ไดรเวอร์ไฟฉาย LED

ไดรเวอร์ - ตัว จำกัด สำหรับไฟฉาย LED

ในช่วงก่อนหน้า สินค้าทำที่บ้าน «ไฟฉายแบบชาร์จไฟได้ - โคมไฟตั้งโต๊ะ” ได้รับการพิจารณารวมถึงการเปลี่ยนเมทริกซ์ LED ในไฟฉายที่ซื้อมา เป้าหมายของการแก้ไขคือการเพิ่มความน่าเชื่อถือของแหล่งกำเนิดแสงโดยการเปลี่ยนแผนภาพการเชื่อมต่อของไฟ LED จากแบบขนานเป็นแบบรวม

ไฟ LED เป็นที่ต้องการของแหล่งพลังงานมากกว่าแหล่งกำเนิดแสงอื่น ๆ ตัวอย่างเช่นกระแสเกิน 20% จะลดอายุการใช้งานของพวกเขาหลายครั้ง

คุณสมบัติหลักของไฟ LED ที่กำหนดความสว่างของแสงของพวกเขาไม่ได้เป็นแรงดัน แต่ปัจจุบัน เพื่อให้ไฟ LED ทำงานตามจำนวนชั่วโมงที่ประกาศพร้อมรับประกันต้องใช้ไดรเวอร์ที่ทำให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านวงจร LED มีความเสถียรและรักษาความสว่างของแสงคงที่เป็นเวลานาน

สำหรับไดโอดเปล่งแสงที่ใช้พลังงานต่ำเป็นไปได้ที่จะใช้พวกเขาโดยไม่มีไดรเวอร์ แต่ในกรณีนี้ตัวต้านทาน จำกัด การเล่นบทบาทของมัน การเชื่อมต่อดังกล่าวถูกนำมาใช้ในผลิตภัณฑ์โฮมเมดข้างต้น วิธีแก้ปัญหาง่ายๆนี้ช่วยป้องกัน LED จากกระแสเกินที่อนุญาตภายในแหล่งจ่ายไฟที่กำหนด แต่ไม่มีความเสถียร

ในบทความนี้เราพิจารณาถึงโอกาสในการปรับปรุงการออกแบบด้านบนและปรับปรุงคุณสมบัติการทำงานของไฟฉายที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ภายนอก

เพื่อรักษากระแสไฟฟ้าให้คงที่ผ่าน LED เราเพิ่มไดร์เวอร์เชิงเส้นอย่างง่ายในการออกแบบหลอดไฟ - โคลงในปัจจุบันพร้อมข้อเสนอแนะ ที่นี่ปัจจุบันเป็นพารามิเตอร์นำและแรงดันไฟฟ้าของชุดไฟ LED สามารถเปลี่ยนแปลงได้ภายในขีด จำกัด ที่แน่นอน ไดรเวอร์มีการรักษาเสถียรภาพของกระแสไฟขาออกด้วยความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าอินพุตหรือความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าที่ไม่คงที่และกระแสไฟฟ้าจะถูกปรับอย่างราบรื่นโดยไม่ต้องสร้างลักษณะการรบกวนความถี่สูงของความคงตัวของพัลส์ รูปแบบของไดรเวอร์ดังกล่าวนั้นง่ายมากในการผลิตและกำหนดค่า แต่ประสิทธิภาพที่ต่ำกว่า (ประมาณ 80%) เป็นค่าธรรมเนียมสำหรับสิ่งนี้

ในการแยกการคายประจุที่สำคัญของแหล่งพลังงาน (ด้านล่าง 12 V) ซึ่งเป็นอันตรายอย่างยิ่งสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมเราแนะนำเพิ่มเติมข้อ จำกัด การปล่อยหรือการตัดการเชื่อมต่อของแบตเตอรี่ที่แรงดันต่ำในวงจร

การผลิตไดร์เวอร์

1. เพื่อแก้ข้อเสนอเหล่านี้เราจะผลิตวงจรแหล่งจ่ายไฟต่อไปนี้สำหรับเมทริกซ์ LED


กระแสไฟจ่ายของเมทริกซ์ LED จะผ่านทรานซิสเตอร์ควบคุม VT2 และความต้านทานที่ จำกัด R5 กระแสไฟฟ้าผ่านทรานซิสเตอร์ควบคุม VT1 ถูกตั้งค่าโดยการเลือกความต้านทาน R4 และสามารถเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของแรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน R5 นอกจากนี้ยังใช้เป็นตัวต้านทานข้อเสนอแนะปัจจุบัน เมื่อกระแสในวงจรเพิ่มขึ้น LED, VT2, R5 ไม่ว่าด้วยเหตุผลใดก็ตามเพิ่มแรงดันตกคร่อม R5 การเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่สอดคล้องกันบนพื้นฐานของทรานซิสเตอร์ VT1 เปิดขึ้นซึ่งจะเป็นการลดแรงดันไฟฟ้าตาม VT2 และสิ่งนี้ครอบคลุมทรานซิสเตอร์ VT2, การลดและการทำให้เสถียรนี้, กระแสผ่านไฟ LED ด้วยการลดลงของกระแสบน LEDs และ VT2 กระบวนการดำเนินการในลำดับย้อนกลับ ดังนั้นเนื่องจากข้อเสนอแนะเมื่อแรงดันไฟฟ้าที่แหล่งพลังงานเปลี่ยนแปลง (จาก 17 ถึง 12 โวลต์) หรือการเปลี่ยนแปลงที่เป็นไปได้ในพารามิเตอร์วงจร (อุณหภูมิความล้มเหลวของ LED) กระแสไฟฟ้าผ่านไฟ LED จะคงที่ตลอดระยะเวลาการปล่อยแบตเตอรี่ทั้งหมด

บนเครื่องตรวจจับแรงดัน, ชิปพิเศษ DA1, อุปกรณ์สำหรับควบคุมแรงดันไฟฟ้าถูกประกอบ Microcircuit ทำงานดังต่อไปนี้ ที่ระดับแรงดันไฟฟ้าชิป DA1 จะปิดและอยู่ในโหมดสแตนด์บาย เมื่อแรงดันไฟฟ้าลดลงที่เทอร์มินัล 1 เชื่อมต่อกับวงจรควบคุม (ในกรณีนี้แหล่งจ่ายไฟ) กับค่าบางค่าเทอร์มินัล 3 (ภายใน microcircuit) เชื่อมต่อกับเทอร์มินัล 2 เชื่อมต่อกับสายสามัญ

แผนภาพด้านบนมีตัวเลือกการสลับหลายแบบ

ตัวเลือก 1 หากเราเชื่อมต่อ LED ไฟแสดงสถานะ (LED1 - R3) เชื่อมต่อกับสายบวกไปยังเทอร์มินัล 3 (จุด A) (ดูแผนภาพวงจร) เราจะได้รับการบ่งชี้ถึงการคายประจุสูงสุดของแบตเตอรี่ เมื่อแรงดันไฟฟ้าของอุปทานลดลงถึงค่าที่แน่นอน (ในกรณีของเรา 12 V) LED1 จะเปิดขึ้นเพื่อส่งสัญญาณความจำเป็นในการชาร์จแบตเตอรี่

ตัวเลือก 2 หากจุด A เชื่อมต่อกับจุด B ดังนั้นเมื่อถึงแรงดันไฟฟ้าต่ำ (12 V) บนแบตเตอรี่เราจะตัดการเชื่อมต่อเมทริกซ์ LED จากแหล่งจ่ายไฟโดยอัตโนมัติ เครื่องตรวจจับแรงดันไฟฟ้าชิป DA1 เมื่อถึงแรงดันไฟฟ้าควบคุมเชื่อมต่อฐานของทรานซิสเตอร์ VT2 ด้วยสายสามัญและปิดทรานซิสเตอร์โดยการตัดการเชื่อมต่อเมทริกซ์ LED เมื่อเปิดไฟฉายอีกครั้งที่แรงดันต่ำ (น้อยกว่า 12 V) ไฟ LED เมทริกซ์จะสว่างขึ้นสองสามวินาที (เนื่องจากประจุ / คายประจุ C1) และปิดอีกครั้งส่งสัญญาณว่าแบตเตอรี่อยู่ในระดับต่ำ

ตัวเลือก 3เมื่อรวมตัวเลือกที่ 2 และ 3 เมื่อเมทริกซ์ LED ถูกปิด LED1 จะเปิดขึ้น
ข้อได้เปรียบหลักของวงจรตรวจจับแรงดันไฟฟ้าคือความเรียบง่ายของการเชื่อมต่อวงจร (แทบจะไม่ต้องใช้ชิ้นส่วนเพิ่มเติมใด ๆ ในการรัด) และการสิ้นเปลืองพลังงานต่ำมาก (ไมโครแอมป์) ในสถานะสแตนด์บาย (ในโหมดสแตนด์บาย)

2. เราประกอบวงจรขับบนแผงวงจร
เราทำการติดตั้ง VT1, VT2, R4 เราเชื่อมต่อเป็นโหลดเมทริกซ์ LED พิจารณาที่จุดเริ่มต้นของบทความ เรารวมมิลลิแอมป์มิเตอร์ในวงจรแหล่งจ่ายไฟของ LED ในการตรวจสอบและปรับวงจรที่แรงดันไฟฟ้าคงที่และเฉพาะเราเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานที่ปรับได้ เราเลือกความต้านทานของตัวต้านทาน R5 ซึ่งช่วยให้กระแสคงที่ผ่าน LED ในช่วงทั้งหมดของการปรับแผน (ตั้งแต่ 12 ถึง 17 V) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพตัวต้านทาน R5 ได้รับการติดตั้งครั้งแรกด้วยค่าเล็กน้อยที่ 3.9 โอห์ม (ดูรูป) แต่การรักษาเสถียรภาพของกระแสไฟฟ้าในช่วงทั้งหมด (ด้วยการติดตั้งชิ้นส่วนจริง) จำเป็นต้องมีค่าเล็กน้อยที่ 20 โอห์มเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าไม่เพียงพอ สำหรับการบริโภคในปัจจุบันที่ต่ำของเมทริกซ์ LED

ทรานซิสเตอร์ VT1 เป็นที่พึงปรารถนาในการเลือกด้วยค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านกระแสฐานขนาดใหญ่ ทรานซิสเตอร์ VT2 จะต้องให้กระแสที่ยอมรับได้เกินกระแสเมทริกซ์ LED และแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน


3. เพิ่มวงจรไฟแสดงสถานะ - ลิมิตเตอร์ลิมิตเตอร์เข้าแผงวงจร วงจรตรวจจับแรงดันไฟฟ้ามีให้สำหรับค่าควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่หลากหลาย ในกรณีของเราเนื่องจากไม่มีไมโครโวลต์ 12 โวลต์ฉันจึงใช้ที่มีขนาด 4.5 V (มักพบในเครื่องใช้ในครัวเรือนที่ใช้แล้ว - โทรทัศน์เครื่องบันทึกวิดีโอ) ด้วยเหตุนี้ในการควบคุมแรงดันไฟฟ้า 12 V เราจึงเพิ่มตัวแบ่งแรงดันสำหรับวงจรตัวต้านทานค่าคงที่ R1 และตัวแปร R2 ซึ่งจำเป็นสำหรับการปรับจูนเป็นค่าที่ต้องการ ในกรณีของเราโดยการปรับ R2 เราจะได้แรงดัน 4.5 V ที่ขา 1 ของ DA1 ที่แรงดัน 12.1 ... 12.3 V บนบัสกำลัง ในทำนองเดียวกันเมื่อเลือกตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าคุณสามารถใช้วงจรขนาดเล็กอื่น ๆ ที่คล้ายกัน - เครื่องตรวจจับแรงดันไฟฟ้า บริษัท ต่าง ๆ ชื่อและแรงดันไฟฟ้าควบคุม

เริ่มแรกเราจะตรวจสอบและกำหนดค่าวงจรให้ทำงานตามไฟแสดงสถานะ LED จากนั้นเราตรวจสอบการทำงานของวงจรโดยเชื่อมต่อจุด A และ B เพื่อปิดเมทริกซ์ LED เราหยุดตัวเลือกที่เลือก (1, 2, 3)


4. เราเตรียมที่ว่างสำหรับคณะทำงานโดยการตัดขนาดที่ต้องการจากคณะกรรมการสากลทั่วไป


5. เราดำเนินการเดินสายวงจรดีบั๊กไปยังคณะทำงาน


6. เราเชื่อมต่อเมทริกซ์ LED เข้ากับคณะทำงานและตรวจสอบการทำงานของชุดประกอบตัวขับ - ตัว จำกัด ในช่วงทั้งหมดของการปรับแผน (จาก 12 ถึง 17 V), การเชื่อมต่อไดรเวอร์กับแหล่งพลังงานที่ปรับได้ ด้วยผลลัพธ์ที่เป็นบวกเราจะตรวจสอบการทำงานของไดรเวอร์ที่เชื่อมต่อกับแบตเตอรี่และเป็นส่วนหนึ่งของหลอดไฟแบตเตอรี่ โดยทั่วไปไม่จำเป็นต้องตั้งค่าเพิ่มเติม