Стабилизатор тока для светодиодов + схемы на транзисторе, с регулятором напряжения

Чем это объясняется?

Производитель лампы пишет маркировку «12V». Это оптимальное напряжение, при котором светодиоды в светильнике работают почти на максимум. А если на эту лампу подать 12 В, то на максимальной яркости она проработает очень долго.

Так почему же он сгорает в машине? В основном напряжение бортовой сети автомобиля составляет 12,6 В. Уже видно завышение в 12. А напряжение сети работающего автомобиля может доходить до 14,5 В. Добавим ко всему этому различные скачки от переключения сильного дальнего или ближнего света, сильные импульсы напряжения и магнитные помехи при запуске двигателя от стартера.

И у нас нет лучшей сети для управления светодиодами, которые, в отличие от ламп накаливания, в любом случае очень чувствительны.

Так как часто в простых китайских лампах нет ограничивающих элементов, кроме резистора, лампа выходит из строя из-за перенапряжения.
За свою практику я сменил десятки таких ламп. Большинство из них не отсидели и года. В конце концов я устал и решил искать более легкий выход.

Как работает стабилизация по току

достижение стабильного (не зависящего от изменения нагрузки в заданных пределах) тока основано на законе Ома. Если ток в цепи падает, драйвер увеличивает выходное напряжение до тех пор, пока уровень тока не восстановится до заданного значения.

Если ток увеличивается, регулятор, наоборот, уменьшает напряжение. Для контроля уровня тока часто используют обратную связь (например, измерение падения напряжения на образцовом резисторе (шунте)).

Другой способ получить стабильный ток — управлять нагрузкой от регулятора напряжения. Если сопротивление нагрузки останется неизменным, ток через нее не изменится.

Второй способ проще в реализации, но эффективность ниже. Сопротивление цепочки светодиодов в процессе работы может изменяться (например, в зависимости от температуры), при этом яркость также не останется неизменной. Хотя это все же лучше, чем вообще без драйвера.

Задать вопрос Другой проблемой, связанной с использованием стабилизаторов напряжения для достижения постоянной яркости, является крутая ВАХ светодиодов. Небольшое изменение напряжения приводит к значительному увеличению или уменьшению тока. Стабильность напряжения должна быть очень высокой.

Вольт-амперная характеристика для светодиода

Назначение и принцип работы

Стабилизаторы должны обеспечивать постоянный рабочий ток для светодиодов, когда в блоке питания проблемы с отклонениями напряжения от нормы (вам будет интересно узнать, как отключить светодиод от сети 220 вольт). Стабильный рабочий ток в первую очередь необходим для защиты светодиода от перегрева.

Ведь при превышении максимально допустимого тока светодиоды выходят из строя. Стабильность рабочего тока также обеспечивает постоянство светового потока прибора, например, при разрядке аккумуляторов или колебаниях напряжения в питающей сети.

Стабилизаторы тока для светодиодов имеют разные виды исполнения, а обилие конструктивных вариантов радует глаз. На рисунке представлены три самые популярные схемы полупроводниковых стабилизаторов.

1. Форма а) — Параметрический стабилизатор. В этой схеме стабилитрон задает постоянное напряжение на базе транзистора, который включен по схеме эмиттерного повторителя. Из-за стабильности напряжения на базе транзистора напряжение на резисторе R также постоянно. В силу закона Ома не меняется и ток через сопротивление. Поскольку ток резистора равен току эмиттера, токи эмиттера и коллектора транзистора стабильны. Включив в коллекторную цепь нагрузку, получим стабилизированный ток.
2. Форма б). В схеме напряжение на резисторе R стабилизируется следующим образом. По мере увеличения падения напряжения на резисторе R первый транзистор открывается больше. Это приводит к уменьшению тока базы второго транзистора. Второй транзистор приоткрывается, и напряжение на резисторе R стабилизируется.
3. Форма в). В третьей схеме ток стабилизации определяется пусковым током полевого транзистора. Он не зависит от напряжения, приложенного между стоком и истоком.

В схемах а) и б) ток стабилизации определяется номиналом резистора R. Используя нижний индекс вместо постоянного сопротивления, можно регулировать выходной ток стабилизаторов.

Производители электронных компонентов производят различные микросхемы регуляторов светодиодов. Поэтому интегральные стабилизаторы в настоящее время все чаще используются в промышленных изделиях и в радиолюбительском оформлении. О всех возможных способах подключения светодиодов можно прочитать здесь.

Обзор известных моделей

Большинство микросхем для питания светодиодов выполнено в виде импульсных преобразователей напряжения. Преобразователи, в которых роль накопителя электрической энергии выполняет дроссель (дроссель), называются бустерами. В бустерах преобразование напряжения происходит за счет явления самоиндукции. Одна из типовых схем бустера показана на рисунке.

Схема стабилизатора тока работает следующим образом. Транзисторный ключ, расположенный внутри микросхемы, периодически замыкает дроссель на общий провод. В момент открывания ключа в дросселе возникает ЭДС самоиндукции, которая выпрямляется диодом. Характерно, что ЭДС самоиндукции может значительно превышать напряжение источника тока.

Как видно из схемы, для изготовления бустера на TPS61160 производства Texas Instruments требуется совсем немного комплектующих. Основными приспособлениями являются дроссель L1, диод Шоттки D1, выпрямляющий импульсное напряжение на выходе преобразователя, и Rset.

Резистор выполняет две функции. Во-первых, резистор ограничивает ток, протекающий через светодиоды, а во-вторых, резистор действует как элемент обратной связи (своего рода датчик). С него снимается измерительное напряжение, а внутренние цепи микросхемы стабилизируют ток, протекающий через светодиод, на заданном уровне. Изменяя значение резистора, вы можете изменить ток на светодиоды.

Преобразователь на TPS61160 работает на частоте 1,2 МГц, максимальный выходной ток может составлять 1,2 А. С помощью микросхемы можно запитать до десяти светодиодов, соединенных последовательно. Яркость светодиодов можно изменить, подав ШИМ-сигнал с переменной скважностью на вход «управление яркостью». КПД вышеописанной схемы составляет около 80%.

Следует отметить, что усилители обычно используются, когда напряжение светодиода выше, чем напряжение источника питания. В тех случаях, когда необходимо понизить напряжение, чаще применяют линейные стабилизаторы. Целую серию таких стабилизаторов MAX16xxx предлагает компания MAXIM. Типовая схема включения и внутреннее устройство таких микросхем показаны на рисунке.

Как видно из блок-схемы, ток светодиода стабилизируется полевым транзистором с каналом P. Напряжение ошибки снимается с резистора Rsens и подается на схему управления полем. Поскольку полевой транзистор работает в линейном режиме, КПД таких схем заметно ниже, чем у схем импульсных преобразователей.

Микросхемы серии MAX16xxx часто используются в автомобильных приложениях. Максимальное входное напряжение микросхем 40 В, выходной ток 350 мА. Они, как и импульсные регуляторы, допускают ШИМ-диммирование.

Конструкция и принцип работы

Стабилизатор обеспечивает постоянство тока при его отклонении

Стабилизатор обеспечивает постоянство показателей рабочего тока светодиодов при его отклонении от нормы. Предотвращает перегрев и перегорание светодиодов, поддерживает постоянный ток при перепадах напряжения или разрядке аккумулятора.

Простейшее устройство состоит из трансформатора, выпрямительного моста, соединенного с резисторами и конденсаторами. Работа стабилизатора основана на следующих принципах:

• подать питание на трансформатор и изменить его предельную частоту на частоту сети — 50 Гц;
• регулировка напряжения на повышение и понижение с последующим выравниванием частоты до 30 Гц.

В процессе преобразования участвуют и высоковольтные выпрямители. Они определяют полярность. Стабилизация электрического тока осуществляется с помощью конденсаторов. Резисторы используются для уменьшения шума.

Разновидности токовых стабилизаторов

Светодиод загорается при достижении порога тока. У устройств с малой мощностью этот показатель составляет 20 мА, у сверхъярких — от 350 мА. Разброс порогового напряжения объясняет наличие разных типов стабилизаторов.

Резисторные стабилизаторы

 

Для регулируемого стабилизатора токовых параметров маломощных светодиодов используется схема ROLL. Он предусматривает наличие элементов КР142ЕН12 или LM317. Процесс выравнивания осуществляется при токе 1,5 А и входном напряжении 40 В. В нормальных тепловых условиях резисторы рассеивают до 10 т мощности, собственное потребление тока составляет около 8 мА.

Узел LM317 поддерживает постоянное значение напряжения на основном резисторе, регулируемое подстроечным резистором. Основной или токораспределительный элемент может стабилизировать проходящий через него ток. По этой причине на КРЭН используются стабилизаторы для зарядки аккумуляторов.

Значение 8 мА не меняется даже при колебаниях тока и напряжения на входе.

Транзисторные устройства

 

Транзисторный регулятор предусматривает использование одного или двух элементов. Несмотря на простоту схемы, при колебаниях напряжения не всегда наблюдается стабильный ток нагрузки. При увеличении одного транзистора напряжение резистора повышается до 0,5-0,6 В. После этого начинает работать второй транзистор. В момент его открытия первый элемент закрывается, а сила и величина проходящего через него тока уменьшаются.

Две схемы на транзисторах с разной проводимостью, где стабилитроны заменены двумя обычными диодами VD1, VD2

Для реализации схемы с заменой стабилитронов на диоды используется:

• диоды VD1 и VD2;
• резистор R1;
• сопротивление R2.

Подача питания через светодиодный элемент задается резистором R2. Резистор R1 служит для ввода линейной части ВАХ диодов по отношению к току базового транзистора. Чтобы транзистор оставался стабильным, напряжение питания должно быть не меньше суммарного напряжения диодов +2-2,5 В.

Для получения тока 30 мА через 3 последовательно соединенных диода с напряжением 3,1 В по прямой линии подают 12 В. Сопротивление резистора должно быть 20 Ом при мощности рассеяния 18 мВт.

Схема на советских транзисторах. Допустимое напряжение советских КТ940 или КТ969 до 300 В, что подходит, если источником света является мощный SMD элемент. Параметры тока задаются резистором. Напряжение стабилитрона 5,1 В, а мощность 0,5 В.

Минус схемы — падение напряжения при увеличении силы тока. Его можно устранить, заменив биполярный транзистор на MOSFET с низким сопротивлением. Токовый диод заменен на IRF7210 на 12 А или IRLML6402 на 3,7 А.

Стабилизаторы тока на полевике

 

Элемент поля имеет короткозамкнутые исток и затвор, а также встроенный канал. При использовании полевого прибора (ИРЛЗ 24) с 3 выводами на вход подается напряжение 50 В, а на выходе получается 15,7 В.

Потенциал земли используется для подачи напряжения. Параметры выходного тока зависят от начального тока стока и не связаны с истоком.

Линейные устройства

Стабилизатор или делитель постоянного тока воспринимает нестабильное напряжение. На выходе линейное устройство его корректирует. Он работает по принципу постоянного изменения параметров сопротивления для выравнивания выходной мощности.

К преимуществам эксплуатации можно отнести минимальное количество деталей, отсутствие помех. Недостатком является низкий КПД при разнице мощности питания на входе и выходе.

Феррорезонансное устройство

Устаревший стабилизатор переменного тока, схема которого представляет собой конденсатор и две катушки — с ненасыщенным и насыщенным сердечником. На насыщенный (индуктивный) сердечник подается постоянное напряжение независимо от параметров тока. Это облегчает подбор данных для второй катушки и емкостного участка для стабилизации мощности.

Устройство работает по принципу качелей, которые сразу сложно остановить или сильнее раскачать. Подача напряжения происходит по инерции, поэтому возможен сброс нагрузки или обрыв цепи тока.

Особенности схемы токового зеркала

Токовое зеркало, или рефлектор, построено на паре транзисторов согласованного типа, т.е с одинаковыми настройками. Для их производства используется светодиодный полупроводниковый чип.

Схема токового зеркала по уравнению Эберса-Молля. Принцип работы заключается в том, что базы транзисторов объединены, а эмиттеры выброшены на одну шину питания. В результате параметры переходного напряжения перехода база-транзистор-эмиттер подобны.

Достоинствами схемы являются равный диапазон стабильности и отсутствие падения напряжения на эмиттерном резисторе. Параметры легче установить с мощностью. Недостатком является эффект Эрли — привязка выходного напряжения к коллектору и его колебания.Схема текущего зеркала Уилсона. Токовое зеркало может стабилизировать постоянное значение выходного тока и реализовано следующим образом:

1. Транзисторы №1 и №1 подключены по принципу стандартного токового зеркала.
2. Транзистор №3 фиксирует потенциал коллектора элемента №1 на уровне удвоенного параметра падения напряжения на диоде.
3. Оно будет меньше напряжения питания, подавляющего эффект Раннего.
4. Коллектор транзистора №1 используется для установки режима схемы.
5. Выходной ток зависит от транзистора №2.
6. Транзистор №3 преобразует выходной ток в нагрузку переменного напряжения.

Транзистор номер 3 не может быть согласован с остальными.

Стабилизатор компенсационного напряжения

Компенсационный стабилизатор напряжения

Выпрямитель работает по принципу обратной связи по напряжению. Полное или частичное натяжение равняется поддержке. В результате регулятор выдает ошибку параметров напряжения, устраняя колебания яркости светодиодов. Устройство состоит из следующих элементов:

• Регулирующий элемент или транзистор, который вместе с нагрузочным резистором образует делитель напряжения. Эмиттерное значение транзистора должно превышать ток нагрузки в 1,2 раза.
• Усилитель — управляет РЭ, выполнен на транзисторе №2. Маломощный элемент соответствует мощному по составному принципу.
• Источник опорного напряжения — в схеме применен стабилизатор параметрического типа. Он уравнивает напряжения стабилитрона и резистора.
• Дополнительные источники.
• Конденсаторы — для сглаживания пульсаций, устранения паразитного возбуждения.

Компенсационные стабилизаторы напряжения работают по принципу увеличения входного напряжения при дальнейшем увеличении токов. Закрытие первого транзистора увеличивает сопротивление и напряжение области коллектор-эмиттер. После приложения нагрузки она выравнивается до номинального значения.

Устройства на микросхемах

Для устройств стабилизации используется микросхема 142ЕН5 или LM317. Он позволяет выравнивать напряжение, получая сигнал обратной связи от датчика, подключенного к сети тока нагрузки.

Он использует сопротивление в качестве датчика, где регулятор может поддерживать постоянное напряжение и ток нагрузки. Сопротивление датчика будет меньше сопротивления нагрузки. Схема используется для зарядных устройств и по ней также разработана светодиодная лампа.

Обзор популярных схем

Стабильный блок питания для светодиодов (и других нагрузок) можно собрать по разным схемам. Все зависит от необходимых качеств и квалификации мастера.

Импульсный стабилизатор для светодиодов

Простой, но мощный стабилизатор тока можно собрать на дешевой и доступной микросхеме 555 (НЕ555, КР1006ВИ1). Микросхема представляет собой таймер с двумя входами:

• вход может регулировать частоту пульса;
• с другой — их продолжительность.

Таким способом можно организовать широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) для регулирования и стабилизации яркости светодиодов. Метод ШИМ заключается в питании светодиода импульсами постоянного напряжения, постоянной частоты, но разной длительн

ости. Чем больше длительность импульса, тем выше средний ток через светодиоды, а чем короче импульсы, тем ниже средний ток.

Схема стабилизатора тока устроена так, что частота следования импульсов на выходе остается постоянной, а длительность можно регулировать потенциометром. Если регулировка не требуется, можно вместо потенциометра впаять постоянный резистор нужного номинала. Частота следования импульсов практически не зависит от напряжения питания, а их амплитуда — зависит. И это недостаток схемы, т.к для стабильного свечения требуется стабильное входное напряжение.

Питание устройства осуществляется постоянным напряжением от 13,5 до 27 вольт (ограничено диапазоном входного напряжения LM7812). Для низковольтного питания входной стабилизатор необходимо убрать из схемы. Для увеличения мощности — поменять схему стабилизации.

Стабилизатор на КРЕН

Популярные линейные интегральные стабилизаторы КРЭН (зарубежные аналоги — LM78XX, где ХХ — напряжение стабилизации) могут быть использованы для стабилизации тока в стандартном включении — путем достижения стабильного напряжения. Но изменив включение микросхемы, можно заставить ее стабилизировать ток.

Для стабилизации тока используется свойство микросхемы повышать уровень напряжения на выходе (pin Out) при повышении уровня вывода GND. Если ток в цепи по каким-либо причинам уменьшается, меняется распределение Uвх между нагрузкой и регулирующим элементом микросхемы. Напряжение на нагрузке увеличивается, а встроенный стабилизатор увеличивает выходное напряжение, сохраняя при этом стабильный ток.

Микросхему нужно подобрать так, чтобы ее Uвых хватило для размыкания цепочки светодиодов. Для одного светодиода достаточно КРЕН5А (LM7805). Для большего количества светодиодов необходимо использовать стабилизатор с большим выходным уровнем, соответственно увеличить напряжение питания. Резистор R1 задает ток в цепи по закону I=Vstab/R1+i0, где:

• I — ток стабилизации, А;
• Vstab – выходное напряжение микросхемы;
• R1 — сопротивление резистора, Ом;
• i0 — ок остальная микросхема, для большинства случаев ок. 8 мА.

Максимальный ток ограничен возможностями микросхемы и не превышает 1 А, но для этого на радиатор необходимо установить стабилизатор. Наконец, выходной ток устанавливается подбором резистора R1 в процессе настройки.

Для нормальной работы микросхемы необходимо на входе установить оксидный конденсатор (на схеме не показан) так, чтобы длина проводников между РОЛИКОМ и конденсатором была не более 7 см.

Точно такой же стабилизатор можно построить на микросхеме LM311. Включается по похожему принципу, и ток стабилизации рассчитывается по той же формуле.

Стабилизатор тока на транзисторе

Стабилизатор для светодиодов можно построить на биполярном транзисторе, включенном по схеме эмиттерного повторителя. Напряжение на базе стабилизируется стабилитроном VD, резистор R1 ограничивает ток через стабилитрон.

Если напряжение на базе транзистора неизменно, то оно неизменно и на эмиттере, а значит, ток через R2 также стабилен. Поскольку ток коллектора практически такой же, как ток эмиттера, ток через светодиоды будет относительно неизменен.

Стабилитрон должен иметь как можно меньшее напряжение стабилизации, иначе будет потеряна большая часть выходного уровня блока питания. А вот низковольтный стабилитрон найти не так просто, поэтому хорошей альтернативой является замена его двумя (или более) обычными диодами в прямом включении.

Диоды задают напряжение на базе полупроводникового прибора, но помните, что на эмиттерном переходе транзистора упадет около 0,6 вольта. Поэтому диодов должно быть как минимум два.

Другой вариант схемы заключается в использовании «программируемого стабилитрона» TL431 в качестве источника опорного напряжения. При его включении, указанном на схеме, на эмиттере транзистора всегда будет 2,5 вольта, а ток в коллекторной цепи будет равен Iколлектор = 2,5/R2 + Iбаза. Ток базы небольшой, поэтому можно считать, что ток коллектора достаточно стабилен и задается резистором R2.

Недостатком этой схемы является зависимость тока от входного напряжения. Улучшить параметры можно за счет подачи на схему стабильного напряжения путем добавления стабилизатора, установленного например на РОЛЛ.

Лучшими показателями обладает стабилизатор на полевом транзисторе.

Преимущество такой схемы в том, что стабилизатор является двухполюсным и легко подключается к любой существующей схеме. Ток задается резистором R1 и имеет сложную зависимость от сопротивления и характеристик полевого транзистора. Ток стабилизации необходимо подбирать экспериментально из-за большого разброса параметров полупроводниковых приборов — и это недостаток данной схемы.

В самом простом варианте сопротивление вообще отсутствует. Порт и источник подключены.

Этот вариант — без сопротивления — пожалуй, оптимальная схема драйвера для светодиодных устройств в системе освещения автомобиля. В этой ситуации необходимо решить проблему стабильного напряжения (разряд в бортовой сети значительно сокращает срок службы светодиода).

Линейные регуляторы (LM7812) работают плохо. Для нормальной работы им нужно не менее 14 вольт на входе, а в бортовой сети такое напряжение есть не всегда. Работа с пониженным напряжением питания приводит к снижению яркости свечения осветительных приборов. А в схеме выше эти недостатки сведены к минимуму.

Стабилизаторы на микросхемах

Стабильный источник тока можно построить на операционном усилителе. Выходной каскад ОУ в большинстве случаев не рассчитан на подключение мощной нагрузки, поэтому в качестве усилителя к нему подключают мощный полевой или биполярный транзистор. Схема выше имеет одну функцию — нагрузка подключается к общему проводу. Во многих случаях это практично.

Оба варианта имеют общий недостаток — ток в цепи нагрузки зависит от входного напряжения. Наряду с другими недостатками (необходимость организации цепей смещения ОУ или тока от разнополярного источника и др.) схемы оказываются громоздкими и большого распространения не получили.

TL431

Поскольку микросхема поддерживает фиксированное напряжение 2,5 В на R2, ток через этот резистор всегда будет 2,5/R2. А если пренебречь током базы, то можно считать, что IRn = IR2. И чем выше коэффициент усиления транзистора hfe, тем больше эти токи будут совпадать.

R1 рассчитан таким образом, чтобы минимальный рабочий ток микросхемы был 1 мА.

На транзисторе падает около 20-30 В, потери мощности менее 1,5 Вт. Кроме указанного на схеме 2SC4544, можно использовать более мощный BD711 или старый советский КТ940А. Транзисторы в корпусе ТО-220 не требуют установки на радиатор до мощности 1,5-2 Вт в комплекте.

Резистор R3 служит для ограничения зарядного импульса конденсатора при включении тока. Ток через нагрузку задается резистором R2.

Здесь в качестве нагрузки Rn выступают 90 белых 2835-микросхемных светодиодов. Максимальная мощность при токе 60 мА 0,2 Вт (24Лм), падение напряжения 3,2 В. Можно использовать и другие подходящие светодиоды, например SMD5050.

С целью увеличения срока службы специально занижена мощность диодов на 20% соответственно (0,16 Вт, ток 45 мА), суммарная мощность всех светодиодов 14 Вт.

Хотя я бы рекомендовал найти светодиоды точно в таком же форм-факторе (2,8х3,5мм), но мощностью 0,5Вт. Они меньше нагреваются и дольше служат.

Такие светодиоды, а также все необходимое для сборки схемы вы можете найти по этим ссылкам:

СМД 2835	Светодиод, 3,3 В, 0,15 А, 0,5 Вт	67 руб. / 100 шт.
2SC4544	НПН, 300В, 0,1А	10 руб. / ПК.
БД711	НПН, 100В, 12А	120 руб. / 10 частей.
1Н4007	1000В, 1А	51 руб. / 100 шт.
TL431A	36В, 100мА	87 руб. / 100 шт.

Разумеется, схема регулятора тока для светодиодов на 220 В может быть переделана на любой необходимый ток и/или другое количество имеющихся светодиодов.

При допустимом разбросе напряжения 220 вольт (см. ГОСТ 29322-2014) выпрямленное напряжение на конденсаторе С1 будет в пределах от 293 до 358 В, поэтому его необходимо оценивать для напряжения не менее 400 В.

Исходя из диапазона питающих напряжений рассчитываются параметры остальных элементов схемы.

Например, резистор, задающий режим работы микросхемы DA1, должен обеспечивать ток не менее 0,5 мА при напряжении С1 = 293 В. Максимальное количество светодиодов не должно превышать NLED < (358 — 6)/3,2, и да их больше, тем выше яркость лампы и тем меньше ток никуда не уйдет (рассеивается в виде тепла на транзисторе VT1). Максимальное напряжение Uкэ на транзисторе VT1 должно быть не менее 358 — (ULED*NLED).

Читайте также: Стабилизаторы переменного напряжения

Регулируемый стабилизатор постоянного тока

Для регулировки тока можно заменить постоянное сопротивление, задающее этот ток, на переменное. Например, в схеме с биполярным транзистором достаточно подрегулировать сопротивление в эмиттерной цепи.

Недостатком этой регулировки является то, что полный ток нагрузки протекает через потенциометр. Место подвижного контакта со временем сгорит и переменный резистор выйдет из строя. Другое дело схема полевого транзистора. Ток в цепи стока практически отсутствует (в реальности он составляет десятки, максимум сотни миллиампер).

Следовательно, регулируемый источник можно построить на МОП-транзисторе. Практическая реализация БП для светодиода показана на рисунке. Схема дополнена максимальной токовой защитой на биполярном транзисторе VT2.

Вы можете построить регулятор, который позволит добиться стабилизации как тока, так и напряжения, при этом обе величины можно регулировать. При этом устройство будет универсальным, поэтому его можно будет использовать для управления разными наборами светодиодов. Классический вариант — стабилизатор на микросхеме TL494, представляющий собой ШИМ-регулятор.

Имеет два канала обратной связи, что позволяет организовать два канала стабилизации (по току и по напряжению). На вывод 1 микросхемы поступает напряжение с выхода стабилизатора. Микросхема сравнивает его с эталоном и дает команду на увеличение или уменьшение длительности открытого состояния клавиш

Для контроля тока последовательно с нагрузкой устанавливается шунт, с которого напряжение выводится на вывод 16, где также сравнивается с опорным уровнем. Накопительный дроссель намотан на двух приклеенных желтых кольцах проводом толщиной 1 мм. Напряжение регулируется потенциометром R13, а ток R5. Ключевые транзисторы необходимо монтировать на радиатор.

Сделать драйвер для светодиодной лампы несложно. Вам просто нужно выбрать схему в соответствии с вашей квалификацией, и светодиоды прослужат намного дольше. Хотя сложных среди рассмотренных вариантов нет — если вам нужно сложное устройство с большим количеством регулировок, защит и т д., проще купить готовую плату.

Как сделать стабилизатор тока для светодиодов самостоятельно

изготовление стабилизатора для светодиодов своими руками осуществляется несколькими способами. Новичку желательно работать с простыми схемами.

На основе драйверов

Микросхему нужно выбирать трудновыгораемую — LM317. Он будет выполнять роль стабилизатора. Второй элемент — переменный резистор сопротивлением 0,5 кОм с тремя проводами и ручкой регулировки.

Сборка осуществляется по следующему алгоритму:

1. Припаяйте выводы к среднему и внешнему выводам резистора.
2. Установите мультиметр в режим сопротивления.
3. Измерьте параметры резистора — они должны быть равны 500 Ом.
4. Проверьте соединения на целостность и соберите схему.

На выходе получится модуль мощностью 1,5 А. Для увеличения тока до 10 А можно добавить полевой рабочий.

Стабилизатор для автомобильной подсветки

Для работы потребуется линейное устройство в виде микросхемы L7812, две клеммы, конденсатор 100n (1-2 шт.), текстолитовый материал и трубка с термоусадкой. Производство осуществляется поэтапно:

1. Выбор схемы для L7805 из даташита.
2. Вырежьте из текстолита кусок нужного размера.
3. Отметьте прорези, сделав насечки отверткой.
4. Припаяйте элементы так, чтобы вход был слева, а выход справа.
5. Сделать корпус из трубы отопления.

Устройство стабилизации выдерживает нагрузку до 1,5 А, закрепленное на радиаторе.

Кузов автомобиля используется в качестве радиатора путем подключения центрального вывода к кузову с минусом.

Нюансы расчета стабилизатора тока

Расчет стабилизатора производится исходя из напряжения стабилизации U и тока (среднего) I. Например, напряжение на входе делителя 25 В, на выходе необходимо получить 9 В. Расчеты включают:

1. Подбор по руководству стабилитрона. Ориентируйтесь на напряжение стабилизации: D814V.
2. Найдите средний ток I в таблице. Он равен 5 мА.
3. Расчет напряжения питания как разницы между стабильным входным и выходным напряжением: UR1 = Uвх — Uвых, или 25-9=16 В.
4. Разделите полученное значение по закону Ома на ток стабилизации по формуле R1 = UR1/Iст, или 16/0,005 = 3200 Ом, или 3,2 кОм. Номинал элемента будет 3,3 кОм.
5. Расчет максимальной мощности по формуле ПР1=УР1*Iст, или 16х0,005=0,08.

Ток на стабилитрон и выход идет через резистор, поэтому мощность должна быть в 2 раза больше (0,16кВт). Исходя из таблицы, этот номинал соответствует 0,25 кВт.

Самостоятельная сборка стабилизатора для светодиодных приборов возможна только со знанием схемы. Начинающим мастерам рекомендуется использовать простые алгоритмы. Рассчитать мощность элемента можно по формулам из школьного курса физики.

Вместо заключения

К недостаткам приведенных в статье схем можно отнести низкий КПД из-за бесполезной траты мощности на регулирующие элементы. Впрочем, это свойственно всем линейным стабилизаторам тока.

Низкий КПД недопустим для устройств с питанием от автономных источников питания (светильники, фонари и т.п.). Значительного повышения КПД (90% и более) можно добиться при использовании импульсных стабилизаторов тока.