceret til 0,7V, hvilket sikrer maksimal udnyttelse af batterikapaciteten.

Hvis det betragtede kredsløb suppleres med en ensretter på diode D1, et filter på kondensator C1 og en zenerdiode D2, får du en strømforsyning med lav effekt, som kan bruges til at forsyne op-amp kredsløb eller andre elektroniske komponenter. I dette tilfælde vælges induktorens induktans inden for området 200...350 μH, diode D1 med en Schottky-barriere, zenerdiode D2 er valgt i henhold til spændingen i det leverede kredsløb.

Med en vellykket kombination af omstændigheder kan du ved hjælp af en sådan konverter opnå en udgangsspænding på 7...12V. Hvis du planlægger at bruge konverteren til kun at forsyne lysdioder, kan zenerdiode D2 udelukkes fra kredsløbet.

Alle de betragtede kredsløb er de enkleste spændingskilder: begrænsning af strømmen gennem LED'en udføres på nogenlunde samme måde, som det gøres i forskellige nøglebrikker eller i lightere med LED'er.

LED'en, gennem power-knappen, uden nogen begrænsende modstand, drives af 3...4 små diskbatterier, hvis interne modstand begrænser strømmen gennem LED'en til et sikkert niveau.

Nuværende feedbackkredsløb

Men en LED er trods alt en aktuel enhed. Det er ikke for ingenting, at dokumentationen for lysdioder angiver jævnstrøm. Derfor indeholder ægte LED-strømkredsløb strømfeedback: Når strømmen gennem LED'en når en vis værdi, afbrydes udgangstrinnet fra strømforsyningen.

Spændingsstabilisatorer fungerer på nøjagtig samme måde, kun der er spændingsfeedback. Nedenfor er et kredsløb til strømforsyning af LED'er med strømfeedback.

Ved nærmere undersøgelse kan man se, at grundlaget for kredsløbet er den samme blokerende oscillator samlet på transistor VT2. Transistor VT1 er styringen i feedbackkredsløbet. Feedback i denne ordning fungerer som følger.

LED'er drives af spænding, der akkumuleres over en elektrolytisk kondensator. Kondensatoren oplades gennem en diode med pulserende spænding fra kollektoren på transistoren VT2. Den ensrettede spænding bruges til at drive lysdioderne.

Strømmen gennem lysdioderne passerer langs følgende vej: kondensatorens positive plade, lysdioder med begrænsende modstande, strømtilbagekoblingsmodstanden (sensor) Roc, den negative plade på elektrolytkondensatoren.

I dette tilfælde skabes et spændingsfald Uoc=I*Roc over feedbackmodstanden, hvor I er strømmen gennem LED'erne. Efterhånden som spændingen stiger (generatoren arbejder trods alt og oplader kondensatoren), øges strømmen gennem LED'erne, og følgelig øges spændingen over feedbackmodstanden Roc.

Når Uoc når 0,6V, åbner transistor VT1 og lukker basis-emitterforbindelsen på transistoren VT2. Transistor VT2 lukker, blokeringsgeneratoren stopper og stopper med at oplade elektrolytkondensatoren. Under påvirkning af en belastning aflades kondensatoren, og spændingen over kondensatoren falder.

Reduktion af spændingen på kondensatoren fører til et fald i strømmen gennem LED'erne og som et resultat et fald i feedbackspændingen Uoc. Derfor lukker transistor VT1 og forstyrrer ikke driften af ​​blokeringsgeneratoren. Generatoren starter op, og hele cyklussen gentages igen og igen.

Ved at ændre modstanden på feedbackmodstanden kan du variere strømmen gennem LED'erne inden for et bredt område. Sådanne kredsløb kaldes pulsstrømstabilisatorer.

Integrerede strømstabilisatorer

I øjeblikket produceres strømstabilisatorer til LED'er i en integreret version. Eksempler omfatter specialiserede mikrokredsløb ZXLD381, ZXSC300. Kredsløbene vist nedenfor er taget fra databladet for disse chips.

Figuren viser designet af ZXLD381-chippen. Den indeholder en PWM-generator (Pulse Control), en strømsensor (Rsense) og en udgangstransistor. Der er kun to hængende dele. Disse er LED og induktor L1. Et typisk tilslutningsdiagram er vist i følgende figur. Mikrokredsløbet er produceret i SOT23-pakken. Generationsfrekvensen på 350KHz er indstillet af interne kondensatorer; den kan ikke ændres. Enhedens effektivitet er 85%, start under belastning er muligt selv med en forsyningsspænding på 0,8V.

LED'ens fremadspænding bør ikke være mere end 3,5V, som angivet på nederste linje under figuren. Strømmen gennem LED'en styres ved at ændre induktansen på induktoren, som vist i tabellen i højre side af figuren. Den midterste kolonne viser spidsstrømmen, den sidste kolonne viser den gennemsnitlige strøm gennem LED'en. For at reducere niveauet af krusning og øge lysstyrken af ​​gløden, er det muligt at bruge en ensretter med et filter.

Her bruger vi en LED med en fremadspænding på 3,5V, en højfrekvent diode D1 med en Schottky-barriere og en kondensator C1 fortrinsvis med en lav ækvivalent seriemodstand (lav ESR). Disse krav er nødvendige for at øge enhedens samlede effektivitet ved at opvarme dioden og kondensatoren så lidt som muligt. Udgangsstrømmen vælges ved at vælge induktansen for induktoren afhængigt af lysdiodens effekt.

Den adskiller sig fra ZXLD381 ved, at den ikke har en intern udgangstransistor og en strømsensormodstand. Denne løsning giver dig mulighed for at øge enhedens udgangsstrøm betydeligt og derfor bruge en LED med højere effekt.

En ekstern modstand R1 bruges som strømføler, ved at ændre værdien for hvilken du kan indstille den nødvendige strøm afhængigt af typen af ​​LED. Denne modstand beregnes ved hjælp af formlerne i databladet for ZXSC300-chippen. Vi vil ikke præsentere disse formler her; om nødvendigt er det nemt at finde et datablad og slå formlerne op derfra. Udgangsstrømmen er kun begrænset af udgangstransistorens parametre.

Når du tænder for alle de beskrevne kredsløb for første gang, er det tilrådeligt at tilslutte batteriet gennem en 10 Ohm modstand. Dette vil hjælpe med at undgå transistorens død, hvis for eksempel transformatorviklingerne er forkert forbundet. Hvis LED'en lyser med denne modstand, kan modstanden fjernes og yderligere justeringer kan foretages.

Boris Aladyshkin

Strømstabilisatorer er designet til at stabilisere strømmen på belastningen. Spændingen over belastningen afhænger af dens modstand. Stabilisatorer er nødvendige for f.eks. forskellige elektroniske enheders funktion.

Du kan justere spændingsfaldet, så det er meget lille. Dette gør det muligt at reducere tab med god stabilitet af udgangsstrømmen. Modstanden ved transistorens udgang er meget høj. Dette kredsløb bruges til at forbinde LED'er eller oplade batterier med lav effekt.

Spændingen over transistoren bestemmes af zenerdioden VD1. R2 spiller rollen som en strømsensor og bestemmer strømmen ved udgangen af ​​stabilisatoren. Når strømmen stiger, bliver spændingsfaldet over denne modstand større. Spænding leveres til transistorens emitter. Som et resultat falder spændingen ved base-emitter-forbindelsen, som er lig med forskellen mellem basisspændingen og emitterspændingen, og strømmen vender tilbage til den specificerede værdi.

Nuværende spejlkredsløb

Nuværende generatorer fungerer på samme måde. Et populært kredsløb for sådanne generatorer er "strømspejlet", hvor en bipolær transistor, eller mere præcist, en emitterforbindelse, bruges i stedet for en zenerdiode. I stedet for modstand R2 anvendes emittermodstand.

Aktuelle stabilisatorer på banen

Kredsløbet, der bruger felteffekttransistorer, er enklere.

Belastningsstrømmen går gennem R1. Strømmen i kredsløbet: "+" af spændingskilden, drænport VT1, belastningsmodstand, kildens negative pol er meget ubetydelig, da drænporten er forspændt i den modsatte retning.

Spændingen på R1 er positiv: til venstre "-", til højre er spændingen lig med spændingen af ​​modstandens højre arm. Derfor er portspændingen i forhold til kilden negativ. Når belastningsmodstanden falder, øges strømmen. Derfor har portspændingen i forhold til kilden en endnu større forskel. Som et resultat lukker transistoren stærkere.

Efterhånden som transistoren lukker mere, vil belastningsstrømmen falde og vende tilbage til dens begyndelsesværdi.

Enheder på en chip

I tidligere ordninger er der elementer af sammenligning og justering. En lignende kredsløbsstruktur bruges ved design af spændingsudligningsanordninger. Forskellen på enheder, der stabiliserer strøm og spænding, er, at signalet i feedbackkredsløbet kommer fra en strømsensor, som er forbundet til belastningsstrømkredsløbet. Derfor bruges populære mikrokredsløb 142 EH 5 eller LM 317 for at skabe strømstabilisatorer.

Her spilles en strømsensors rolle af modstand R1, på hvilken stabilisatoren opretholder en konstant spænding og belastningsstrøm. Sensormodstandsværdien er væsentligt lavere end belastningsmodstanden. Et fald i spændingen ved sensoren påvirker stabilisatorens udgangsspænding. Dette kredsløb passer godt sammen med opladere og LED'er.

Skiftende stabilisator

Pulsstabilisatorer lavet på basis af kontakter har høj effektivitet. De er i stand til at skabe en høj spænding hos forbrugeren med en lav indgangsspænding. Dette kredsløb er samlet på et mikrokredsløb MAX 771.

Modstande R1 og R2 spiller rollen som spændingsdelere ved udgangen af ​​mikrokredsløbet. Hvis spændingen ved udgangen af ​​mikrokredsløbet bliver højere end referenceværdien, reducerer mikrokredsløbet udgangsspændingen og omvendt.

Hvis kredsløbet ændres, så mikrokredsløbet reagerer og regulerer udgangsstrømmen, så opnås en stabiliseret strømkilde.

Når spændingen over R3 falder til under 1,5 V, fungerer kredsløbet som en spændingsstabilisator. Så snart belastningsstrømmen stiger til et vist niveau, bliver spændingsfaldet over modstanden R3 større, og kredsløbet fungerer som en strømstabilisator.

Modstand R8 tilsluttes i henhold til kredsløbet, når spændingen stiger over 16,5 V. Modstand R3 indstiller strømmen. Et negativt aspekt ved dette kredsløb er det betydelige spændingsfald over den strømmålende modstand R3. Dette problem kan løses ved at tilslutte en operationsforstærker til at forstærke signalet fra R3.

Strømstabilisatorer til LED'er

Du kan selv lave en sådan enhed ved hjælp af mikrokredsløbet LM 317. For at gøre dette er der kun tilbage at vælge en modstand. Det anbefales at bruge følgende strømforsyning til stabilisatoren:

• 32 V printerblok.
• 19 V bærbar blok.
• Enhver 12 V strømforsyning.

Fordelen ved en sådan enhed er dens lave omkostninger, enkelhed i design og øget pålidelighed. Det nytter ikke noget at samle et komplekst kredsløb selv; det er nemmere at købe det.

LED-belysning bliver i stigende grad introduceret i vores liv. Lunefulde pærer fejler, og skønheden forsvinder straks. Og alt sammen fordi LED'er ikke kan fungere ved blot at blive sat i stikkontakten. De skal forbindes gennem stabilisatorer (drivere). Sidstnævnte forhindrer spændingsfald, komponentfejl, overophedning osv. Denne artikel og hvordan man samler et simpelt kredsløb med egne hænder vil blive diskuteret.

Valg af stabilisator

I bilens indbyggede netværk er driftseffekten cirka 13 V, mens de fleste LED'er er egnede til 12 V. Derfor installerer de normalt en spændingsstabilisator, hvis udgang er 12 V. Således er normale forhold tilvejebragt. til drift af belysningsudstyr uden nødsituationer og for tidlig svigt.

På dette stadium står amatører over for valgproblemet: mange designs er blevet offentliggjort, men ikke alle fungerer godt. Du skal vælge en, der er værdig til dit foretrukne køretøj, og derudover:

• vil faktisk virke;
• vil sikre belysningsudstyrets sikkerhed og sikkerhed.

Den enkleste DIY spændingsstabilisator

Hvis du ikke har noget ønske om at købe en færdiglavet enhed, så er det værd at lære at lave en simpel stabilisator selv. Det er svært at lave en pulsstabilisator i en bil med egne hænder. Derfor er det værd at se nærmere på udvalget af amatørkredsløb og design af lineære spændingsstabilisatorer. Den enkleste og mest almindelige version af en stabilisator består af et færdigt mikrokredsløb og en modstand (modstand).

Den nemmeste måde at lave en strømstabilisator til LED'er med dine egne hænder er på et mikrokredsløb. Samlingen af ​​dele (se figur nedenfor) udføres på et perforeret panel eller et universal printkort.

Skema med en 5 ampere strømforsyning med en spændingsregulator fra 1,5 til 12 V.

For at samle en sådan enhed selv skal du bruge følgende dele:

• plateau størrelse 35*20 mm ;
• chip LD1084;
• RS407 diodebro eller en hvilken som helst lille diode til omvendt strøm;
• en strømforsyning bestående af en transistor og to modstande. Designet til at slukke for ringene, når fjern- eller nærlyset er tændt.

I dette tilfælde er LED'erne (3 stk.) forbundet i serie med en strømbegrænsende modstand, der udligner strømmen. Dette sæt er til gengæld forbundet parallelt med det næste lignende sæt LED'er.

Stabilisator til LED'er på L7812-chippen i biler

Strømstabilisatoren til LED'er kan monteres på basis af en 3-benet DC spændingsregulator (L7812 serien). Den monterede enhed er perfekt til at drive både LED-strips og individuelle pærer i en bil.

Nødvendige komponenter til at samle et sådant kredsløb:

• chip L7812;
• kondensator 330 uF 16 V;
• kondensator 100 uF 16 V;
• 1 ampere ensretterdiode (f.eks. 1N4001 eller en lignende Schottky-diode);
• ledninger;
• varmekrympe 3 mm.

Der kan faktisk være mange muligheder.

Tilslutningsdiagram baseret på LM2940CT-12.0

Stabilisatorlegemet kan være lavet af næsten ethvert materiale undtagen træ. Ved brug af mere end ti lysdioder anbefales det at fastgøre en aluminiumsradiator til stabilisatoren.

Måske har nogen prøvet det og vil sige, at du nemt kan undvære unødvendige problemer ved direkte at forbinde LED'erne. Men i dette tilfælde vil sidstnævnte være under ugunstige forhold det meste af tiden, og vil derfor ikke vare længe eller brænde helt ud. Men tuning af dyre biler giver en ret stor sum.

Hvad angår de beskrevne ordninger, er deres største fordel enkelhed. Fremstilling kræver ingen særlige færdigheder eller evner. Men hvis kredsløbet er for komplekst, bliver det urimeligt at samle det med egne hænder.

Konklusion

Den ideelle mulighed for tilslutning af lysdioder er via. Enheden afbalancerer netværksudsving; med dens brug vil strømstød ikke længere være et problem. I dette tilfælde er det nødvendigt at overholde strømforsyningskravene. Dette giver dig mulighed for at justere din stabilisator til netværket.

Enheden skal give maksimal pålidelighed, stabilitet og stabilitet, gerne i mange år. Prisen for de samlede enheder afhænger af, hvor alle de nødvendige dele vil blive købt.

I videoen - til LED'er.