מנהל התקנים - מגביל לפנס LED
בקודמת תוצרת בית «פנס נטענת - מנורת שולחן"נחשב, כולל שינוי מטריצת ה- LED בפנס שנרכש. מטרת התיקון הייתה להגביר את האמינות של מקור האור, על ידי שינוי דיאגרמת החיבור של נוריות הלד, מקבילה לשילוב.
נוריות LED דורשות הרבה יותר מקור כוח מאשר מקורות אור אחרים. לדוגמא, עודף זרם ב- 20% יפחית את חיי השירות שלהם במספר פעמים.
המאפיין העיקרי של נורות לד, שקובעות את בהירות זוהרן, אינו מתח, אלא זרם. על מנת להבטיח כי נוריות ה- LED יעבדו את מספר השעות המוצהר, יש צורך בנהג המייצב את הזרם הזורם במעגל LED ושומר על בהירות אור קבועה לאורך זמן.
עבור דיודות פולטות אור בעלות עוצמה נמוכה, ניתן להשתמש בהן ללא נהג, אך במקרה זה נגדים מגבילים ממלאים את תפקידו. חיבור כזה שימש במוצר הביתי שלמעלה. פיתרון פשוט זה מגן על נוריות LED מעבר לזרם המותר בתוך ספק הכוח המדורג, אך אין ייצוב.
במאמר זה אנו שוקלים את ההזדמנות לשפר את העיצוב לעיל ולשפר את המאפיינים התפעוליים של פנס המופעל באמצעות סוללה חיצונית.
כדי לייצב את הזרם דרך נוריות הלד, אנו מוסיפים נהג לינארי פשוט לעיצוב המנורה - מייצב זרם עם משוב. כאן, הזרם הוא הפרמטר המוביל, ומתח האספקה של מכלול ה- LED יכול להשתנות אוטומטית בגבולות מסוימים. הנהג מספק ייצוב זרם הפלט באמצעות מתח כניסה או תנודות מתח לא יציבים במערכת, והזרם מותאם בצורה חלקה מבלי ליצור הפרעות בתדר גבוה האופייניות למייצבי הדופק. התוכנית של מנהל התקן כזה היא פשוטה ביותר לייצור ולהגדרת תצורה, אך יעילות נמוכה יותר (כ 80%) היא תשלום עבור זה.
כדי לא לכלול פריקה קריטית של מקור הכוח (מתחת ל 12 וולט), המסוכן במיוחד עבור סוללות ליתיום, אנו מציגים בנוסף את האינדיקציה לפריקה או לניתוק הגבול של הסוללה במתח נמוך במעגל.
ייצור נהגים
1. כדי לפתור את ההצעות הללו, אנו נייצר את מעגל אספקת החשמל הבא עבור מטריקס LED.
זרם האספקה של מטריקס ה- LED עובר דרך הטרנזיסטור המווסת VT2 וההתנגדות המגבילה R5. הזרם דרך טרנזיסטור הבקרה VT1 נקבע על ידי בחירת ההתנגדות R4 והוא יכול להשתנות בהתאם לשינוי בירידת המתח על הנגד R5, המשמש גם כנגד משוב זרם. כאשר הזרם במעגל גדל, נוריות ה- LED, VT2, R5, מכל סיבה שהיא, מגדילות את ירידת המתח על פני R5. העלייה במתח המקביל על בסיס הטרנזיסטור VT1 פותחת אותו ובכך מורידה את המתח על בסיס VT2. וזה מכסה את הטרנזיסטור VT2, מצמצם ומייצב את זה, את הזרם דרך נוריות ה- LED. עם ירידה בזרם על נוריות ה- LED וה- VT2, התהליכים ממשיכים בסדר הפוך. לפיכך, בגלל המשוב, כאשר המתח במקור הכוח משתנה (מ 17 ל 12 וולט) או שינויים אפשריים בפרמטרים של המעגל (טמפרטורה, כשל של ה - LED), הזרם דרך נורות הלד קבוע לאורך כל תקופת פריקת הסוללה.
על גלאי המתח, שבב DA1 מיוחד, מורכב מכשיר לבקרת מתח. המיקרו-מעגל עובד כדלקמן. במתח מדורג, שבב DA1 סגור ונמצא במצב המתנה. כאשר המתח יורד בקצה 1 המחובר למעגל המבוקר (במקרה זה, מקור הכוח) לערך מסוים, מסוף 3 (בתוך מעגל המיקרו) מחובר למסוף 2 המחובר לחוט משותף.
בתרשים לעיל אפשרויות מיתוג שונות.
אפשרות 1 אם אנו מחברים את נורית החיווי (LED1 - R3) המחוברת לחוט החיובי למסוף 3 (נקודה A) (ראה תרשים המעגלים), נקבל אינדיקציה לפריקה המרבית של הסוללה. כאשר מתח האספקה יורד לערך מסוים (במקרה שלנו 12 וולט), LED1 יופעל, המסמל את הצורך בטעינת סוללה.
אפשרות 2 אם נקודה A מחוברת לנקודה B, אז כאשר מגיעים למתח נמוך (12 וולט) על הסוללה, אנו ניתק אוטומטית את מטריקס ה- LED מאספקת החשמל. גלאי המתח, השבב DA1, כשמגיעים למתח השליטה, מחבר את בסיס הטרנזיסטור VT2 לחוט משותף וסוגר את הטרנזיסטור על ידי ניתוק מטריצת ה- LED. כאשר הפנס נדלק שוב במתח נמוך (פחות מ 12 וולט), נוריות המטריקס נדלקות למשך מספר שניות (בגלל טעינה / פריקה C1) ומכבות שוב, האות על הסוללה חלשה.
אפשרות 3כשמשלבים אפשרויות 2 ו -3, כאשר מטריצת ה- LED מבוטלת, ה- LED1 נדלק.
היתרונות העיקריים במעגלי גלאי המתח הם פשטות חיבור המעגל (כמעט ולא נדרשים חלקי רצועה נוספים) וצריכת החשמל הנמוכה במיוחד (אמפר מיקרו-אמפ) במצב המתנה (במצב המתנה).
2. אנו מרכיבים את מעגל הנהג בלוח המעגל.
אנו מבצעים את ההתקנה של VT1, VT2, R4. אנו מחברים, כעומס, את מטריצת ה- LED, הנחשבת בתחילת המאמר. אנו כוללים מילי-מטר במעגל אספקת החשמל של נוריות ה- LED. על מנת לבדוק ולהתאים את המעגל במתח יציב וספציפי, אנו מחברים אותו למקור כוח מתכוונן. אנו בוחרים את ההתנגדות של הנגד R5 המאפשר לייצב את הזרם דרך נורות הלד בכל טווח ההתאמה המתוכנן (בין 12 ל 17 וולט). כדי להגדיל את היעילות הותקן תחילה נגן R5 בעל ערך נומינלי של 3.9 אוהם (ראו תמונה), אך ייצוב הזרם בטווח כולו (עם חלקים שהותקנו בפועל) דרש ערך נומינלי של 20 אוהם, מכיוון שלא היה מספיק מתח לכוונון VT1 מ לצריכת זרם נמוכה של מטריקס LED.
הטרנזיסטור VT1 רצוי לבחור עם מקדם העברת זרם בסיס גדול. הטרנזיסטור VT2 חייב לספק זרם אספן מקובל מעבר לזרם מטריקס LED ומתח ההפעלה.
3. הוסף את מעגל החיווי - מגביל המגביל ללוח המעגל. מעגלי המיקרו גלאי מתח זמינים לערכי בקרת מתח שונים. במקרה שלנו, בגלל היעדר מעגל מיקרו 12 וולט, השתמשתי במכשיר הזמין בגודל 4.5 וולט (נמצא לעתים קרובות במכשירים ביתיים משומשים - טלוויזיות, מקליטי וידיאו). מסיבה זו, לשליטה במתח של 12 וולט, אנו מוסיפים למעגל מחיצת מתח עבור הנגד הקבוע R1 ומשתנה R2, הנחוץ לצורך כוונון עדין לערך הרצוי. במקרה שלנו, על ידי התאמת R2, אנו משיגים מתח של 4.5 וולט בסיכה 1 של DA1 במתח של 12.1 ... 12.3 V על אוטובוס הכוח. באופן דומה, בבחירת מחיצת מתח תוכלו להשתמש במעגלי מיקרו דומים אחרים - גלאי מתח, חברות שונות, שמות ומתחי בקרה.
בתחילה, אנו בודקים ומגדירים את המעגל לפעול על פי מחוון LED. לאחר מכן אנו בודקים את פעולת המעגל על ידי חיבור נקודות A ו- B בכדי לכבות את מטריקס ה- LED. אנו עוצרים על האפשרות שנבחרה (1, 2, 3).
4. אנו מכינים את הכיסוי ללוח העבודה על ידי חיתוך הגודל הרצוי מלוח אוניברסלי טיפוסי.
5. אנו מבצעים את החיווט של המעגל הבאגי ללוח העובד.
6. אנו מחברים את מטריצת ה- LED ללוח העבודה ובודקת את פעולת הנהג - מכלול המגבילים, בכל טווח ההתאמה המתוכנן (בין 12 ל 17 וולט), ומחבר את הנהג למקור כוח מתכוונן. עם תוצאות חיוביות, אנו בודקים את פעולת הנהג המחובר לסוללה וכחלק ממנורת הסוללה. בדרך כלל אין צורך בהגדרה נוספת.
