Šiame straipsnyje aprašoma, kaip surinkti paprastą, bet efektyvų LED ryškumo valdymas remiantis PWM pritemdymu () LED apšvietimas.

Šviesos diodai (šviesos diodai) yra labai jautrūs komponentai. Kai maitinimo srovė arba įtampa viršija leistina vertė gali sukelti jų gedimą arba žymiai sutrumpinti tarnavimo laiką.

Paprastai srovė ribojama naudojant rezistorių, nuosekliai sujungtą su šviesos diodu, arba grandinės srovės reguliatoriumi (). Padidinus šviesos diodo srovę, padidėja jos intensyvumas, o sumažinus srovę – sumažėja. Vienas iš būdų valdyti švytėjimo ryškumą yra naudoti kintamąjį rezistorių (), kad dinamiškai pakeistumėte ryškumą.

Bet tai taikoma tik vienam šviesos diodui, nes net ir toje pačioje partijoje gali būti skirtingo šviesos intensyvumo diodų ir tai turės įtakos netolygiai šviesos diodų grupės liuminescencijai.

Impulso pločio moduliavimas. Daug efektyvesnis būdas reguliuoti švytėjimo ryškumą taikant (PWM). Naudojant PWM, šviesos diodų grupės tiekiamos rekomenduojama srove, tuo pačiu metu galint pritemdyti ryškumą tiekiant maitinimą aukštu dažniu. Pakeitus periodą, pasikeičia ryškumas.

Darbo ciklas gali būti suvokiamas kaip šviesos diodui tiekiamo maitinimo įjungimo ir išjungimo laiko santykis. Pavyzdžiui, jei apsvarstysime vienos sekundės ciklą ir tuo pačiu metu šviesos diodas bus 0,1 sekundės išjungtas ir 0,9 sekundės, paaiškėja, kad švytėjimas bus apie 90% vardinės vertės.

PWM reguliatoriaus aprašymas

Lengviausias būdas pasiekti šį aukšto dažnio perjungimą yra naudoti IC, vieną iš labiausiai paplitusių ir universaliausių kada nors pagamintų IC. Toliau parodyta PWM valdiklio grandinė skirta naudoti kaip šviesos diodų (12 voltų) maitinimo šviesos reguliatorius arba kaip variklio greičio reguliatorius. nuolatinė srovė 12 V.

Šioje grandinėje šviesos diodų rezistorius reikia sureguliuoti taip, kad būtų tiekiama 25 mA srovė. Dėl to bendra trijų eilučių šviesos diodų srovė bus 75 mA. Tranzistoriaus vardinė srovė turi būti ne mažesnė kaip 75 mA, tačiau geriau jį paimti su atsarga.

Ši reguliatoriaus grandinė pritemdoma nuo 5% iki 95%, tačiau vietoj , naudojant germanio diodus, diapazonas gali būti padidintas nuo 1% iki 99% vardinės vertės.

Šviesos diodai vis labiau tampa mūsų kasdienio gyvenimo dalimi. Kaitrines lempas bute ar name keičiame, halogenines automobilyje į LED. Norint sureguliuoti Addison lemputės ryškumą, dažniausiai naudojamas reguliatorius - tai yra toks dalykas, kuriuo galite apriboti kintamąją srovę, taip pakeisdami švytėjimo ryškumą į reikiamą, kodėl mokėti daugiau ir net jaučiate diskomfortą dėl pernelyg ryškios šviesos? Galios reguliatorius paprastai gali būti naudojamas daugeliui vartotojų (lituoklis, šlifuoklis, dulkių siurblys, grąžtas...) kintamoji įtampa tinklai, jie paprastai yra statomi triac pagrindu.

Šviesos diodai maitinami nuolatine ir stabilizuota srove, todėl čia nebus galima naudoti standartinio reguliatoriaus. Jei tik pakeisite jam taikomą įtampą, ryškumas pasikeis labai smarkiai, jiems svarbi srovė, tačiau vietoj srovės reguliatoriaus darysime ką nors kita, būtent PWM (Wide Pulse Modulator), jis išjungs maitinimas iš šviesos diodo tam tikrą laiką, ryškumas sumažės, tačiau mirksėjimo nepastebėsime, nes dažnis yra toks, kad žmogaus akis to nepastebės. Mikrovaldikliai čia nenaudojami, nes jų buvimas gali tapti kliūtimi surinkti įrenginį, reikia turėti programuotoją, tam tikrą programinė įranga... Todėl ši paprasta grandinė naudoja tik paprastus ir viešus radijo komponentus.

Tokį dalyką galima naudoti bet kokioms inercinėms apkrovoms, tai yra toms, kurios gali kaupti energiją, nes, pavyzdžiui, atjungus nuolatinės srovės variklį nuo maitinimo šaltinio, jis iš karto nenustos suktis.

Grandinę, mano nuomone, galima sąlygiškai padalyti į dvi dalis, būtent tai yra generatorius, pagamintas iš labai populiaraus laikmačio NE555 (analoginis -KR1006VI1) ir galingas atidarymo / uždarymo tranzistorius, su kuriuo tiekiama maitinimas į apkrovą. (čia 555 veikia astable multivibratoriaus režimu). Naudojame galingą bipolinį NPN tranzistorių (pasiėmiau TIP122), bet galima jį pakeisti lauko efekto (MOSFET) tranzistoriumi. Impulsų generatoriaus dažnį, periodą, impulso trukmę nustato du rezistoriai (R3, R2) ir kondensatoriai (C1, C2), o keisti galime rezistoriumi su varžos reguliavimu.

Scheminiai komponentai

Analoginiam 555 laikmačiui apskaičiuoti yra daugybė programų, galite eksperimentuoti su komponentų, turinčių įtakos generatoriaus dažniui, reikšmėmis - visa tai lengvai apskaičiuojama naudojant daugybę programų, tokių kaip ši. Nominalus galima truputi keisti, viskas veiks ir pan. Impulsiniai diodai 4148 lengvai pakeičiami buitiniais KD222. Kondensatoriai 0,1 uF ir 0,01 uF diskiniai keraminiai. kintamasis rezistorius nustatykite dažnį, kad būtų gerai ir sklandžiai sureguliuotas, jo didžiausia varža yra 50 kOhm.

Viskas surenkama ant atskirų elementų, lentos matmenys 50-25 mm.

Kaip veikia grandinė?

Prietaisas veikia kaip jungiklis tarp dviejų režimų: į apkrovą tiekiama srovė ir srovė nėra tiekiama į apkrovą. Perjungimas vyksta taip greitai, kad mūsų akys to nemato mirksėjimo. Taigi, šis prietaisas reguliuoja galią keisdamas intervalą tarp maitinimo įjungimo ir išjungimo.Manau supratai PWM esmę. Taip atrodo osciloskopo ekrane.

Pirmoje nuotraukoje matomas silpnas švytėjimas, nes per laikotarpį T impulso ilgis t1 trunka tik 20% (tai vadinamasis darbo ciklas), o likusius 80% turime loginį 0 (be įtampos).

Antrame paveikslėlyje rodomas signalas, vadinamas meanderiu, tada turime t1 = 0,5 * T, tai yra darbo ciklą ir Coef. Užpildymas yra 50%.

Trečiuoju atveju turime D=90%. LED šviečia beveik visu ryškumu.

Įsivaizduokite, kad T = 1 sekundė, tada pirmuoju atveju

§ 1) per 0,2 s srovė tekės į šviesos diodą, bet ne 0,8 s

§ 2) 0,5 s srovė taikoma 0,5 s Nr

Beje, pagal schemą pagaminus tris PWM valdiklius ir prijungus juos prie vienos RGB juostos, atsiranda galimybė nustatyti norimą švytėjimo gamą. Kiekviena plokštė valdo savo šviesos diodus (raudoną, žalią ir mėlyną) ir maišydami juos tam tikra seka pasieksite norimą švytėjimą.

Kokie šio įrenginio energijos nuostoliai?

Pirma, tai yra keli miliamperai, kurie sunaudoja impulsų generatorių mikroschemoje, o tada yra galios tranzistorius, kuriame galia išsklaido maždaug lygi P=0,6V*I vartojimo apkrova . Bazinio rezistoriaus galima nepaisyti. Apskritai PWM nuostoliai yra minimalūs, nes impulsų pločio valdymo sistema yra labai efektyvi, nes iššvaistoma labai mažai energijos (taigi ir išleidžiama mažai šilumos).

Rezultatas

Dėl to gavome gražų ir paprastą PWM. Patiems susireguliuoti malonią švytėjimo galią jiems pasirodė labai patogu. Toks prietaisas visada pravers kasdieniame gyvenime.

  • Kitas >

Jei praleidote detales ir paaiškinimus, LED ryškumo valdymo grandinė pasirodys pačioje vietoje paprasta forma. Šis valdymas skiriasi nuo PWM metodo, kurį aptarsime šiek tiek vėliau.
Taigi, elementarus reguliatorius apims tik keturis elementus:

  • energijos vienetas;
  • stabilizatorius;
  • kintamasis rezistorius;
  • lemputė tiesiogiai.

Ir rezistorių, ir stabilizatorių galima nusipirkti bet kurioje radijo parduotuvėje. Jie sujungiami tiksliai taip, kaip parodyta diagramoje. Skirtumai gali slypėti atskiruose kiekvieno elemento parametruose ir stabilizatoriaus bei rezistoriaus sujungimo būdu (laidu arba tiesiogiai lituojant).

Per kelias minutes savo rankomis surinkę tokią grandinę, galite įsitikinti, kad pakeisdami varžą, tai yra, pasukdami rezistoriaus rankenėlę, sureguliuosite lempos ryškumą.

Iliustruojančiame pavyzdyje akumuliatorius paimamas esant 12 voltų, rezistorius yra 1 kOhm, o stabilizatorius naudojamas dažniausiai Lm317 mikroschemoje. Schema gera, nes padeda mums žengti pirmuosius žingsnius radijo elektronikos srityje. Tai analoginis ryškumo valdymo būdas. Tačiau jis netinka įrenginiams, kuriems reikalingas smulkesnis reguliavimas.

Dimmerių poreikis

Dabar atidžiau pažvelkime į problemą, išsiaiškinkime, kodėl reikalingas ryškumo valdymas ir kaip galite kitaip valdyti šviesos diodų ryškumą.

  • Labiausiai žinomas atvejis, kai reikalingas kelių šviesos diodų reguliatoriaus jungiklis, yra gyvenamųjų patalpų apšvietimas. Esame įpratę valdyti šviesos ryškumą: švelninti vakare, įjungti visu galingumu darbo metu, išryškinti atskirus objektus ir patalpos dalis.
  • Ryškumą taip pat reikia reguliuoti sudėtingesniuose įrenginiuose, tokiuose kaip televizoriai ir nešiojamųjų kompiuterių monitoriai. Automobilių žibintai ir žibintuvėliai yra nepakeičiami be jo.
  • Ryškumo reguliavimas leidžia sutaupyti elektros energijos, kai kalbama apie galingus vartotojus.
  • Žinodami reguliavimo taisykles, galite sukurti automatinį arba nuotolinio valdymo pultas lengvas, o tai labai patogu.

Kai kuriuose įrenginiuose tiesiog sumažinti srovės vertę didinant pasipriešinimą neįmanoma, nes tai gali sukelti baltos spalvos pasikeitimą į žalsvą. Be to, padidėjus atsparumui, nepageidaujamai padidėja šilumos gamyba.

Išeitis iš iš pažiūros sudėtingos situacijos buvo PWM valdymas (impulso pločio moduliacija). Srovė į šviesos diodą tiekiama impulsais. Be to, jo vertė yra nulinė arba nominali - optimaliausia švytėjimui. Pasirodo, šviesos diodas periodiškai užsidega, tada užgęsta. Kuo ilgesnis švytėjimo laikas, tuo šviesiau, kaip mums atrodo, šviečia lempa. Kuo trumpesnis švytėjimo laikas, tuo blankiau lemputė šviečia. Tai yra PWM principas.

Ryškius šviesos diodus ir LED juostas galite valdyti tiesiogiai naudodami didelės galios MOSFET arba, kaip jie dar vadinami, MOSFET. Jei norite valdyti vieną ar dvi mažos galios LED lemputes, tada kaip klavišai naudojami įprasti bipoliniai tranzistoriai arba šviesos diodai yra tiesiogiai prijungti prie mikroschemos išėjimų.

Sukdami R2 reostato rankenėlę, reguliuosime šviesos diodų ryškumą. Čia yra LED juostelės (3 vnt.), kurios yra prijungtos prie vieno maitinimo šaltinio.

Žinodami teoriją, galite patys surinkti PWM įrenginio grandinę, nesinaudodami paruoštais stabilizatoriais ir reguliatoriais. Pavyzdžiui, toks, koks siūlomas internete.

NE555 yra impulsų generatorius, kuriame visos laiko charakteristikos yra stabilios. IRFZ44N – vienas galingas tranzistorius galintis vairuoti didelės galios apkrovą. Kondensatoriai nustato impulsų dažnį, o apkrova prijungiama prie "išvesties" gnybtų.

Kadangi šviesos diodas turi mažą inerciją, tai yra, labai greitai užsidega ir užgęsta, PWM valdymo metodas jam yra optimalus.

Paruošti naudoti reguliatoriai

Reguliatorius, kuris parduodamas jau paruoštas LED lempos vadinami reguliatoriumi. Impulsų dažnis, juos sukuriant, yra pakankamai didelis, kad nejaustume mirgėjimo. PWM valdiklio dėka atliekamas sklandus reguliavimas, leidžiantis pasiekti maksimalų švytėjimo ryškumą arba lempos užgesimą.

Įdėję tokį reguliatorių į sieną, galite jį naudoti kaip įprastą jungiklį. Išskirtiniam patogumui LED reguliatorius gali būti valdomas radijo nuotolinio valdymo pulteliu.

Šviesos diodų pagrindu pagamintų lempų galimybė keisti ryškumą atveria puikias galimybes rengti šviesos šou ir sukurti gražų gatvių apšvietimą. Taip, ir įprastą žibintuvėlį naudoti tampa daug patogiau, jei įmanoma reguliuoti jo švytėjimo intensyvumą.

Šviesos diodai naudojami beveik visose mus supančiose technologijose. Tiesa, kartais prireikia koreguoti jų ryškumą (pavyzdžiui, žibintuvėse ar monitoriuose). daugiausia lengva išeitisšioje situacijoje atrodo, kad pasikeičia per šviesos diodą praleidžiamos srovės kiekis. Bet taip nėra. LED yra gana jautrus komponentas. Nuolatinis pokytis srovės kiekis gali žymiai sutrumpinti jo tarnavimo laiką ar net sulaužyti. Taip pat reikia nepamiršti, kad ribojančio rezistoriaus naudoti negalima, nes jame kaupsis energijos perteklius. Tai neleidžiama naudojant baterijas. Kita šio metodo problema yra ta, kad pasikeis šviesos spalva.

Yra dvi parinktys:

  • PWM reguliavimas
  • analoginis

Šie metodai valdo srovę, tekančią per šviesos diodą, tačiau tarp jų yra tam tikrų skirtumų.
Analoginis reguliavimas keičia srovės, kuri praeina per šviesos diodus, lygį. O PWM reguliuoja srovės tiekimo dažnį.

PWM reguliavimas

Išeitis iš šios situacijos gali būti impulsų pločio moduliacijos (PWM) naudojimas. Su šia sistema šviesos diodai gauna reikiamą srovę, o ryškumas reguliuojamas tiekiant maitinimą aukštu dažniu. Tai reiškia, kad tiekimo periodo dažnis keičia šviesos diodų ryškumą.
Neabejotinas PWM sistemos pliusas yra LED produktyvumo išsaugojimas. Efektyvumas bus apie 90%.

PWM reguliavimo tipai

  • Dviejų laidų. Dažnai naudojamas automobilių apšvietimo sistemoje. Konverterio maitinimo šaltinis turi turėti grandinę, kuri generuoja PWM signalą nuolatinės srovės išėjime.
  • šunto įtaisas. Kad keitiklis būtų įjungtas / išjungtas, naudokite šunto komponentą, kuris, be šviesos diodo, suteikia kelią išėjimo srovei.

PWM impulsų parametrai

Pulso pasikartojimo dažnis nesikeičia, todėl šviesos ryškumui nustatyti nėra jokių reikalavimų. Šiuo atveju keičiasi tik teigiamo impulso plotis arba laikas.

Pulso dažnis

Net ir atsižvelgiant į tai, kad nėra jokių specialių pretenzijų dėl dažnio, yra ribiniai rodikliai. Jas lemia žmogaus akies jautrumas mirgėjimui. Pavyzdžiui, jei filme kadrų mirgėjimas turi būti 24 kadrai per sekundę, kad mūsų akis tai suvoktų kaip vieną judantį vaizdą.
Kad šviesos mirgėjimas būtų suvokiamas kaip vienoda šviesa, dažnis turi būti ne mažesnis kaip 200 Hz. Viršutiniams rodikliams nėra jokių apribojimų, tačiau nėra jokio kelio žemiau.

Kaip veikia PWM valdiklis

Norint tiesiogiai valdyti šviesos diodus, naudojama tranzistoriaus klavišų pakopa. Paprastai jie naudoja tranzistorius, kurie gali saugoti daug energijos.
Tai būtina naudojant LED juostos arba galingi šviesos diodai.
Mažam kiekiui ar mažai galiai visiškai pakanka naudoti bipolinius tranzistorius. Taip pat galite tiesiogiai prijungti šviesos diodus prie lustų.

PWM generatoriai

PWM sistemoje kaip pagrindinis osciliatorius gali būti naudojamas mikrovaldiklis arba grandinė, susidedanti iš nedidelio integracijos laipsnio grandinių.
Taip pat galima sukurti reguliatorių iš mikroschemų, skirtų perjungti maitinimo šaltinius, arba K561 loginių mikroschemų arba NE565 integruoto laikmačio.
Tam meistrai netgi naudoja operacinį stiprintuvą. Tam ant jo sumontuotas generatorius, kurį galima reguliuoti.
Viena iš dažniausiai naudojamų grandinių yra pagrįsta laikmačiu 555. Tiesą sakant, tai yra įprastas generatorius stačiakampiai impulsai. Dažnis reguliuojamas kondensatoriumi C1. prie kondensatoriaus išėjimo turėtų būti aukštos įtampos(tas pats pasakytina apie prijungimą prie teigiamo maitinimo šaltinio). Ir kraunasi, kai išėjime yra žema įtampa. Šis momentas sukelia skirtingo pločio impulsus.
Kita populiari grandinė yra PWM, pagrįsta UC3843 lustu. šiuo atveju perjungimo grandinė buvo pakeista supaprastinant. Impulso pločiui valdyti naudojama teigiamo poliškumo valdymo įtampa. Tokiu atveju išvestyje gaunamas norimas PWM impulsinis signalas.
Valdymo įtampa išėjimą veikia taip: mažėjant platuma didėja.

Kodėl PWM?

  • Pagrindinis šios sistemos privalumas yra lengvumas. Naudojimo modeliai yra labai paprasti ir lengvai įgyvendinami.
  • PWM valdymo sistema suteikia labai platų ryškumo valdymo diapazoną. Jei mes kalbame apie monitorius, tada galima naudoti CCFL foninį apšvietimą, tačiau šiuo atveju ryškumą galima sumažinti tik per pusę, nes CCFL foninis apšvietimas labai reikalauja srovės ir įtampos.
  • Naudodami PWM galite išlaikyti pastovų srovę, o tai reiškia, kad šviesos diodai nenukentės ir spalvos temperatūra nepasikeis.

PWM naudojimo trūkumai

  • Laikui bėgant vaizdo mirgėjimas gali būti gana pastebimas, ypač esant mažam ryškumui arba esant mažam akių judėjimui.
  • Jei šviesa nuolat ryški (pvz., saulės šviesa), vaizdas gali tapti neryškus.

Chip NCP1014 yra PWM valdiklis su fiksuotu konversijos dažniu ir įmontuotu aukštos įtampos jungikliu. Papildomi vidiniai blokai, įdiegti kaip mikroschemos dalis (žr. 1 pav.), leidžia jai atitikti visus šiuolaikiniams maitinimo šaltiniams keliamus funkcinius reikalavimus.

Ryžiai. vienas.

Serijiniai valdikliai NCP101X buvo išsamiai aptartos Konstantino Staroverovo straipsnyje 2010 m. žurnalo 3 numeryje, todėl straipsnyje apsiribosime svarstymu tik Pagrindiniai bruožai mikroschemų NCP1014, o mes sutelksime dėmesį į skaičiavimo ypatybes ir IP veikimo mechanizmą, pateiktą etaloniniame projekte.

NCP1014 valdiklio savybės

  • Integruotas išėjimas 700V mažos varžos MOSFET atidaryti kanalą(11 omų);
  • suteikiant vairuotojo išėjimo srovę iki 450mA;
  • galimybė dirbti keliais fiksuotais konvertavimo dažniais - 65 ir 100 kHz;
  • konvertavimo dažnis skiriasi ± 3 ... 6% ribose, palyginti su jo iš anksto nustatyta verte, o tai leidžia „išlieti“ spinduliuojamų trukdžių galią tam tikrame dažnių diapazone ir taip sumažinti EMI lygį;
  • įmontuota aukštos įtampos maitinimo sistema gali užtikrinti mikroschemos veikimą nenaudojant transformatoriaus su trečiąja pagalbine apvija, o tai labai supaprastina transformatoriaus apviją. Šią funkciją gamintojas nurodė kaip DSS ( Dinaminis savęs tiekimas- autonominė dinaminė galia), tačiau jos naudojimas riboja IP išėjimo galią;
  • galimybė dirbti maksimaliai efektyviai esant mažoms apkrovos srovėms dėl PWM impulsų praleidimo režimo, kuris leidžia pasiekti mažą tuščiosios eigos galią - ne daugiau kaip 100 mW, kai mikroschema maitinama iš trečiosios transformatoriaus pagalbinės apvijos;
  • perėjimas į impulsų praleidimo režimą įvyksta, kai apkrovos srovės suvartojimas sumažėja iki 0,25 vertės nuo vardinės vertės, o tai pašalina akustinio triukšmo generavimo problemą net naudojant nebrangius impulsiniai transformatoriai;
  • įdiegta minkšto paleidimo funkcija (1ms);
  • išvada Atsiliepimasįtampa yra tiesiogiai prijungta prie optrono išvesties;
  • buvo įdiegta trumpojo jungimo apsaugos sistema, o ją pašalinus vėl grįžus prie normalaus veikimo. Funkcija leidžia tiesiogiai sekti trumpąjį jungimą apkrovoje ir situaciją su atvira grįžtamojo ryšio grandine, jei būtų pažeistas atjungimo optronas;
  • įmontuotas apsaugos nuo perkaitimo mechanizmas.

Valdiklis NCP1014 yra trijų tipų paketuose – SOT-223, PDIP-7 ir PDIP-7 GULLWING (žr. 2 pav.), kurio kaištis parodytas 2 pav. 3. Naujausia pakuotė yra speciali PDIP-7 paketo versija su specialiu kaiščių formavimu, todėl tinka montuoti ant paviršiaus.

Ryžiai. 2.

Ryžiai. 3.

Tipinė NCP1014 valdiklio taikymo schema „flyback“ ( skristi atgal) keitiklis parodytas 4 paveiksle.

Ryžiai. keturi.

IP skaičiavimo metodas, pagrįstas NCP1014 valdikliu

Apsvarstykite NCP1014 pagrįsto grįžtamojo keitiklio žingsnis po žingsnio apskaičiavimo metodą, naudojant maitinimo bloko, kurio išėjimo galia iki 5 W, etaloninio kūrimo pavyzdį, kad būtų galima maitinti trijų nuosekliai sujungtų šviesos diodų sistemą. Vieno vato balti šviesos diodai, kurių normalizavimo srovė yra 350 mA ir įtampos kritimas 3,9 V, buvo laikomi šviesos diodais.

Pirmas žingsnis yra nustatyti sukurto IP įėjimo, išėjimo ir galios charakteristikas:

  • įėjimo įtampos diapazonas - Vac(min) = 85V, Vac(max) = 265V;
  • išėjimo parametrai - Išvadas = 3x3,9V ≈ 11,75V, Iout = 350mA;
  • išėjimo galia – Pout \u003d VoutxIout \u003d 11,75 Vx0,35 A ≈ 4,1 W
  • įvesties galia – Pin = Pout / h, kur h yra apskaičiuotas efektyvumas = 78 %

Kaištis = 4,1 W / 0,78 = 5,25 W

  • DC įėjimo įtampos diapazonas

Vdc (min.) = Vdc (min.) x 1,41 = 85 x 1,41 = 120 V (nuolatinė srovė)

Vdc (maks.) = Vdc (maks.) x 1,41 = 265 x 1,41 = 375 V (nuolatinė srovė)

  • vidutinė įvesties srovė – Iin (avg) = Pin / Vdc (min) ≈ 5,25/120 ≈ 44 mA
  • didžiausia įvesties srovė – Ipeak = 5xIin (vid.) ≈ 220mA.

Pirmoji įvesties nuoroda yra saugiklis ir EMI filtras, o jų pasirinkimas yra antrasis žingsnis projektuojant IP. Saugiklis turi būti parinktas pagal trūkimo srovės vertę, o pateiktoje konstrukcijoje pasirinktas saugiklis, kurio trūkimo srovė yra 2 A. Į įėjimo filtro apskaičiavimo tvarką nesigilinsime, tik atkreipsime dėmesį, kad bendro režimo ir diferencinio triukšmo slopinimo laipsnis labai priklauso nuo topologijos spausdintinė plokštė, taip pat filtro artumą prie maitinimo jungties.

trečias žingsnis yra parametrų skaičiavimas ir diodinio tiltelio parinkimas. Pagrindiniai parametrai čia yra šie:

  • leistina atvirkštinio (blokavimo) diodo įtampa - VR ≥ Vdc (max) = 375V;
  • diodo tiesioginė srovė - IF ≥ 1,5xIin (vid.) = 1,5x0,044 = 66mA;
  • leistina perkrovos srovė ( viršįtampio srovė), kuri gali siekti penkis kartus vidutinę srovę:

IFSM ≥ 5 x IF = 5 x 0,066 = 330 mA.

ketvirtas žingsnis yra diodinio tiltelio išėjime sumontuoto įvesties kondensatoriaus parametrų apskaičiavimas. Įvesties kondensatoriaus dydis nustatomas pagal didžiausią ištaisytos įvesties įtampos vertę ir nurodytą įvesties pulsacijos lygį. Didesnis įvesties kondensatorius suteikia daugiau žemos vertės raibuliuoja, bet padidina IP pradinę srovę. Paprastai kondensatoriaus talpa nustatoma pagal šią formulę:

Cin = Pin/, kur

fac – tinklo dažnis kintamoji srovė(60 Hz aptariamam dizainui);

DV- leistinas lygis bangavimas (mūsų atveju 20 % Vdc(min).

Cin \u003d 5,25 / \u003d 17 uF.

Mūsų atveju renkamės 33uF aliuminio elektrolitinį kondensatorių.

Penktas ir pagrindinis žingsnis yra apvijos gaminio apskaičiavimas - impulsinis transformatorius. Transformatoriaus apskaičiavimas yra sudėtingiausia, svarbiausia ir „ploniausia“ viso maitinimo šaltinio skaičiavimo dalis. Pagrindinės transformatoriaus funkcijos „flyback“ keitiklyje yra energijos kaupimas, kai valdymo mygtukas uždarytas ir srovė teka per pirminę apviją, o tada jos perkėlimas į antrinę apviją, kai pasukama maitinimas pirminėje grandinės dalyje. išjungti.

Atsižvelgiant į MT įvesties ir išvesties charakteristikas, apskaičiuotas pirmame žingsnyje, taip pat reikalavimus, užtikrinančius MT veikimą nuolatinės srovės transformatoriaus režimu, maksimali darbo ciklo vertė ( darbo ciklas) yra lygus 48%. Remdamiesi šia užpildymo koeficiento verte, atliksime visus transformatoriaus skaičiavimus. Apibendrinkime apskaičiuotas ir nurodytas pagrindinių parametrų vertes:

  • valdiklio veikimo dažnis fop = 100 kHz
  • užpildymo koeficientas dmax = 48 %
  • minimali įėjimo įtampa Vin(min) = Vdc(min) - 20% = 96V
  • išėjimo galia Pout= 4,1W
  • numatoma naudingumo vertė h = 78 %
  • didžiausia įvesties srovė Ipeak= 220mA

Dabar galime apskaičiuoti induktyvumą pirminė apvija transformatorius:

Lpri = Vin(min) x dmax/(Ipeak x fop) = 2,09 mH

Apvijų apsisukimų skaičiaus santykis nustatomas pagal lygtį:

Npri / Nsec \u003d Vdc (min) x dmax / (Vout + V F x (1 - dmax)) ≈ 7

Mums belieka patikrinti transformatoriaus gebėjimą „perpumpuoti“ reikiamą išėjimo galią per save. Tai galite padaryti naudodami šią lygtį:

Kaištis (šerdis) = Lpri x I 2 smailė x fop/2 ≥ Pout

Kaištis (šerdis) = 2,09 mH x 0,22 2 x 100 kHz/2 = 5,05 W ≥ 4,1 W.

Iš rezultatų matyti, kad mūsų transformatorius gali siurbti reikiamą galią.

Matyti, kad čia mes pateikėme toli gražu ne pilną transformatoriaus parametrų apskaičiavimą, o tik nustatėme jo indukcines charakteristikas ir parodėme pakankamą pasirinkto sprendimo galią. Apie transformatorių skaičiavimą parašyta daug darbų, o jį dominančius skaičiavimo metodus skaitytojas gali rasti, pavyzdžiui, arba. Šių metodų aprėptis nepatenka į šio straipsnio taikymo sritį.

IP elektros grandinė, atitinkanti atliktus skaičiavimus, parodyta 5 pav.

Ryžiai. 5.

Dabar atėjo laikas susipažinti su aukščiau pateikto sprendimo ypatybėmis, kurių skaičiavimas nebuvo pateiktas aukščiau, bet turi didelę reikšmę už mūsų IP funkcionavimą ir supratimą apie NCP1014 valdiklio įdiegtų apsaugos mechanizmų įgyvendinimo ypatybes.

Schemos, kuri įgyvendina IP, veikimo ypatybės

Antrinė grandinės dalis susideda iš dviejų pagrindinių blokų - bloko, skirto srovei perduoti į apkrovą, ir maitinimo šaltinio grįžtamojo ryšio grandinei.

Kai valdymo mygtukas uždarytas (tiesioginis režimas), veikia grįžtamojo ryšio grandinės maitinimas, įgyvendintas diodu D6, srovės nustatymo rezistoriumi R3, kondensatoriumi C5 ir zenerio diodu D7, kuris kartu su diodu D8 nustato reikiamą maitinimo įtampą (5.1). V) optrono ir šunto reguliatoriaus IC3 .

Atbulinės eigos metu transformatoriuje sukaupta energija per diodą D10 perduodama apkrovai. Tuo pačiu metu įkraunamas akumuliacinis kondensatorius C6, kuris išlygina išėjimo bangas ir užtikrina pastovią apkrovos maitinimo įtampą. Apkrovos srovė nustatoma rezistorius R6 ir valdoma šunto reguliatoriumi IC3.

IP turi apsaugą nuo apkrovos atjungimo ir apkrovos trumpojo jungimo. Apsaugą nuo trumpojo jungimo užtikrina šunto reguliatorius TLV431, kurio pagrindinis vaidmuo yra OS grandinės reguliatorius. Trumpasis jungimas įvyksta, kai trumpai sugenda visi apkrovos šviesos diodai (sugedus vienam ar dviem šviesos diodams, jų funkcijas perima lygiagrečiai zenerio diodai D11 ... D13). Rezistoriaus R6 reikšmė parenkama taip, kad esant darbinei apkrovos srovei (mūsų atveju 350 mA) įtampos kritimas jame būtų mažesnis nei 1,25 V. valdiklis NCP1014 sumažinti išėjimo įtampą.

Apsaugos nuo apkrovos išjungimo mechanizmas yra pagrįstas Zener diodo D9 įtraukimu lygiagrečiai su apkrova. Atsidarius apkrovos grandinei ir dėl to padidėjus IP išėjimo įtampai iki 47 V, atsidaro zenerio diodas D9. Tai įjungia optroną ir priverčia valdiklį sumažinti išėjimo įtampą.

Norite susipažinti su NCP1014 asmeniškai? - Jokiu problemu!

Tiems, kurie prieš pradėdami kurti savo IP NCP1014 pagrindu nori įsitikinti, kad tai tikrai paprastas, patikimas ir efektyvus sprendimas, ONSemiconductor gamina kelių tipų vertinimo plokštes (žr. 1 lentelę, 6 pav.; galima užsisakyti per COMPEL).

1 lentelė. Vertinimo lentelių apžvalga

Užsakymo kodas vardas Trumpas aprašymas
NCP1014LEDGTGEVB 8W LED tvarkyklė su 0,8 galios koeficientu Plokštė skirta parodyti galimybę sukurti LED tvarkyklę, kurios galios koeficientas > 0,7 (Energy Star standartas), nenaudojant papildomos PFC lusto. Dėl išėjimo galios (8 W) šis sprendimas idealiai tinka maitinti tokias struktūras kaip Cree XLAMP MC-E, kurioje vienoje pakuotėje yra keturi nuoseklūs šviesos diodai.
NCP1014STBUCKGEVB Neinvertuojantis bako keitiklis Plokštė yra įrodymas teiginio, kad NCP1014 valdiklio pakanka sukurti žemos kainos maitinimo šaltinį atšiaurioms aplinkoms.

Ryžiai. 6.

Be to, be straipsnyje aptartų, yra dar keli įvairių IP gatavo dizaino pavyzdžiai. Šis ir 5 W AC/DC adapteris skirtas Mobilieji telefonai, ir dar viena LED IP parinktis, taip pat daugybė straipsnių apie NCP1014 valdiklio naudojimą, kuriuos galite rasti oficialioje ONSemiconductor svetainėje - http://www.onsemi.com/.

COMPEL yra oficialus ONSemiconductor platintojas, todėl mūsų svetainėje visada galite rasti informacijos apie ONS gaminamų lustų prieinamumą ir kainą, taip pat užsisakyti prototipus, įskaitant NCP1014.

Išvada

Naudojant ONS gaminamą valdiklį NCP1014, galima sukurti itin efektyvius AC/DC keitiklius apkrovoms tiekti stabilizuota srove. Tinkamas pagrindinių valdiklio savybių naudojimas leidžia užtikrinti galutinio maitinimo šaltinio saugumą atsidarius arba trumpam sujungus apkrovą su minimaliu papildomų elektroninių komponentų skaičiumi.

Literatūra

1. Konstantinas Staroverovas "NCP101X / 102X valdiklių taikymas kuriant vidutinės galios tinklo maitinimo šaltinius", Elektronikos naujienų žurnalas, Nr. 3, 2010, ss. 7-10.

4. Mac Raymond. Perjungiami maitinimo šaltiniai. Teoriniai projektavimo pagrindai ir praktinio taikymo gairės / Per. iš anglų kalbos. Pryanichnikova S.V., M.: Leidykla Dodeka-XXI, 2008, - 272 p.: iliustr.

5. Vdovin S.S. Impulsinių transformatorių projektavimas, L .: Energoatomizdat, 1991, - 208 p.: iliustr.

6. TND329-D. „5 W mobiliojo telefono CCCV AC-DC adapteris“/ http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/TND329-D.PDF.

7. TND371-D. „Offline LED tvarkyklė, skirta ENERGY STAR“/ http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/TND371-D.PDF.

Kvitas technine informacija, užsakymo pavyzdys, pristatymas – el.

NCP4589 – LDO reguliatorius
su automatiniu energijos taupymu

NCP4589 - naujas 300mA CMOS LDO reguliatorius nuo ON Puslaidininkis. NCP4589 persijungia į mažos srovės režimą esant mažai srovės apkrovai ir automatiškai persijungia į „greitąjį“ režimą, kai tik išėjimo apkrova viršija 3 mA.

NCP4589 galima perjungti į nuolatinį režimą greitas darbas priverstinio režimo pasirinkimu (valdymas specialiu įėjimu).

Pagrindinės NCP4589 savybės:

  • Įėjimo įtampų veikimo diapazonas: 1,4 ... 5,25 V
  • Išėjimo įtampos diapazonas: 0,8–4,0 V (0,1 V žingsniais)
  • Įvesties srovė trimis režimais:

      • Mažos galios režimas – 1,0 µA prie V OUT< 1,85 В

      Greitas režimas – 55µA

      Energijos taupymo režimas - 0,1 uA

  • Minimalus įtampos kritimas: 230 mV prie I OUT = 300 mA, V OUT = 2,8 V
  • Aukštos įtampos pulsacijos atmetimas: 70 dB esant 1 kHz (greituoju režimu).

NCP4620 plataus diapazono LDO reguliatorius

NCP4620 - Tai CMOS LDO reguliatorius, skirtas 150 mA nuo ON Puslaidininkis kurių įėjimo įtampos diapazonas yra nuo 2,6 iki 10 V. Prietaisas pasižymi dideliu išėjimo tikslumu – apie 1 % – su žemu temperatūros koeficientu ±80 ppm/°C.

NCP4620 turi apsaugą nuo perkaitimo ir įvestį Enable, taip pat yra standartinė išvestis ir automatinio iškrovimo išvestis.

Pagrindinės NCP4620 savybės:

  • Darbinės įėjimo įtampos diapazonas nuo 2,6 iki 10 V (maks. 12 V)
  • Išėjimo fiksuotas įtampos diapazonas nuo 1,2 iki 6,0 V (100 mV žingsniais)
  • Tiesioginis minimalus įtampos kritimas - 165mV (esant 100mA)
  • Maitinimo šaltinio pulsacijos slopinimas - 70dB
  • Mikroschemos maitinimas išjungiamas, kai perkaito iki 165°C