[Dragony]

Продолжение
На фото платы от аккумулятора 18650 хорошо видно, что там есть места под установку еще пары сборок полевиков, но изготовитель решил, что хватит и одной. Так даже лучше — есть свободные контактные площадки, и не требуется подпаивать провода к выводам микросборки.



Учитывайте тот факт, что схемы индикаторов разряда сами потребляют энергию аккумулятора! Во избежание недопустимого разряда, подключайте схемы индикаторов после выключателя питания или используйте схемы защиты, предотвращающие глубокий разряд.

(Материалы отсюда: https://electro-shema.ru/ch...
Там схем индикаторов разряда еще больше, так что если кому не хватило — вперед!.. Вас ждут увлекательные эксперименты с транзисторами, микросхемами и даже микроконтроллерами.)

[img]https://forum.fonarevka.ru/imagehosting/2024/01
/30/thumb_d91bc309b6.png[/img]

Вот один из примерных графиков разряда Li-ion аккумуляторов разным током нагрузки. Хорошо заметно, что при разряде небольшими токами напряжение после 3,4...3,3В начинает быстро падать. Поэтому платы сигнализации лучше настраивать на близкое к этому напряжение. Хотя, это по желанию мастера-изготовителя. Можно даже чуть повыше, чтобы оставалось больше времени для завершения работ или выхода из опасного места. Ну, или для поиска запасного аккумулятора в сумке на поясе...

Экспериментальная проверка показала, что плата защиты от старого аккумулятора Trustfire отключает нагрузку при падении напряжения до 2,5В. Маловато будет... После того, как отключат нагрузку, тревожный светодиод продолжает светиться некоторое время, пока напряжение на аккумуляторе не поднимется до 3,04В (примерно), затем индикация гаснет. Вывод — в исходном виде плату использовать можно, но не со всеми аккумуляторами. Вроде бы некоторые изделия от PANASONIC не помирают после разряда до 2,5В, но у меня таких пока нет, и старые не попадались. Так что желающие могут проверить свои запчасти самостоятельно. Остается переделать плату просто под «сигнальную», или потребуется включить в цепь питания микросхемы кремниевый диод в прямом направлении (информация по доработкам плат зарядки и защиты есть в интернете), чтобы поднять порог срабатывания до нужного предела входного напряжения.

Кстати, если придется подбирать аналоги транзисторам и диодам, или просто хотите рассортировать добытые детали, то вам может пригодиться книга «Справочник по устройству и ремонту ТА зарубежного и отечественного производства», автор — Кизлюк А.И. Четвертое издание вышло в 2002 году, найти в электронном виде — не проблема. Для нас наибольший интерес представляет глава девятая - «Справочный материал». Там в кратких таблицах приведены основные параметры диодов, стабилитронов, транзисторов. Есть информация по цветной маркировке. Разумеется, за двадцать лет много чего изменилось, но старые радиодетали у многих до сих пор лежат в коробочках. А каждый раз искать даташиты в интернете — можно, если он работает. Но иногда лучше иметь под рукой несколько распечатанных листочков.

Доработка платы защиты оказалась не очень сложной — дорожка к R1 от «+» питания шла по самому краю, так что не составило труда ее перерезать. Вот подпаять диод оказалось значительно труднее, быстро нашелся только 2Д503 выпуска 1983 года.

С диодом плата стала отключать нагрузку при уменьшении напряжения примерно до 2,95В. Точнее измерить не получилось, т. к. после снятия нагрузки напряжение быстро подскакивает до 3В. Но можно считать, что нужный результат получен. Осталось только заменить диод на более миниатюрный. Главное, чтобы падение напряжения на нем было около 0,5...0,6В.

Фото рабочего макета. Сверху — плата сигнализации на 2N7000. Светодиод на ней начинает светиться при напряжении около 3,4В.

Следующее фото — светодиод горит на полную яркость при 3,3В.

Следующее фото — сработало отключение нагрузки, горит светодиод на доработанной плате. Как только напряжение увеличивается до 3В, он гаснет. Недостаток — питание с него не снимается и после отрубания нагрузки. (Наверное, придется переносить точку подключения светодиода за выключатель?)

Светодиод горит, но не очень ярко - зачем "добивать" аккумулятор?

Выводы деталей сознательно оставлены длинными — для демонстрации того, что все сделано «вживую» подручными средствами. На жало паяльника (его мощность 25Вт) рядом с корпусом намотано несколько витков одножильного медного провода. После намотки для лучшей теплопередачи между витками и под них залито немного припоя. Дополнительное «жало» заточено под необходимую форму и толщину. Теперь можно паять и дорожки шириной в половину миллиметра.
(«Ну, чтобы руки не дрожали!..»(с) )

Примечание: у меня есть паяльник со сменными жалами, но я решил сейчас воспользоваться "народным методом", для наглядного примера "кухонного творчества".

[chem]

В моём детстве для самодельного фонарика хватало квадраной батарейки, резинки от бигудей и лампочки. Для продвинутого фонарика надевали кусок ластика на длинный контакт для удобства управления. Сейчас, судя по теме, сделать фонарь намного сложнее.

[galex]

вот не хотел ничего писать (слишком неоднозначная тема), но не могу мимо этого пройти:

 Сообщение от Dragony :

стандартной платы защиты (их еще называют контроллерами заряда-разряда)

кто их так называет? англонеговорящие китайцы на алиэкспресс? жуликоватые продавцы, не имеющие ни малейшего понятия о продаваемом товаре? телефонные мошенники?
если уж пишете материал с прицелом на юных любознательных задротов, научившихся держать паяльник за правильный конец, то хоть не вносите смуту в их несформировавшийся мозг. плата защиты и близко ничего общего не имеет с контроллером заряда. это исключительно защита от аварийных превышений пределов разрешенного диапазона напряжений.

 Сообщение от Dragony :

включающие защиту от переразряда при недопустимо низком напряжении (2.5В и ниже). Поэтому из всех имеющихся у вас плат необходимо отобрать только те экземпляры, которые срабатывают при правильном напряжении (3.0-3.2V)

и много удалось найти? 99.999% всех существующих в мире защит реализованы на мониторе dw01p с порогом 2.4+-0.1В
сейко впускала мониторы на более низкое напряжение (как раз для тех самых панасоников) и, вроде на более высокое, но я ни разу их вживую не встречал. и даже упоминаний о том, что кто то их видел, не встречал.
так что только диодом в подпор по питанию корректировать порог можно.

[BillDill]

У меня белые светодиоды начинают светиться при напряжении 2.38 В. При напряжении 2.5 В это практически мунлайт, не заметить разряда батареи очень сложно. Кстати,для зануд можно светодиод подключить через диод, падение на диоде в этих условиях будет порядка 0.1 В.

В общем владельцев литий феррума эти проблемы не колышат.

[galex]

а вообще, т.с надо было закрыть тему и открывать только для выкладки новых постов, раз уж начал писать сериал для чайников, то чтоб не разбавлять его комментариями до завершения труда

[vorsmann]

Послежу за темой, всё это интересно.

[ksan]

Получается, что это не радио"фонаревка -начинающим",
а некоторое ЧЯДНТ.
Посмотрим...

[Медветь]

 Сообщение от vorsmann :

это интересно

занудно

[BillDill]

Вы меня конечно извините, а чем вас не устраивают вольтметры, которые работают от 2.5 В ? Нормальный индикатор, не такой уж и большой. У нас в радиоподвальчике два типоразмера, пяток типов. Мне последний раз 160 руб жалко стало на маленький. Подключаешь через кнопку, надо - посмотрел.

[galex]

 Сообщение от Медветь :

занудно

надо выпить

[Dragony]

Наверное, изучение азбуки в первом классе многим тоже казалось занудным, но тем не менее - читать они хоть как-то да научились?..

"Критик - это такой человек, который говорит писателю, как бы он написал сам, если бы мог и умел"(с)

Продолжаю свое скучное, занудное, недоступное для понимания при отсутствии под рукой выпивки повествование...
----------

Подключение одного светодиода не создает больших проблем. Что делать, если хочется больше света и необходимо запитать два, три, четыре и более светодиодов? Тогда нужно собрать LEDs в цепочку. Соединения могут быть нескольких типов: параллельное соединение светодиодов, последовательное соединение светодиодов и параллельно-последовательное.

Самым оптимальным является последовательное соединение светодиодов. В этом случае ток на каждом LED, соединенном последовательно, будет одинаковым. Такое соединение позволяет легко контролировать токи всех СИДов.

Параллельное соединение светодиодов используют, когда напряжение блока питания (источника) не хватает, для того, чтобы запитать ряд последовательных светодиодов. Если “конкретно теоретически”, то параллельно светодиоды можно подключать и “тупо” – соединить все аноды и катоды. После чего подключить их к батарее и… Светодиоды горят! Но, скорее всего, радость будет недолгой.



Такая схема подключения светоизлучающих диодов в параллель – работает плохо.

Предвижу недовольные реплики знатоков, вроде «Да у меня по такой схеме «вечная свечка» уже сколько времени работает!..» Конечно, тут есть ньюансы. «Простыми решениями» грешат китайские производители дешевизны. Но это скорее исключение из правил. Если кто-то разбирал китайские игрушки или зажигалки, то наверняка видел именно такую схему подключения, где диоды подключены параллельно, не и не имеют в своей цепи никаких посторонних электронных компонентов. Почему? Да все просто – в таких цепях ток ограничивается внутренним сопротивлением батареек AG1 (таблетка). Мощность в таких таблетках минимальна и не может нанести вред диоду – не хватит тока. (Интересно, кто из читающих этот текст может навскидку вспомнить «Закон Ома для полной цепи»?..) Т.е. мы опять приходим к выводу, что для нормального функционирования диодам нужен резистор.

Повторим на всякий случай – параллельное соединение светодиодов используют только тогда, когда источник питания низковольтный.
Несмотря на то, что такой тип соединения не очень приветствуется, его часто используют. В таких типах соединений есть одно правило – параллельное соединение светодиодов никогда не происходит с использованием единственного резистора!!!



К сожалению, несмотря на то, что такое подключение неправильное, вездесущие китайцы используют его вовсю. Особенно в дешевых фонариках. Для этого там завышают номинал резистора, дабы не было перегрузки и товар мог проработать некоторое время после покупки. А может и не проработать… Тут кому как повезет.

Естественно, возникает вопрос – почему нельзя соединять так? Между тем, все просто.

Рассмотрим параллельное соединение двух светодиодов. Данные резистора будут получены из расчета удвоенного значения потребляемого тока. Т.е. ограничивающий резистор имеет вдвое меньшее сопротивление, чем если бы мы запитывали один светодиод. В любом случае стоит помнить, что двух абсолютно одинаковых LED не бывает, даже если они выпущены одним заводом и из одной партии. Все диоды имеют разброс по потребляемому току и внутреннему сопротивлению. Кристалл с меньшим сопротивлением пропустит через себя больше тока. Таким образом, возникнет некий перекос - это можно определить визуально. С большим потреблением диод будет светиться сильнее, с меньшим слабее. Если диоды из одной партии, то перекос не будет очень заметен, а если LED-ы еще и от разных производителей, то вполне возможна ситуация, когда диод перегорит.

Вернемся к работе схемы. Резистор рассчитывается на двойное потребление тока, а следовательно при перегорании одного – второй получает удвоенное напряжение и удвоенный ток. Это очень критично. Причем, тут больше играет роль ток, а не напряжение как таковое. Данное правило справедливо не только для параллельного соединения двух светодиодов, но также и для большего количества с одним резистором. При перегорании одного, остальные выйдут из строя в самые короткие сроки, из-за пропорционально растущего напряжения и тока.



На картинке показано правильное параллельное соединение светодиодов. От варианта с одним резистором, данный способ отличается тем, что каждый диод соединяют в параллель через свой резистор. Такое соединение не позволит появиться перекосу. Даже, если по каким-то причинам один светодиод перегорит, второй не получит увеличенного напряжения.

Какие плюсы и минусы параллельного соединения светодиодов?
Большим плюсом параллельного соединения стоит отметить, что в случае правильного соединения светодиодов при перегорании одного из них, остальные будут работать. Диоды будут работать если и большее количество LEDs перегорит, здесь основным остается правило – чтобы работала хотя бы одна ветка. При последовательном соединении светодиодов выход из строя одного из них приведет к тому, что строка из последовательно соединенных чипов перестанет светиться.
Параллельное соединение позволяет соединить от двух и более светодиодов. Ограничения могут возникнуть только по мощности батареи (источника питания) и габаритов самого прибора, в который вы захотите поместить свое “детище”.

Минусом параллельного соединения светодиодов отметим – удорожание конструкции, за счет того, что в цепи появляются новые элементы. В результате конечный продукт может оказаться достаточно громоздким.

И в качестве иллюстрации - пара примеров.
Вот вариант параллельного включения светодиодов в дешевом фонарике от китайца-курильщика.



Вот его последствия.



А вот USB-светильник от здорового китайца. Хорошо видны отдельные резисторы возле каждого светодиода.



Для ответа одному из читателей мне придется немного нарушить запланированную последовательность изложения материала.

«Мы же на свалке, откуда здесь возьмется 5В?..» Могу ответить только примерно так: «Элементарно, Ватсон!..»

Многие из вас могли видеть разнообразные «пауэрбанки», различной стоимости, емкости аккумуляторов и возможностей. Например, вот фото трех приобретенных в разное время на Алиэкспрессе корпусов типа «DIY » в переводе означает «Сделац сам». В том смысле, что какой аккумулятор туда установишь — такая у девайса емкость и будет. Здесь, соответственно, с одним, тремя и шестью аккумуляторами. Аккумуляторы внутри подключены параллельно. Все экземпляры работают хорошо, самый большой еще умеет заряжать мобильники в режиме «Быстрого заряда» и в свободное время может подрабатывать фонариком (видны два светодиода).



Но время от времени дешевые экземпляры перестают работать, и их что? Правильно, девайсы утилизируют или отдают даром. Вот и мне досталась такая китайская штучка.



Цена соответствовала качеству. При вскрытии внутри обнаружилась плата, выполненная в духе традиционного китайского минимализма. На единственной микросхеме есть некое цифробуквенное обозначение 27U309, поиск по которому никаких результатов не дал.



Аккумулятор не имеет вообще никакой маркировки, типоразмер — стандартный, 18650.
Он был безжалостно оторван, и вместо него подключен отсек с проводками, туда можно вставлять другие 18650, для проверки. В целях безопасности питание подал через плату защиты, переделанную раньше.

Вуаля!.. Вольтметр показал, что на выходе появилось напряжение 5,11В. Значит, можно попробовать немного посветить тестовым светодиодом...



Так что получить «5В с помойки» вполне реально. И если пауэрбанк не совсем испорчен, то кусок схемы из него вполне может вам пригодиться.

[Dragony]

Продолжаем...

Известно, что яркость светодиода очень сильно зависит от протекающего через него тока. В то же время ток светодиода очень круто зависит от питающего напряжения (в большинстве случаев). И если при питании от батареи СИД, подключенный через гасящий резистор, будет светиться ярко, то через некоторое время яркость заметно уменьшится. (Никакие простейшие «вечные свечки» не умеют светить с одинаковой яркостью все время, с начала работы до полной разрядки элементов питания.) В сетевых светильниках при колебаниях питающего напряжения или плохой фильтрации также возникают заметные пульсации яркости. Но пульсации - это не страшно, гораздо хуже то, что малейшее повышение питающего напряжения может привести к настолько сильному увеличению тока через светодиоды, что они просто выгорят (т. к. изготовители уже загнали их в максимальный режим). Чтобы этого не допустить, светодиоды (особенно мощные) обычно запитывают через специальные схемы - драйверы, которые по сути своей являются стабилизаторами тока. Далее будут рассмотрены схемы простых стабилизаторов тока для светодиодов (на транзисторах или распространенных микросхемах).

Стабилизаторы тока на транзисторах
Для стабилизации тока через светодиоды можно применить хорошо известные решения:



На рисунке 1 представлена схема, работа которой основана на т.н. эмиттерном повторителе. Транзистор, включенный таким образом, стремится поддерживать напряжение на эмиттере в точности таким же, как и на базе (разница будет только в падении напряжения на переходе база-эмиттер). Таким образом, зафиксировав напряжение базы с помощью стабилитрона, мы получаем фиксированное напряжение на R1.

Далее, используя закон Ома, получаем ток эмиттера: Iэ = Uэ/R1. Ток эмиттера практически совпадает с током коллектора, а значит и с током через светодиоды.

Обычные диоды имеют очень слабую зависимость прямого напряжения от тока, поэтому возможно их применение вместо труднодоступных низковольтных стабилитронов. Вот два варианта схем для транзисторов разной проводимости, в которых стабилитроны заменены двумя обычными диодами VD1, VD2:Стабилизатор для светодиодов.

Ток через светодиоды задается подбором резистора R2. Резистор R1 выбирают таким образом, чтобы выйти на линейный участок ВАХ диодов (с учетом тока базы транзистора). Напряжение питания всей схемы должно быть не меньше, чем суммарное напряжение всех светодиодов плюс около 2...2,5 вольт сверху для устойчивой работы транзистора.

Например, если нужно получить ток 30 мА через 3 последовательно включенных светодиодов с прямым напряжением 3.1 В, то схему следует запитать напряжением не ниже 12 Вольт. При этом сопротивление резистора должно быть около 20 Ом, рассеиваемая мощность - 18 мВт. Транзистор следует подобрать с максимальным напряжением Uкэ не ниже напряжения питания, например, распространенный S9014 (n-p-n).

Сопротивление R1 будет зависеть от коэфф. усиления транзистора hfe и ВАХ диодов. Для S9014 и диодов 1N4148 достаточно будет 10 кОм.

Теперь рассмотрим схему, представленную на рисунке 2. Вот она отдельно:



Токовым датчиком здесь является резистор, сопротивление которого рассчитывается по формуле 0.6/Iнагр. При увеличении тока через светодиоды, транзистор VT2 начинает открываться сильнее, что приводит к более сильному запиранию транзистора VT1. Ток уменьшается. Таким образом происходит стабилизация выходного тока.

Достоинства схемы - ее простота. К недостатку можно записать довольно большое падение напряжения (а следовательно и мощности) на транзисторе VT1. Это не критично при небольших токах (десятки и сотни миллиампер), однако дальнейшее увеличение тока через светодиоды потребует установки этого транзистора на радиатор.

Эту схему сейчас использую в макетах. Управляющий транзистор - S9014, силовой - S8050. Резистор R1 — 1 кОм, R2 — в зависимости от тока через светодиоды. Для светодиодов с максимальным током 20мА использую резистор с номиналом 33Ом. Чтобы получить ток 120мА, ставлю сборку из двух соединенных параллельно резисторов по 10Ом. При токе 120 мА силовой транзистор греется, но не сильно. У него есть запас и по предельному току, и по рассеиваемой мощности.

Также, вместо биполярного транзистора, можно применить p-канальный MOSFET. Схема, приведенная ниже, представляет собой мощный светильник на двух 10-ваттных светодиодах и 40-ваттном IRF9510 в корпусе ТО-220.



Ток через светодиоды задается подбором резистора R1. VT1 - любой маломощный. Светодиоды - Cree XM-L T6 10W или аналогичные.

Транзистор VT2 и светодиоды необходимо разместить на общем радиаторе, площадью не менее 900 см2 (если нет принудительного охлаждения вентилятором). Использование термопасты обязательно. Основание и ребра радиатора должны быть толстыми и массивными, чтобы максимально быстро отводить тепло. Тонкая жесть, куски тонких алюминиевых профилей в качестве радиаторов не подходят!

Если такая мощность не нужна, можно сократить количество светодиодов до одного. Но при этом придется понизить напряжение питания на 3-3.5 вольта. Иначе потребляемая мощность останется прежней, транзистор будет греться в два раза сильнее, а светить будет в два раза хуже.

Для снижения мощности правильнее было бы оставить оба светодиода, но уменьшить ток, например, до 2А - тогда мощность упадет с 20 до 12 Вт, а срок жизни светодиодов многократно возрастет. Площадь радиатора при этом можно будет уменьшить до 600 см2.

Вместо IRF9510 можно взять, например, IRF9Z34N (19А, 55В) или NDP6020P (24А, 20В).

Ну а самая простейшая схема стабилизатора тока для светодиодов на полевом транзисторе состоит всего лишь из одного транзистора с закороченным накоротко затвором и истоком.



Вместо КП303Е подойдет, например, BF245C или аналогичный со встроенным каналом. Принцип действия схож со схемой на рисунке 1, только в качестве эталонного напряжения используется потенциал "земли". Величина выходного тока определяется исключительно начальным током стока (берется из даташита) и практически не зависит от напряжения сток-исток Uси.

На схеме на рисунке 3 в цепь истока добавлен резистор R1, задающий некоторое обратное смещение затвора и позволяющий таким образом изменить ток стока (а значит и ток нагрузки).

Пример самого простого драйвера тока для светодиода представлен ниже:

Генератор (стабилизатор) тока на MOSFET.


Здесь применен полевой транзистор с изолированным затвором и встроенным каналом n-типа BSS229. Точное значение выходного тока будет зависеть от характеристик конкретного экземпляра и сопротивления R1.

Это, в общем-то, все способы превратить транзистор в стабилизатор тока.

[Dragony]

Стабилизаторы тока на микросхемах

Микросхемы позволяют добиться гораздо более высоких характеристик, чем транзисторы. Чаще всего для сборки стабилизатор тока для светодиодов своими руками используют прецизионные термостабильные источники опорного напряжения (TL431, LM317 и другие).

Типовая схема стабилизатора тока для светодиодов на TL431 выглядит так:



Так как микросхема ведет себя так, чтобы поддерживать на резисторе R2 фиксированное напряжение 2.5 В, то ток через этот резистор всегда будет равен 2.5/R2. А если пренебречь током базы, то можно считать, что IRн = IR2. И чем выше будет коэффициент усиления транзистора hfe, тем больше эти токи будут совпадать.

R1 рассчитывается таким образом, чтобы обеспечить минимальный рабочий ток микросхемы - 1 мА.

Любой интегральный стабилизатор напряжения можно превратить в стабилизатор тока, добавив всего один резистор в соответствии со схемой:



Только надо учитывать, что, при таком включении, входное напряжение должно быть больше, чем напряжение стабилизации микросхемы на некоторую величину (падение напряжение на самом стабилизаторе). Обычно это где-то 2-2.5 вольта. Ну и, само собой, добавить напряжение на нагрузке.

Вот, например, конкретный пример стабилизатора тока для светодиодов на LМ7812:



Потребляемый ток (как и ток через светодиоды) - 300 мА. Мощность светильника ~10 Ватт.

Все параметры схемы рассчитаны на 10 светодиодов SMD 5730-1 с прямым напряжением 3.3 вольта на каждом и максимальным током - 350 мА (см. даташит), покупал тут.

Есть еще очень похожие светодиоды - SMD 5730 (без единички в названии). У них мощность всего 0.5 Вт и максимальный ток 0.18 А. Так что не перепутайте.

Так как при последовательном подключении светодиодов общее напряжение будет равно сумме напряжений на каждом из светодиодов, то минимальное напряжение питания схемы должно быть: Uпит = 2.5 + 12 + (3.3 х 10) = 47.5 Вольт.

Рассчитать сопротивление и мощность резистора под другие значения тока можно с помощью простенькой программки Regulator Design.



Очевидно, что чем выше выходное напряжение стабилизатора, тем больше тепла будет выделяться на токозадающем резисторе и, следовательно, тем хуже КПД. Поэтому для наших целей лучше подойдет LM7805, чем LM7812.

Не менее эффективным получается линейный стабилизатор тока для светодиодов на LM317. Типовая схема включения:



Простейшая схема включения LM317 для светодиодов, позволяющая собрать мощный светильник, состоит из выпрямителя с емкостным фильтром, стабилизатора тока и 93 светодиодов SMD 5630. Здесь применены MXL8-PW35-0000 (3500K, 31 Lm, 100 mA, 3.1 V, 400 mW, 5.3x3 mm).



Если такая большая гирлянда из светодиодов не нужна, то к драйверу на LM317 для питания светодиодов придется добавить балластный резистор или конденсатор на входе (чтобы загасить лишнее напряжение).
Недостаток такой схемы токового драйвера для светодиодов в том, что при повышении напряжения в сети выше 235 вольт, LM317 окажется за пределами расчетного режима работы, а при снижении до ~208 вольт и ниже, микросхема совсем перестает стабилизировать и глубина пульсаций будет целиком и полностью зависеть от емкости С1.

Поэтому использовать такой светильник нужно там, где напряжение более менее стабильно. И на емкости этого конденсатора не стоит экономить. Диодный мост можно взять готовый (например, миниатюрный MB6S) или собрать из подходящих диодов (Uобр не менее 400 В, прямой ток >= 100 мА). Отлично подойдут упомянутые выше 1N4007.

К недостаткам приведенных в статье схем следует отнести низкий КПД за счет бесполезной траты мощности на регулирующих элементах. Впрочем, это свойственно всем линейным стабилизаторам тока.

Низкий коэффициент полезного действия может оказаться неприемлем для устройств, питающихся от автономных источников тока (светильники, фонарики и т.п.). Существенного повышения КПД (90% и более) можно добиться применением импульсных стабилизаторов тока.

(Источник: https://electro-shema.ru/ch...)

Существует микросхема АМС7135 — стабилизатор тока с малым падением напряжения, предназначенный специально для питания светодиодов. В зависимости от серии она обеспечивает выходной ток 340-380 (AMC7135PKF, AMC7135SJF) или 300-340мА (AMC7135PKFA, AMC7135SJFA). В платах драйверов фонарей их часто включают параллельно для увеличения выходного тока, и коммутируют их с помощью управляющего микроконтроллера. Но это тема для отдельного разговора, парой абзацев тут не отделаться.

К тому же эти микросхемы могут оказаться весьма требовательны к температурному режиму при пайке — некоторые экземпляры «дохнут» от перегрева. Но если вам повезло, можете подключать светодиод мощностью 1Вт через эту микросхему к аккумулятору Li-ion напрямую (только не забывайте про выключатель ).

Схемы подключения 7135 с разными светодиодами и разными напряжениями питания:

[chem]

 Сообщение от galex :

а вообще, т.с надо было закрыть тему и открывать только для выкладки новых постов, раз уж начал писать сериал для чайников, то чтоб не разбавлять его комментариями до завершения труда

Надо две темы: одну с информацией с закрытыми комментариями, вторую с обсуждением.

[Dragony]

Блин, это ж геморно... У меня еще и другие дела есть...

[vorsmann]

Да это точно, я так себе и сказал когда посетовал на то что мой велосвет не достаточно теплый.

[BillDill]

Стабилизатор тока миллиампер до 5 интересен для литий феррума, все остальное не секрет. У меня сейчас ходовые токи 2 и 3.5 ма, на токе 2 мА если темно, вполне можно отличить бутылку шампанского от банки пива за 10 метров, не промазать в походе в туалет типа сортир. 3.5 мА позволяют комфортно нарезать колбаску, разлить водку по стопкам. Но это при узком пучке света, поставлю тирки может скорректирую хотелки.

[Dragony]

Посмотрим, может, что из дальнейшего подойдет.

[Dragony]

Допустим, вам хочется, чтобы ваш фонарик светил с одинаковой емкостью все время, от включения на «свежезаряженном» аккумуляторе и до самого конца разряда. Возможно ли такое? Конечно!.. Только вам нужно включить светодиоды после повышающего преобразователя. Небольшая платка умеет поддерживать на выходе повышенное относительно источника питания напряжение («Step-Up»). Разумеется, бывают и понижающие преобразователи, и универсальные, но об этом как-нибудь в другой раз. Посмотрим на некоторые из китайских изделий, купленных в разное время на Алиэкспрессе.

Кроме уже показанного преобразователя из дешевого пауэрбанка, в «коллекции» есть еще несколько. Вот они на фото:



Те, которые с разъемами USB, без нагрузки выдают напряжение примерно 5,11В. Большую мощность они не выдадут, ограничившись где-то 500мА, но для типичного диода с максимальным током 350мА этого будет вполне достаточно. (Конечно, можно обойтись и без «повышайки», но тогда под конец разряда свечение может заметно потускнеть. А преобразователь будет высасывать энергию из аккумулятора вплоть до отключения нагрузки защитой. Конечно, это не очень здорово, но иногда такая возможность бывает необходима.)

Следующие два — с регулировкой выходного напряжения. Благодаря странному подбору деталей изготовителем они могут «заводиться» не во всех положениях движка переменного резистора. Часто об этом пишут на страничке товара примерно так: «...Если не заработало, поверните движок регулировки примерно 20 оборотов против часовой стрелки...». Показанные на фото платы запустились именно после такого трюка. Покупатели, которым подобное действие не удалось, пишут недовольные отзывы.

Изготовители скорее всего завышают выходные характеристики, поэтому при выборе ориентируйтесь на мощность раза в два выше той, которая вам нужна. При выходных токах около 1А почти все малогабаритные преобразователи сильно нагреваются. Если хотите большего — ищите более мощные.

Интерес представляет небольшая платка справа.



Она может выдать четыре фиксированных напряжения при выборе определенной комбинации перемычек — 5В, 8В, 9В и 12В. Хорошо работает при питании от литиевого аккумулятора 3,7В. Разумеется, максимальный ток обеспечивается при минимальном выходном напряжении:
5В — 1,2А
8В — 0,7А
9В — 0,6А
12В — 0,5А
Работает при входном напряжении от 2,5В до 5В.
Светодиод на выходе может быть отключен распайкой перемычки, тогда плата без нагрузки потребляет очень небольшой ток. Часто эту плату используют для питания различных приборов, вместо «Кроны».

Вот фото макета «неэкономично-неоптимального» фонарика.



Аккумулятор подключен к нагрузке через плату контроля заряда и защиты. (И тут требуется доработка против глубокого разряда, но очень уж здесь детали маленькие!.. Подожду следующей посылки, там будут платы большего размера. ) Через выключатель питается плата преобразователя, параллельно ее входу подключен сигнализатор разряда по рассмотренной раньше схеме на двух полевых транзисторах 2N7000. Для повышения надежности подстроечный резистор заменен тремя постоянными, соединенными последовательно — 220кОм, 100кОм, 51кОм. К «+» подпаян резистор 220кОм, к точке его соединения с резистором 100кОм подключен затвор первого транзистора. В конкретном случае индикаторный светодиод начинает «тлеть» при напряжении около 3,44В, при напряжении 3,4В светится уже очень заметно, а при 3,3В — на полную яркость.

К выходу преобразователя, выдающего 12В, подключены два канала стабилизаторов тока (С8014+С8050, описаны ранее) с цепочками из трех последовательно соединенных светодиодов в каждом. Одна с током примерно 16-17мА (белые «индикаторные»), другая — с током 120мА («натуральный белый свет», 0,5Вт). Вполне подходит, чтобы проверять аккумуляторы на «дохлость» при разряде не очень большим током. Разумеется, можно было просто включить цепочки светодиодов через резисторы, но это не так интересно.

К тому же, если дополнить схему (после преобразователя) парой диодов и разъемом, а потом спаять шнурок-переходник от прикуривателя к «штекеру» для этого разъема — получится вход дополнительного питания светодиодов от автомобильных 12В.

Слева видна еще одна деталь - «выносной» разъем типа «USB Type-C» для подключения зарядного устройства. Если честно, то не совсем понятно, почему его не используют в своих конструкциях самодельщики. Очень просто сделать в корпусе прямоугольное "окошко", в котором этот разъем сам зафиксируется боковыми выступами-защелками, а плату можно разместить в любом удобном месте корпуса. (Только позаботиться об "окошке" для светодиодов на ней. Как минимум - потом залить отверстие прозрачным термоклеем, красный и синий/зеленый светодиоды через него просвечивают хорошо.) Ведь если контакты в этом разъеме сильно «расконтачатся», то заменить его будет гораздо проще, чем возиться с выпайкой миниатюрного разъема с платы... Но, возможно, легкие пути не для нас?



Идет зарядка аккумуляторов, горит красный светодиод. Когда ток падает примерно до 100мА, зарядка прекращается, как положено. (но такое тут все мелкое!.. )

Если использовать регулируемые преобразователи, то можно настроить минимальное превышение необходимого напряжения и погасить этот излишек резистором. Тогда потребляемая от аккумулятора мощность получится почти минимальной (для данного варианта). Без резистора диод подключать нежелательно, т. к. со временем или от нагрева ток может заметно меняться или «плавать». Есть схемы преобразователей с регулируемым выходным напряжением и ограничением выходного тока, но удалось найти только вариант со минимальным входным напряжением 5В, а для питания от одного аккумулятора этого маловато.

[Dragony]

Сейчас рассмотрим схемы драйверов на специализированных микросхемах.

Одна из популярных на сегодняшний день - микросхема драйвера светодиодов РТ4115.



Китайскому производителю PowTech удалось создать микросхему драйвера светодиодов, вместив в компактном корпусе несколько блоков управления с мощным полевым транзистором на выходе.
Микросхема требует минимального обвеса и позволяет конструировать светодиодные светильники мощностью более 30 Вт с высоким КПД и возможностью плавной регулировки яркости.
Полным аналогом РТ4115 является микросхема СL6808 от компании Chiplink Semiconductor. Микросхемы имеют идентичные характеристики и полностью взаимозаменяемы. Поэтому все, что сказано ниже о PT4115, в равной степени относится и к СL6808.
Согласно официальной документации, LED-драйвер с функцией диммирования на основе PT4115 обладает следующими техническими характеристиками:

диапазон рабочего входного напряжения: 6–30В;
регулируемый выходной ток до 1,2А;
погрешность стабилизации выходного тока - не более 5%;
имеется защита от обрыва нагрузки и перегрева;
имеется вывод DIM для регулировки яркости и включения/выключения;
частота переключения до 1 МГЦ;
КПД до 97% (это в идеале);
производится в двух вариантах корпуса - SOT89-5 и ESOP8 (последний более эффективен, с точки зрения рассеивания мощности);
единственный прецизионный элемент обвязки - маломощный токозадающий резистор (погрешность сопротивления <1%).

Микросхема PT4115 имеет отдельный вывод для управления включением и выключением светодиодов. Также, используя этот вывод, можно легко и просто получить диммируемый драйвер для светодиодного светильника. Это делается либо с помощью изменения уровня потенциала на выводе DIM (непрерывный режим работы драйвера), либо подавая на него импульсный сигнал нужной скважности (импульсный режим со стробоскопическим эффектом). В последнем случае максимальная частота следования импульсов - 50 кГц.

Минимальная частота диммирования ничем не ограничена, но если вам не нужны проблемы со здоровьем, не стоит снижать частоту ниже 300 Гц.



Напряжение питания должно быть по-крайней мере на 1.5-2 вольта выше, чем суммарное напряжение на светодиодах. Соответственно, в диапазоне питающих напряжений от 6 до 30 вольт, к драйверу можно подключить от 1 до 7-8 светодиодов.

Максимальное напряжение питания микросхемы 45 В, но работа в таком режиме не гарантируется (лучше обратите внимание на аналогичную микросхему SN3350).

Ток через светодиоды имеет треугольную форму с максимальным отклонением от среднего значения ±15%. Средний ток через светодиоды задается резистором и рассчитывается по формуле:

ILED = 0.1 / R

Минимально допустимое значение R = 0.082 Ом, что соответствует максимальному току 1.2 А.

Отклонение тока через светодиод от расчетного не превышает 5%, при условии монтажа резистора R с максимальным отклонением от номинала 1%.

Итак, для включения светодиода на постоянную яркость вывод DIM оставляем висеть в воздухе (он внутри PT4115 подтянут к уровню 5В). При этом ток на выходе определяется исключительно сопротивлением R.

Если между выводом DIM и "землей" включить конденсатор, мы получим эффект плавного зажигания светодиодов. Время выхода на максимальную яркость будет зависеть от емкости конденсатора, чем она больше, тем дольше будет разгораться светильник.

Для справки: каждый нанофарад емкости увеличивает время включения на 0.8 мс.



сли же требуется сделать диммируемый драйвер для светодиодов с регулировкой яркости от 0 до 100%, то можно прибегнуть к одному из двух способов:

Первый способ предполагает подачу на вход DIM постоянного напряжения в диапазоне от 0 до 6В. При этом регулировка яркости от 0 до 100% осуществляется при напряжении на выводе DIM от 0.5 до 2.5 вольт. Увеличение напряжения выше 2.5 В (и вплоть до 6 В) никак не влияет на ток через светодиоды (яркость не меняется). Напротив, уменьшение напряжения до уровня 0.3В или ниже приводит к отключению схемы и переводу ее в режим ожидания (ток потребления при этом падает до 95 мкА). Таким образом, можно эффективно управлять работой драйвера без снятия напряжения питания.
Второй способ подразумевает подачу сигнала с широтно-импульсного преобразователя с выходной частотой 100-20000 Гц, яркость будет определяться коэффициентом заполнения (скважностью импульсов). Например, если высокий уровень будет держаться 1/4 часть периода, а низкий уровень, соответственно, 3/4, то это будет соответствовать уровню яркости в 25% от максимума. Надо понимать, что частота работы драйвера определяется индуктивностью дросселя и ни коем образом не зависит от частоты диммирования.

Схема драйвера светодиодов PT4115 с регулятором яркости постоянным напряжением представлена на рисунке ниже:



Такая схема регулировки яркости светодиодов прекрасно работает благодаря тому, что внутри микросхемы вывод DIM "подтянут" к шине 5В через резистор сопротивлением 200 кОм. Поэтому, когда ползунок потенциометра находится в крайнем нижнем положении, образуется делитель напряжения 200 + 200 кОм и на выводе DIM формируется потенциал 5/2=2.5В, что соответствует 100%-ой яркости.
Как работает схема

В первый момент времени, при подаче входного напряжения, ток через R и L равен нулю и встроенный в микросхему выходной ключ открыт. Ток через светодиоды начинает плавно нарастать. Скорость нарастания тока зависит от величины индуктивности и напряжения питания. Внутрисхемный компаратор сравнивает потенциалы до и после резистора R и, как только разница составит 115 мВ, на его выходе появляется низкий уровень, который закрывает выходной ключ.

Благодаря запасенной в индуктивности энергии, ток через светодиоды не исчезает мгновенно, а начинает плавно уменьшаться. Постепенно уменьшается и падение напряжения на резисторе R. Как только оно достигнет величины в 85 мВ, компаратор снова выдаст сигнал на открытие выходного ключа. И весь цикл повторяется сначала.

Если необходимо уменьшить размах пульсаций тока через светодиоды, допускается подключить конденсатор параллельно светодиодам. Чем больше будет его емкость, тем сильнее будет сглажена треугольная форма тока через светодиоды и тем более она станет похожа на синусоидальную. Конденсатор не влияет на рабочую частоту или эффективность работы драйвера, но увеличивает время установления заданного тока через светодиод.



Важные нюансы сборки

Важным элементом схемы является конденсатор C1. Он не просто сглаживает пульсации, но и компенсирует энергию, накопленную в катушке индуктивности в момент закрытия выходного ключа. Без C1 запасенная в дросселе энергия поступит через диод Шоттки на шину питания и может спровоцировать пробой микросхемы. Поэтому если включить драйвер без шунтирующего питание конденсатора, микросхема почти гарантированно накроется. И чем больше индуктивность дросселя, тем больше шансов спалить микруху.

Минимальная емкость конденсатора C1 - 4.7 мкФ (а при питании схемы пульсирующим напряжением после диодного моста - не менее 100 мкФ).

Конденсатор должен располагаться как можно ближе к микросхеме и иметь как можно более низкое значение ESR (т.е. танталовые кондеры очень даже пригодятся).
Очень важно правильно выбрать диод. Он должен иметь малое прямое падение напряжения, короткое время восстановления во время переключения и стабильность параметров при повышении температуры p-n перехода, чтобы не допустить увеличения тока утечки.

В принципе, можно взять и обычный диод, но лучше всего под эти требования подходят диоды Шоттки. Например, STPS2H100A в SMD-исполнении (прямое напряжение 0.65V, обратное - 100V, ток в импульсе до 75А, рабочая температура до 156°C) или FR103 в корпусе DO-41 (обратное напряжение до 200V, ток до 30А, температура до 150°C). Очень неплохо себя показали распространенные SS34, которые можно надергать из старых плат.

Индуктивность дросселя зависит от выходного тока (см. таблицу ниже). Неверно выбранное значение индуктивности может привести к увеличению рассеиваемой на микросхеме мощности и выходу за пределы рабочего температурного режима.

При перегреве выше 160°C микросхема автоматически выключится и будет находиться в выключенном состоянии до тех пор пока не остынет до 140°C, после чего запустится автоматически.

Ток светодиода Индуктивность Ток насыщения дросселя
ILED > 1A 27-47 мкГн В 1.3-1.5 раза больше тока светодиода
0.8A < ILED ≤ 1A 33-82 мкГн
0.4A < ILED ≤ 0.8A 47-100 мкГн
ILED ≤ 0.4A 68-220 мкГн

Несмотря на имеющиеся табличные данные, допускается монтаж катушки с отклонением индуктивности в большую сторону от номинала. При этом изменяется КПД всей схемы, но она остается работоспособной.

Дроссель можно взять фабричный, а можно намотать самому на ферритовом кольце от сгоревшей материнской платы проводом ПЭЛ-0,35.

Если важна максимальная автономность устройства (переносные светильники, фонари), то, в целях повышения эффективности схемы, имеет смысл потратить время на тщательный подбор дросселя. На малых токах индуктивность должна быть больше, чтобы минимизировать погрешности управления током, возникающие из-за задержки при переключении транзистора.

Дроссель должен располагаться как можно ближе к выводу SW, в идеале - подключен напрямую к нему.

И, наконец, самый прецизионный элемент схемы драйвера светодиода – резистор R. Как уже было сказано, его минимальное значение равно 0,082 Ом, что соответствует току 1,2 А.

К сожалению, не всегда удается найти резистор подходящего номинала, поэтому самое время вспомнить формулы расчета эквивалентного сопротивления при последовательном и параллельном включении резисторов:

Rпосл = R1+R2+…+Rn;
Rпар = (R1xR2) / (R1+R2).

Комбинируя различные способы включения, можно получить требуемое сопротивление из нескольких имеющихся под рукой резисторов.

Важно так развести плату, чтобы ток диода Шоттки не протекал по дорожке между R и VIN, так как это может привести к погрешностям измерения тока нагрузки.

Низкая стоимость, высокая надежность и стабильность характеристик драйвера на РТ4115 способствует его повсеместному использованию в светодиодных лампах. Практически каждая вторая 12-вольтовая LED-лампа с цоколем MR16 собрана на PT4115 (или СL680.

Следует иметь в виду, что чем ниже напряжение питания драйвера и чем ниже его КПД, тем выше будет рассеиваемая мощность микросхемы. Схема может иметь низкий КПД при использовании неправильной катушки индуктивности или повышенной паразитной емкости на выходе.

CL6807



По внутреннему устройству и принципу действия микросхема-драйвер светодиодов CL6807 полностью идентична рассмотренной выше PT4115. Имеются лишь некоторые отличия в технических характеристиках. Вот самые главные из них:
напряжение питания 6-35В;
максимальный ток нагрузки - 1А;
имеет мягкий старт;
максимальный КПД - 95%;
выпускается в трех различных корпусах: SOT89-5, SOT23-5, SOP8 (цоколевка SOT89-5 полностью совпадает с PT4115).

Сопротивление токозадающего резистора (в Омах) рассчитывается точно по такой же формуле:

R = 0.1 / ILED [A]

Типовая схема включения выглядит так:



SN3350

SN3350 - очередная недорогая микросхема для светодиодных драйверов (13 руб/штучка). Является практически полным аналогом PT4115 с той лишь разницей, что напряжение питания может лежать в диапазоне от 6 до 40 вольт, а максимальный выходной ток ограничен 750 миллиамперами (длительный ток не должен превышать 700 мА).

Как и все вышеописанные микросхемы, SN3350 представляет собой импульсный step-down преобразователь с функцией стабилизации выходного тока. Как обычно, ток в нагрузке (а в нашем случае в роли нагрузки выступают один или несколько светодиодов) задается сопротивлением резистора R:

R = 0.1 / ILED

Чтобы не превысить значение максимального выходного тока, сопротивление R не должно быть ниже 0.15 Ом.

Микросхема выпускается в двух корпусах: SOT23-5 (максимум 350 мА) и SOT89-5 (700 мА).

Как обычно, подавая постоянное напряжение на вывод ADJ, мы превращаем схему в простейший регулируемый драйвер для светодиодов.

Особенностью данной микросхемы является несколько иной диапазон регулировки: от 25% (0.3В) до 100% (1.2В). При снижении потенциала на выводе ADJ до 0.2В, микросхема переходит в спящий режим с потреблением в районе 60 мкА.

Типовая схема включения:



Остальные подробности смотрите в спецификации на микросхему.

ZXLD1350

Не смотря на то, что эта микросхема является очередным клоном PT4115, некоторые отличия в технических характеристиках не допускают их прямую замену друг на друга.

Вот главные отличия:

микросхема стартует уже при 4.8В, но на нормальный режим работы выходит только при напряжении питания от 7 до 30 Вольт (на полсекунды допускается подавать до 40В);
максимальный ток нагрузки - 350 мА;
сопротивление выходного ключа в открытом состоянии - 1.5 - 2 Ома;
изменением потенциала на выводе ADJ от 0.3 до 2.5В можно менять выходной ток (яркость светодиода) в диапазоне от 25 до 200%. При напряжении 0.2В в течении, как минимум, 100 мкс, драйвер переходит в спящий режим с низким потреблением энергопотреблением (порядка 15-20 мкА);
если регулировка осуществляется ШИМ-сигналом, то при частоте следования импульсов ниже 500 Гц, диапазон изменения яркости составляет 1-100%. Если же частота выше 10 кГц, то от 25% до 100%;

Максимальное напряжение, которое можно подавать на вход регулировки яркости (ADJ) составляет 6В. При этом в диапазоне от 2.5 до 6В драйвер выдает максимальный ток, который задан токоограничительным резистором. Сопротивление резистора рассчитывается точно так же, как во всех вышеперечисленных микросхемах:

R = 0.1 / ILED

Минимальное сопротивление резистора - 0.27 Ом.

Типовая схема включения ничем не отличается от своих собратьев:



Без конденсатора С1 подавать питание не схему НЕЛЬЗЯ! В лучшем случае микросхема будет перегреваться и выдавать нестабильные характеристики. В худшем случае - мгновенно выйдет из строя.

Более подробные характеристики ZXLD1350 можно найти в даташите.

QX5241

QX5241 - это китайский аналог MAX16819 (MAX16820), но в другом корпусе. Также выпускается под наименованиями KF5241, 5241B. Имеет маркировку "5241a".



Драйвер работает по точно такому же принципу, как и все вышеописанные (понижающий преобразователь непрерывного действия), однако не содержит в своем составе выходной ключ, поэтому для работы требуется подключение внешнего полевого транзистора.

Можно взять любой N-канальный MOSFET с подходящим током стока и напряжением сток-исток. Подойдут, например, такие: SQ2310ES (до 20V!!!), 40N06, IRF7413, IPD090N03L, IRF7201. Вообще, чем ниже будет напряжение открытия, тем лучше.

Вот некоторые ключевые характеристики LED-драйвера на QX5241:

максимальный выходной ток - 2.5 А;
КПД до 96%;
максимальная частота диммирования - 5 кГц;
максимальная рабочая частота преобразователя - 1 МГц;
точность стабилизации тока через светодиоды - 1%;
напряжение питания - 5.5 - 36 Вольт (нормально работает и при 38!);
выходной ток рассчитывается по формуле: R = 0.2 / ILED

Более подробно читайте в спецификации (на инглише).

Светодиодный драйвер на QX5241 содержит мало деталей и собирается всегда по такой схеме:



Микросхема 5241 бывает только в корпусе SOT23-6, так что со старым паяльником к ней лучше не подходить. После монтажа плату следует хорошо промыть от флюса, любые непонятные загрязнения могут негативно сказываться на режиме работы микросхемы.

Разница между питающим напряжением и суммарным падением напряжения на диодах должно быть вольта 4 (или больше). Если меньше - то наблюдаются какие-то глюки в работе (нестабильность тока и свист дросселя). Так что берите с запасом. Причем, чем больше выходной ток, тем больше запас по напряжению. Хотя, возможно, мне просто попался неудачный экземпляр микросхемы.

Если входное напряжение меньше, чем общее падение на светодиодах, то генерация срывается. При этом выходной полевик полностью открывается и светодиоды светятся (естественно, не на полную мощность, так как напряжения недостаточно).

AL9910

Diodes Incorporated создала одну весьма интересную микросхему драйвера светодиодов: AL9910. Любопытна она тем, что ее рабочий диапазон напряжений позволяет подключать ее прямо к сети 220В (через простой диодный выпрямитель).

Вот ее основные характеристики:

входное напряжение - до 500В (до 277В для переменки);
встроенный стабилизатор напряжения для питания микросхемы, не требующий гасящего резистора;
возможность регулировки яркости путем изменения потенциала на управляющей ноге от 0.045 до 0.25В;
встроенная защита от перегрева (срабатывает при 150°С);
рабочая частота (25-300 кГц) задается внешним резистором;
для работы необходим внешний полевой транзистор;
выпускается в восьминогих корпусах SO-8 и SO-8EP.

Драйвер, собранный на микросхеме AL9910 не имеет гальванической развязки с сетью, поэтому должен использоваться только там, где невозможно прямое прикосновение к элементам схемы.

Микросхема выпускается в двух модификациях: AL9910 и AL9910a. Отличаются минимальным напряжением запуска (15 и 20В соответственно) и выходным напряжением внутреннего стабилизатора ((7.5 или 10В соответственно). Еще у AL9910a немного выше потребление в спящем режиме.

Типовая схема включения (без диммирования) выглядит так:



Схема включения мощных светодиодов в сеть 220 вольт .


Здесь светодиоды всегда горят на полную мощность, которая задается значением резистора Rsense:

Rsense = 0.25 / (ILED + 0.15⋅ILED)

Для регулировки яркости 7-ую ногу отрывают от Vdd и вешают на потенциометр, выдающий от 45 до 250 мВ. Также яркость можно регулировать, подавая ШИМ-сигнал на вывод PWM_D. Если этот вывод посадить на землю, микросхема отключается, выходной транзистор полностью закрывается, потребляемый схемой ток падает до ~0.5мА.

Частота генерации должна лежать в диапазоне от 25 до 300 кГц и, как уже было сказано ранее, она определяется резистором Rosc. Зависимость можно выразить следующим уравнением:

fosc [МГц] = 25 / (Rosc + 22), где Rosc - сопротивление в килоомах (обычно от 75 до 1000 кОм).

Резистор включается между 8-ой ногой микросхемы и "землей" (или выводом GATE).

Индуктивность дросселя рассчитывается по страшной на первый взгляд формуле:

L ≥ (VIN - VLEDs)⋅VLEDs / (0.3⋅VIN⋅fosc⋅ILED)
Пример расчета

Для примера давайте рассчитаем параметры элементов обвязки микросхемы для двух последовательно включенных светодиода Cree XML-T6 и минимального напряжения питания (15 вольт).

Итак, допустим, мы хотим, чтобы микросхема работала на частоте 240 кГц (0.24 МГц). Значение резистора Rosc должно быть:

Rosc = 25/fosc - 22 = 25/0.24 - 22 = 82 кОм

Идем дальше. Номинальный ток светодиодов - 3А, рабочее напряжение - 3.3В. Следовательно, на двух последовательно включенных светодиодах упадет 6.6В. Имея эти исходные данные, можно рассчитать индуктивность:

L ≥ (VIN - VLEDs)⋅VLEDs / (0.3⋅VIN⋅fosc⋅ILED) = (15-6.6)⋅6.6 / (0.3⋅15⋅240000⋅3) = 17 мкГн

Т.е. больше или равно 17 мкГн. Возьмем распространенную фабричную индуктивность на 47 мкГн.

Осталось рассчитать Rsense:

Rsense = 0.25 / (ILED + 0.15⋅ILED) = 0.25 / (3 + 0.15⋅3) = 0.072 Ом

В качестве мощного выходного MOSFET'а возьмем какой-нибудь подходящий по характеристикам, например, всем известный N-канальник 50N06 (60В, 50А, 120Вт).

И вот, собственно, какая схема получилась:



Автомобильный светодиодный прожектор на 20 Ватт.

Несмотря на указанный в даташите минимум в 15 вольт, схема прекрасно запускается и от 12, так что ее можно использовать в качестве мощного автомобильного прожектора. На самом деле, приведенная схема - это реальная схема драйвера светодиодного прожектора 20 ватт YF-053CREE, которая была получена методом «реверс-инжиниринга».

Рассмотренные нами микросхемы драйверов светодиодов PT4115, CL6808, CL6807, SN3350, AL9910, QX5241 и ZXLD1350 позволяют быстро собрать драйвер для мощных светодиодов своими руками и широко применяются в современных LED-светильниках и лампах.

(Источник: https://electro-shema.ru/ch... )