Bu makale, basit ama etkili bir nasıl monte edileceğini açıklar. LED parlaklık kontrolü PWM karartmaya dayalı () LED aydınlatma.

LED'ler (ışık yayan diyotlar) çok hassas bileşenlerdir. Besleme akımı veya voltajı aştığında izin verilen değer arızalarına neden olabilir veya hizmet ömrünü önemli ölçüde azaltabilir.

Genellikle akım, LED ile seri olarak bağlanmış bir direnç veya bir devre akım regülatörü () kullanılarak sınırlandırılır. LED üzerindeki akımı artırmak yoğunluğunu arttırır ve akımı azaltmak onu azaltır. Işımanın parlaklığını kontrol etmenin bir yolu, parlaklığı dinamik olarak değiştirmek için değişken bir direnç () kullanmaktır.

Ancak bu, yalnızca tek bir LED için geçerlidir, çünkü bir grupta bile farklı ışık yoğunluğuna sahip diyotlar olabilir ve bu, bir grup LED'in düzensiz parlamasını etkiler.

Darbe genişliği modülasyonu.(PWM) uygulayarak ışımanın parlaklığını düzenlemenin çok daha verimli bir yöntemi. PWM ile LED gruplarına tavsiye edilen akım verilirken aynı zamanda yüksek frekansta güç sağlanarak karartma da mümkündür. Periyodun değiştirilmesi parlaklıkta bir değişikliğe neden olur.

Görev döngüsü, LED'e sağlanan güç açma ve kapatma sürelerinin oranı olarak düşünülebilir. Örneğin, bir saniyelik bir döngü düşünürsek ve aynı anda LED 0,1 saniye söner ve 0,9 saniye yanarsa, ışımanın nominal değerin yaklaşık %90'ı olacağı ortaya çıkar.

PWM dimmer açıklaması

Bu yüksek frekanslı anahtarlamayı başarmanın en kolay yolu, şimdiye kadar yapılmış en yaygın ve en çok yönlü IC'lerden biri olan bir IC kullanmaktır. Aşağıda gösterilen PWM kontrol devresi, LED'lere (12 volt) güç vermek için bir dimmer veya bir motor için bir hız kontrol cihazı olarak kullanım içindir. doğru akım 12 V'ta

Bu devrede LED'lerin dirençlerinin 25mA ileri akım sağlayacak şekilde ayarlanması gerekir. Sonuç olarak, üç LED hattının toplam akımı 75mA olacaktır. Transistör en az 75 mA akım için derecelendirilmelidir, ancak bir marjla almak daha iyidir.

Bu dimmer devresi %5'ten %95'e kadar kısılabilir, ancak yerine germanyum diyotlar kullanılarak aralık nominal değerin %1'inden %99'una kadar genişletilebilir.

LED'ler giderek günlük hayatımızın bir parçası haline geliyor. Bir apartman veya evdeki akkor lambaları, arabadaki halojeni LED'e değiştiriyoruz. Addison ampulünün parlaklığını ayarlamak için, genellikle bir dimmer kullanılır - bu, alternatif akımı sınırlayabileceğiniz, böylece ışığın parlaklığını ihtiyacınız olanla değiştirebileceğiniz, neden daha fazla ödeyesiniz ve hatta Aşırı parlak ışık nedeniyle rahatsızlık hissediyor musunuz? Güç regülatörü genellikle birçok tüketici (havya, öğütücü, elektrikli süpürge, matkap ...) için kullanılabilir. alternatif akım voltajı ağlar, kural olarak bir triyak temelinde inşa edilirler.

LED'lere sabit ve stabilize bir akım verilir, bu nedenle burada standart bir dimmer kullanmak mümkün olmayacaktır. Sadece uygulanan voltajı değiştirirseniz, parlaklık çok keskin bir şekilde değişecektir, akım onlar için önemlidir, ancak bir akım regülatörü yerine başka bir şey yapacağız, yani PWM (Geniş Darbe Modülatörü), kapanacak LED'den belirli bir süre güç kaynağı, parlaklık azalacak, ancak frekans insan gözünün bunu fark etmeyeceği şekilde olduğu için yanıp sönmeyi fark etmeyeceğiz. Mikrodenetleyiciler burada kullanılmaz, çünkü varlıkları cihazın montajına engel olabilir, bir programlayıcıya, belirli bir programa sahip olmanız gerekir. yazılım... Bu nedenle, bu basit devre yalnızca basit ve genel radyo bileşenlerini kullanır.

Herhangi bir atalet yükü için, yani enerji depolayabilenler için böyle bir şey kullanmak mümkündür, çünkü örneğin, DC motoru güç kaynağından ayırırsanız, hemen dönmeyi durdurmaz.

Bence devre şartlı olarak iki bölüme ayrılabilir, yani bu, mega popüler zamanlayıcı NE555 (analog -KR1006VI1) üzerinde yapılan bir jeneratör ve yüke güç sağlanan güçlü bir açma / kapama transistörüdür. (burada 555 kararsız multivibratör modunda çalışır). Güçlü bir NPN bipolar transistör kullanıyoruz (TIP122'yi aldım), ancak onu alan etkili (MOSFET) bir transistörle değiştirmek mümkündür. Darbe üreteci frekansı, periyodu, darbe süresi iki direnç (R3, R2) ve kapasitör (C1, C2) tarafından ayarlanır ve direnç ayarlı bir dirençle değiştirebiliriz.

Şematik Bileşenler

Analog 555 zamanlayıcıyı hesaplamak için birçok program var, jeneratörün frekansını etkileyen bileşenlerin değerlerini deneyebilirsiniz - bunların hepsi, bunun gibi birçok program kullanılarak kolayca yanlış hesaplanır. Mezhepler biraz değiştirilebilir, her şey işe yarayacak ve böylece. Darbe diyotları 4148, yerel KD222 ile kolayca değiştirilir. Kondansatörler 0.1 uF ve 0.01 uF disk seramik. değişken direnç frekansı iyi ve düzgün bir ayar için ayarlayın, maksimum direnci 50 kOhm'dur.

Her şey ayrı elemanlar üzerine monte edilmiştir, tahta 50-25 mm boyutlarındadır.

Devre nasıl çalışır?

Cihaz, iki mod arasında geçiş işlevi görür: yüke akım verilir ve yüke akım sağlanmıyor. Geçiş o kadar hızlı gerçekleşir ki gözlerimiz bu yanıp sönmeyi görmez. Yani bu cihaz, gücün açıldığı ve kapandığı zaman arasındaki süreyi değiştirerek gücü düzenler.PWM'nin özünü anladığınızı düşünüyorum. Osiloskop ekranında böyle görünüyor.

İlk resim zayıf bir parıltı gösteriyor, çünkü T periyodu sırasında darbe uzunluğu t1 sadece %20'sini alıyor (bu, görev döngüsü olarak adlandırılır) ve geri kalan %80'lik bir mantıksal 0'a (voltaj yok) sahibiz.

İkinci resim bize menderes adı verilen bir sinyali gösteriyor, o zaman t1=0.5*T, yani görev döngüsü ve Coef var. Dolgular %50'dir.

Üçüncü durumda, D=%90'a sahibiz. LED neredeyse tam parlaklıkta parlıyor.

T = 1 saniye olduğunu hayal edin, sonra ilk durumda

§ 1) 0,2 s içinde akım LED'e akacak, ancak 0,8 s değil

§ 2)0.5s akım uygulandı 0.5s hayır

Bu arada, şemaya göre üç PWM denetleyicisi yapıp bunları bir RGB bandına bağlayarak, istenen parıltı gamını ayarlamak mümkün hale geliyor. Kartların her biri kendi LED'lerini (kırmızı, yeşil ve mavi) kontrol eder ve bunları belirli bir sırayla karıştırarak istediğiniz parıltıyı elde edersiniz.

Bu cihazın enerji kaybı nedir?

İlk olarak, bunlar bir mikro devrede bir puls üretecini tüketen birkaç miliamperdir ve daha sonra gücün yaklaşık olarak eşit dağıldığı bir güç transistörü vardır. P=0.6V*I tüketim yükü . Baz direnci ihmal edilebilir. Genel olarak, PWM kayıpları minimumdur çünkü darbe genişliği kontrol sistemi çok etkilidir, çünkü çok az enerji israf edilir (ve dolayısıyla çok az ısı açığa çıkar).

Sonuç

Sonuç olarak, güzel ve basit bir PWM elde ettik. Işığın hoş gücünü kendileri için ayarlamaları çok uygun oldu. Böyle bir cihaz günlük yaşamda her zaman kullanışlı olacaktır.

  • Sonraki >

Detayları ve açıklamaları kaçırırsanız, en sonunda LED parlaklık kontrol devresi görünecektir. basit biçim. Bu kontrol, biraz sonra tartışacağımız PWM yönteminden farklıdır.
Bu nedenle, temel düzenleyici sadece dört unsur içerecektir:

  • güç ünitesi;
  • stabilizatör;
  • değişken direnç;
  • doğrudan ampul.

Hem direnç hem de dengeleyici herhangi bir radyo mağazasından satın alınabilir. Tam olarak şemada gösterildiği gibi bağlanırlar. Farklılıklar, her bir elemanın bireysel parametrelerinde ve stabilizatör ile direncin bağlanma biçiminde (tel veya doğrudan lehimleme ile) olabilir.

Birkaç dakika içinde böyle bir devreyi kendi elinizle monte ettikten sonra, direnci değiştirerek, yani direnç düğmesini çevirerek lambanın parlaklığını ayarlayacağınızdan emin olabilirsiniz.

Açıklayıcı bir örnekte, pil 12 voltta alınır, direnç 1 kOhm'dur ve sabitleyici en yaygın Lm317 yongasında kullanılır. Program iyi çünkü radyo elektroniğinde ilk adımları atmamıza yardımcı oluyor. Bu, parlaklığı kontrol etmenin analog bir yoludur. Ancak daha ince ayar gerektiren cihazlar için uygun değildir.

dimmer ihtiyacı

Şimdi konuya daha yakından bakalım, parlaklık kontrolüne neden ihtiyaç duyulduğunu ve LED'lerin parlaklığını nasıl farklı bir şekilde kontrol edebileceğinizi öğrenelim.

  • Birden fazla LED için bir kısma anahtarının gerekli olduğu en ünlü durum konut aydınlatmasıdır. Işığın parlaklığını kontrol etmeye alışkınız: akşamları daha yumuşak hale getirmek, çalışma sırasında tam güçle açmak, tek tek nesneleri ve odanın bölümlerini vurgulamak.
  • Parlaklığı ayarlamak, TV ve dizüstü bilgisayar monitörleri gibi daha karmaşık cihazlarda da gereklidir. Araba farları ve el fenerleri onsuz vazgeçilmezdir.
  • Parlaklığı ayarlamak, güçlü tüketiciler söz konusu olduğunda elektrik tasarrufu yapmamızı sağlar.
  • Ayarlama kurallarını bilerek, otomatik veya uzaktan kumandaışık, ki bu çok uygun.

Bazı cihazlarda, beyazdan yeşile bir değişime yol açabileceğinden, direnci artırarak basitçe akım değerini azaltmak mümkün değildir. Ek olarak, dirençteki bir artış, istenmeyen bir şekilde artan ısı üretimine yol açar.

Görünüşte zor olan bir durumdan çıkış yolu PWM kontrolüydü (darbe genişliği modülasyonu). LED'e darbeler halinde akım verilir. Ayrıca, değeri ya sıfırdır ya da nominaldir - ışıma için en uygun olanıdır. LED'in periyodik olarak yandığı, ardından söndüğü ortaya çıktı. Parlama süresi ne kadar uzun olursa, bize göründüğü gibi, lamba o kadar parlak olur. Parlama süresi ne kadar kısa olursa, ampul o kadar kısılır. Bu, PWM'nin prensibidir.

Parlak LED'leri ve LED şeritlerini doğrudan yüksek güçlü MOSFET'leri veya MOSFET olarak da adlandırılanları kullanarak kontrol edebilirsiniz. Bir veya iki düşük güçlü LED ampulü kontrol etmek istiyorsanız, anahtarlar olarak sıradan bipolar transistörler kullanılır veya LED'ler doğrudan mikro devrenin çıkışlarına bağlanır.

R2 reostat düğmesini çevirerek ledlerin parlaklığını ayarlayacağız. İşte bir güç kaynağına bağlı LED şeritler (3 adet).

Teoriyi bilerek, hazır stabilizatörlere ve dimmerlere başvurmadan kendi başınıza bir PWM cihaz devresi kurabilirsiniz. Örneğin, internette sunulan gibi.

NE555, tüm zamanlama özelliklerinin kararlı olduğu bir puls üretecidir. IRFZ44N - bir güçlü transistör yüksek güç yükü sürme yeteneğine sahiptir. Kondansatörler darbelerin frekansını ayarlar ve yük "çıkış" terminallerine bağlanır.

LED'in ataleti düşük olduğundan, yani çok hızlı bir şekilde yanar ve söner, bunun için PWM kontrol yöntemi en uygunudur.

Kullanıma hazır dimmerler

Kullanıma hazır olarak satılan regülatör Led lambalar dimmer denir. Darbelerin frekansı, onları yaratan, titreme hissetmememiz için yeterince büyüktür. PWM denetleyicisi sayesinde, maksimum parlaklık parlaklığını veya lambanın sönmesini elde etmenizi sağlayan yumuşak bir ayar gerçekleştirilir.

Duvara böyle bir dimmer yerleştirerek, onu geleneksel bir anahtar gibi kullanabilirsiniz. Olağanüstü rahatlık için LED dimmer, bir radyo uzaktan kumanda ile kontrol edilebilir.

LED'lere dayalı lambaların parlaklıklarını değiştirme yeteneği, ışık gösterileri yapmak ve güzel sokak aydınlatması oluşturmak için büyük fırsatlar sunar. Evet ve sıradan bir el feneri, parlaklığının yoğunluğunu ayarlamak mümkünse, kullanımı çok daha uygun hale gelir.

LED'ler çevremizdeki hemen hemen her teknolojide kullanılmaktadır. Doğru, bazen parlaklıklarını ayarlamak gerekli hale gelir (örneğin, el fenerlerinde veya monitörlerde). en çok Kolay çıkış bu durumda LED'den geçen akım miktarını değiştiriyor gibi görünüyor. Ama değil. LED oldukça hassas bir bileşendir. Kalıcı değişim akım miktarı ömrünü önemli ölçüde azaltabilir, hatta kırabilir. Ayrıca, içinde fazla enerji birikeceğinden, sınırlayıcı bir direncin kullanılamayacağı da unutulmamalıdır. Piller kullanılırken buna izin verilmez. Bu yaklaşımla ilgili bir diğer sorun da ışığın renginin değişmesidir.

İki seçenek var:

  • PWM düzenlemesi
  • analog

Bu yöntemler LED'den akan akımı kontrol eder, ancak aralarında belirli farklılıklar vardır.
Analog düzenleme, LED'lerden geçen akımın seviyesini değiştirir. Ve PWM, mevcut kaynağın frekansını düzenler.

PWM düzenlemesi

Bu durumdan çıkış yolu, darbe genişlik modülasyonunun (PWM) kullanılması olabilir. Bu sistem ile LED'ler gerekli akımı alır ve yüksek frekansta güç uygulanarak parlaklık düzenlenir. Yani besleme periyodunun frekansı LED'lerin parlaklığını değiştirir.
PWM sisteminin şüphesiz artısı, LED'in verimliliğinin korunmasıdır. Verimlilik yaklaşık %90 olacaktır.

PWM düzenleme türleri

  • İki telli. Genellikle arabaların aydınlatma sisteminde kullanılır. Dönüştürücü güç kaynağı, DC çıkışında bir PWM sinyali üreten bir devreye sahip olmalıdır.
  • şant cihazı. Dönüştürücünün açık/kapalı periyodunu yapmak için, LED'in yanı sıra çıkış akımı için bir yol sağlayan bir şönt bileşeni kullanın.

PWM için darbe parametreleri

Darbe tekrarlama hızı değişmez, bu nedenle ışığın parlaklığını belirlemek için herhangi bir gereklilik yoktur. Bu durumda, pozitif darbenin yalnızca genişliği veya süresi değişir.

Darbe frekansı

Sıklıkla ilgili özel bir iddia olmadığı gerçeği dikkate alındığında bile, sınır göstergeleri vardır. İnsan gözünün titremeye duyarlılığı ile belirlenirler. Örneğin, bir filmde, gözümüzün onu tek bir hareketli görüntü olarak algılaması için karelerin titremesi saniyede 24 kare olmalıdır.
Işığın titreşmesinin tek tip ışık olarak algılanması için frekansın en az 200 Hz olması gerekir. Üst göstergelerde herhangi bir kısıtlama yoktur, ancak aşağıda bir yol yoktur.

PWM denetleyicisi nasıl çalışır?

LED'leri doğrudan kontrol etmek için bir transistör anahtar aşaması kullanılır. Genellikle büyük miktarda güç depolayabilen transistörler kullanırlar.
Kullanırken bu gereklidir LED şeritler veya güçlü LED'ler.
Küçük bir miktar veya düşük güç için bipolar transistörlerin kullanımı oldukça yeterlidir. LED'leri doğrudan çiplere de bağlayabilirsiniz.

PWM jeneratörleri

Bir PWM sisteminde, ana osilatör olarak bir mikrodenetleyici veya küçük bir entegrasyon derecesine sahip devrelerden oluşan bir devre kullanılabilir.
Güç kaynaklarını değiştirmek için tasarlanmış mikro devrelerden veya K561 mantık mikro devrelerinden veya bir NE565 entegre zamanlayıcıdan bir regülatör oluşturmak da mümkündür.
Ustalar bu amaç için bir işlemsel yükselteç bile kullanırlar. Bunun için üzerine ayarlanabilen bir jeneratör monte edilmiştir.
En çok kullanılan devrelerden biri 555 zamanlayıcıya dayanmaktadır.Aslında bu normal bir jeneratördür. dikdörtgen darbeler. Frekans, kapasitör C1 tarafından kontrol edilir. kapasitörün çıkışında olmalıdır yüksek voltaj(bu, pozitif güç kaynağına bağlantı ile aynıdır). Ve çıkışta düşük voltaj olduğunda şarj olur. Bu an, farklı genişliklerde darbelere yol açar.
Bir başka popüler devre, UC3843 çipine dayanan PWM'dir. bu durumda anahtarlama devresi basitleştirmeye doğru değiştirilmiştir. Darbe genişliğini kontrol etmek için pozitif kutuplu bir kontrol voltajı kullanılır. Bu durumda çıkışta istenilen PWM darbe sinyali elde edilir.
Kontrol voltajı çıkışa şu şekilde etki eder: bir azalma ile enlem artar.

Neden PWM?

  • Bu sistemin ana avantajı kolaylıktır. Kullanım kalıpları çok basit ve uygulanması kolaydır.
  • PWM kontrol sistemi, çok geniş bir parlaklık kontrolü yelpazesi sunar. Monitörler hakkında konuşursak, CCFL arka aydınlatmasını kullanmak mümkündür, ancak bu durumda, CCFL arka aydınlatması akım ve voltaj miktarını çok talep ettiğinden parlaklık yalnızca yarı yarıya azaltılabilir.
  • PWM kullanarak akımı sabit bir seviyede tutabilirsiniz, bu da LED'lerin zarar görmeyeceği ve renk sıcaklığının değişmeyeceği anlamına gelir.

PWM kullanmanın dezavantajları

  • Zamanla, özellikle düşük parlaklıkta veya göz hareketlerinde görüntü titremesi oldukça fark edilebilir.
  • Işık sürekli parlaksa (güneş ışığı gibi), görüntü bulanıklaşabilir.

Yonga NCP1014 sabit bir dönüştürme frekansına ve yerleşik bir yüksek voltaj anahtarına sahip bir PWM kontrol cihazıdır. Mikro devrenin bir parçası olarak uygulanan ek dahili bloklar (bkz. Şekil 1), modern güç kaynakları için tüm işlevsel gereksinimleri karşılamasını sağlar.

Pirinç. bir.

Seri kontrolörler NCP101X 2010 yılı için derginin 3. sayısında Konstantin Staroverov'un bir makalesinde ayrıntılı olarak tartışıldı, bu nedenle makalede kendimizi sadece düşünmekle sınırlayacağız ana Özellikler NCP1014 mikro devreleri ve referans tasarımında sunulan IP'nin hesaplama özelliklerinin ve çalışma mekanizmasının dikkate alınmasına odaklanacağız.

NCP1014 denetleyicisinin özellikleri

  • Entegre çıkış 700V düşük dirençli MOSFET kanal aç(11ohm);
  • 450mA'ya kadar sürücü çıkış akımı sağlamak;
  • birkaç sabit dönüşüm frekansında çalışma yeteneği - 65 ve 100 kHz;
  • dönüştürme frekansı önceden ayarlanmış değerine göre ± %3 ... %6 arasında değişir, bu da belirli bir frekans aralığında yayılan parazitin gücünü "bulanıklaştırmanıza" ve böylece EMI seviyesini düşürmenize olanak tanır;
  • yerleşik yüksek voltajlı güç kaynağı sistemi, transformatörün sargısını büyük ölçüde basitleştiren üçüncü bir yardımcı sargılı bir transformatör kullanılmadan mikro devrenin çalışabilirliğini sağlayabilir. Bu özellik üretici tarafından DSS ( Dinamik Kendi Kendine Tedarik- otonom dinamik güç), ancak kullanımı IP'nin çıkış gücünü sınırlar;
  • düşük yüksüz güç elde etmeyi mümkün kılan PWM darbe atlama modu nedeniyle düşük yük akımlarında maksimum verimlilikle çalışma yeteneği - mikro devre transformatörün üçüncü yardımcı sargısından beslendiğinde 100 mW'den fazla değil;
  • darbe atlama moduna geçiş, yük akım tüketimi nominal değerden 0,25 değerine düştüğünde gerçekleşir, bu da ucuz kullanımda bile akustik gürültü üretme sorununu ortadan kaldırır. darbe transformatörleri;
  • uygulanan yumuşak başlatma işlevi (1ms);
  • çözüm geri bildirim voltaj doğrudan optokuplörün çıkışına bağlanır;
  • ortadan kaldırılması uygulandıktan sonra normal çalışmaya geri dönüşü olan bir kısa devre koruma sistemi. İşlev, hem doğrudan yükteki bir kısa devreyi hem de dekuplaj optokuplöründe hasar olması durumunda açık bir geri besleme devresi olan durumu izlemenize olanak tanır;
  • dahili aşırı ısınma koruma mekanizması.

NCP1014 denetleyicisi üç paket tipinde mevcuttur - SOT-223, PDIP-7 ve PDIP-7 GULLWING (bkz. Şekil 2) Şekil 2'de gösterilen pin çıkışı ile. 3. En son paket, özel pim kalıplı PDIP-7 paketinin özel bir versiyonu olup, yüzeye montaj için uygundur.

Pirinç. 2.

Pirinç. 3.

Geri dönüşte NCP1014 kontrolörünün tipik uygulama şeması ( geri dönüş) dönüştürücü, Şekil 4'te gösterilmiştir.

Pirinç. dört.

NCP1014 denetleyicisine dayalı IP hesaplama yöntemi

Seri bağlı üç LED'den oluşan bir sisteme güç sağlamak için 5 W'a kadar çıkış gücüne sahip bir güç kaynağı ünitesinin referans geliştirme örneğini kullanarak NCP1014'e dayalı bir geri dönüş dönüştürücünün adım adım hesaplama yöntemini düşünün. 350 mA normalizasyon akımına ve 3,9 V voltaj düşüşüne sahip bir watt beyaz LED'ler LED olarak kabul edildi.

ilk adım geliştirilen IP'nin giriş, çıkış ve güç özelliklerini belirlemektir:

  • giriş voltajı aralığı - Vac(min) = 85V, Vac(max) = 265V;
  • çıkış parametreleri - Vout = 3x3.9V ≈ 11.75V, Iout = 350mA;
  • çıkış gücü - Pout \u003d VoutxIout \u003d 11,75 Vx0,35 A ≈ 4,1 W
  • giriş gücü - Pin = Pout / h, burada h tahmini verimlilik = %78

Pin=4.1W/0.78=5.25W

  • DC giriş voltajı aralığı

Vdc(min) = Vdc(min) x 1.41 = 85 x 1.41 = 120V (dc)

Vdc(maks) = Vdc(maks) x 1,41 = 265 x 1,41 = 375V (dc)

  • ortalama giriş akımı - Iin(ort) = Pin / Vdc(min) ≈ 5,25/120 ≈ 44mA
  • tepe giriş akımı - Ipeak = 5xIin (ort) ≈ 220mA.

İlk giriş bağlantısı bir sigorta ve bir EMI filtresidir ve bunların seçimi ikinci adım IP tasarlarken. Sigorta, kesme akımının değerine göre seçilmelidir ve sunulan tasarımda, kesme akımı 2 A olan bir sigorta seçilir.Giriş filtresini hesaplama prosedürüne girmeyeceğiz, ancak yalnızca şunu not edeceğiz: ortak modun ve diferansiyel gürültünün bastırılma derecesi, topolojiye büyük ölçüde bağlıdır baskılı devre kartı, ayrıca filtrenin güç konektörüne yakınlığı.

üçüncü adım parametrelerin hesaplanması ve diyot köprüsünün seçimidir. Buradaki anahtar parametreler şunlardır:

  • izin verilen ters (engelleme) diyot voltajı - VR ≥ Vdc (maks) = 375V;
  • diyotun ileri akımı - IF ≥ 1.5xIin (ortalama) = 1.5x0.044 = 66mA;
  • izin verilen aşırı yük akımı ( dalgalanma akımı), ortalama akımın beş katına ulaşabilen:

IFSM ≥ 5 x IF = 5 x 0.066 = 330 mA.

dördüncü adım diyot köprüsünün çıkışına kurulan giriş kondansatörünün parametrelerinin hesaplanmasıdır. Giriş kapasitörünün boyutu, doğrultulmuş giriş voltajının tepe değeri ve belirtilen giriş dalgalanması düzeyi ile belirlenir. Daha büyük giriş kapasitörü daha fazlasını sağlar düşük değerler dalgalanır, ancak IP'nin başlangıç ​​akımını artırır. Genel olarak, bir kapasitörün kapasitansı aşağıdaki formülle belirlenir:

Cin = Pin/, nerede

fac - ağ frekansı alternatif akım(söz konusu tasarım için 60 Hz);

DV- izin verilen seviye dalgalanmalar (bizim durumumuzda Vdc(min)'in %20'si).

Cin \u003d 5.25 / \u003d 17 uF.

Bizim durumumuzda 33uF alüminyum elektrolitik kapasitör seçiyoruz.

Beşinci ve ana adım sargı ürününün hesaplanmasıdır - bir darbe transformatörü. Transformatörün hesaplanması, tüm güç kaynağı hesaplamasının en karmaşık, önemli ve "ince" kısmıdır. Bir geri dönüş dönüştürücüdeki bir transformatörün ana işlevleri, kontrol anahtarı kapatıldığında ve akım birincil sargısından aktığında enerji birikimi ve daha sonra devrenin birincil kısmına giden güç açıldığında ikincil sargıya aktarılmasıdır. kapalı.

İlk adımda hesaplanan MT'nin giriş ve çıkış özelliklerini ve ayrıca MT'nin transformatörün sürekli akım modunda çalışmasını sağlamak için gereksinimleri dikkate alarak, görev döngüsünün maksimum değeri ( görev döngüsü) %48'e eşittir. Doldurma faktörünün bu değerine dayanarak transformatörün tüm hesaplamalarını yapacağız. Anahtar parametrelerin hesaplanan ve belirtilen değerlerini özetleyelim:

  • kontrolör çalışma frekansı fop = 100 kHz
  • doldurma faktörü dmax= %48
  • minimum giriş voltajı Vin(min) = Vdc(min) - 20% = 96V
  • çıkış gücü Pout= 4.1W
  • tahmini verimlilik değeri h = %78
  • tepe giriş akımı Ipeak= 220mA

Şimdi endüktansı hesaplayabiliriz Birincil sargı dönüştürücü:

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

Sargıların dönüş sayısının oranı denklem ile belirlenir:

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

Transformatörün gerekli çıkış gücünü kendi içinden “pompalama” yeteneğini kontrol etmek bize kalır. Bunu aşağıdaki denklemle yapabilirsiniz:

Pin(çekirdek) = Lpri x I 2 tepe x fop/2 ≥ Pout

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

Sonuçlardan, transformatörümüzün gerekli gücü pompalayabildiği anlaşılmaktadır.

Burada, transformatörün parametrelerinin tam hesaplanmasından çok uzak bir şekilde verdiğimiz, ancak yalnızca endüktif özelliklerini belirlediğimiz ve seçilen çözümün yeterli gücünü gösterdiğimiz görülebilir. Transformatörlerin hesaplanması üzerine birçok çalışma yazılmıştır ve okuyucu, örneğin veya içinde ilgilendiği hesaplama yöntemlerini bulabilir. Bu tekniklerin kapsamı bu makalenin kapsamı dışındadır.

Yapılan hesaplamalara karşılık gelen IP'nin elektrik devresi Şekil 5'te gösterilmektedir.

Pirinç. 5.

Şimdi, hesaplaması yukarıda verilmeyen, ancak yukarıda belirtilen çözümün özelliklerini tanımanın zamanı geldi. büyük önem IP'mizin işleyişi ve NCP1014 denetleyicisi tarafından uygulanan koruyucu mekanizmaların uygulama özelliklerini anlamak için.

IP'yi uygulayan şemanın çalışmasının özellikleri

Devrenin ikincil kısmı iki ana bloktan oluşur - yüke akım aktarmak için bir blok ve geri besleme devresi için bir güç kaynağı.

Kontrol anahtarı kapatıldığında (doğrudan mod), D6 diyotunda uygulanan geri besleme devresi güç kaynağı çalışır, akım ayar direnci R3, kapasitör C5 ve zener diyot D7, D8 diyotuyla birlikte gerekli besleme voltajını (5.1) ayarlar. V) optokuplör ve şönt regülatör IC3 .

Ters çalışma sırasında transformatörde depolanan enerji D10 diyotu üzerinden yüke aktarılır. Aynı zamanda, çıkış dalgalanmalarını yumuşatan ve yüke sabit bir besleme voltajı sağlayan depolama kapasitörü C6 şarj edilir. Yük akımı, direnç R6 tarafından ayarlanır ve şönt regülatör IC3 tarafından kontrol edilir.

IP, yük kesilmesine ve yük kısa devresine karşı korumaya sahiptir. Kısa devre koruması, ana rolü OS devre regülatörü olan TLV431 şönt regülatör tarafından sağlanır. Tüm yük LED'lerinin kısa süreli arızalanması durumunda bir kısa devre meydana gelir (bir veya iki LED'in arızalanması durumunda, işlevleri paralel zener diyotları D11 ... D13 tarafından üstlenilir). Direnç R6'nın değeri, çalışma yük akımında (bizim durumumuzda 350 mA) üzerindeki voltaj düşüşü 1,25 V'tan az olacak şekilde seçilir. NCP1014 denetleyicisi çıkış voltajını azaltır.

Yük kapatma koruma mekanizması, yüke paralel olarak bir Zener diyot D9'un dahil edilmesine dayanır. Yük devresinin açılması ve bunun sonucunda IP'nin çıkış voltajının 47 V'a yükselmesi durumunda, zener diyot D9 açılır. Bu, optokuplörü açar ve kontrolörü çıkış voltajını düşürmeye zorlar.

NCP1014'ü şahsen tanımak ister misiniz? - Sorun değil!

NCP1014'e dayalı kendi IP'lerini geliştirmeye başlamadan önce, bunun gerçekten basit, güvenilir ve etkili bir çözüm olduğundan emin olmak isteyenler için, ONSemiconductor çeşitli türlerde değerlendirme panoları üretir (bkz. Tablo 1, Şekil 6; sipariş için mevcuttur). COMPEL aracılığıyla) .

Tablo 1. Değerlendirme kurullarına genel bakış

sipariş kodu İsim Kısa Açıklama
NCP1014LEDGTGVB 0,8 güç faktörlü 8W LED sürücü Kart, ek bir PFC yongası kullanmadan güç faktörü > 0,7 (Energy Star standardı) olan bir LED sürücüsü oluşturma olasılığını göstermek için tasarlanmıştır. Çıkış gücü (8 W), bu çözümü tek bir pakette seri olarak dört LED içeren Cree XLAMP MC-E gibi yapılara güç sağlamak için ideal hale getirir.
NCP1014STBUCKGEVB Ters çevirmeyen para dönüştürücü Kart, NCP1014 kontrolörünün zorlu ortamlar için düşük fiyat aralığında bir güç kaynağı oluşturmaya yeterli olduğu iddiasının kanıtıdır.

Pirinç. 6.

Ek olarak, makalede tartışılanlara ek olarak, çeşitli IP'lerin bitmiş tasarımının birkaç örneği daha vardır. Bu ve 5W AC/DC adaptörü cep telefonları, ve LED için başka bir IP seçeneğinin yanı sıra ONSemiconductor'ın resmi web sitesinde bulabileceğiniz NCP1014 denetleyicisinin kullanımı hakkında çok sayıda makale - http://www.onsemi.com/.

COMPEL, ONSemiconductor'ın resmi distribütörüdür ve dolayısıyla web sitemizde ONS tarafından üretilen çiplerin mevcudiyeti ve maliyeti ile NCP1014 dahil sipariş prototipleri hakkında her zaman bilgi bulabilirsiniz.

Çözüm

ONS tarafından üretilen NCP1014 kontrolörünün kullanılması, yükleri stabilize akımla beslemek için yüksek performanslı AC/DC dönüştürücüler geliştirmeyi mümkün kılar. Kontrolörün temel özelliklerinin doğru kullanımı, minimum sayıda ek elektronik bileşenle yükün açılması veya kısa devre yapılması koşullarında nihai güç kaynağının güvenliğini sağlamanıza olanak tanır.

Edebiyat

1. Konstantin Staroverov "Orta güç ağ güç kaynaklarının geliştirilmesinde NCP101X / 102X kontrolörlerinin kullanımı", Electronics News dergisi, No. 3, 2010, ss. 7-10.

4. Mac Raymond. Anahtarlama güç kaynakları. Tasarımın teorik temelleri ve pratik uygulamada rehberlik / Per. İngilizceden. Pryanichnikova S.V., M.: Dodeka-XXI Yayınevi, 2008, - 272 s.: hasta.

5. Vdovin S.S. Darbe transformatörlerinin tasarımı, L.: Energoatomizdat, 1991, - 208 s.: hasta.

6. TND329-D. "5W Cep Telefonu CCCV AC-DC Adaptörü"/ http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/TND329-D.PDF.

7. TND371-D. "ENERGY STAR için Tasarlanan Çevrimdışı LED Sürücü"/ http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/TND371-D.PDF.

Fiş teknik Bilgiler, numune siparişi, teslimat - e-posta:

NCP4589 - LDO Düzenleyici
otomatik enerji tasarrufu ile

NCP4589 - yeni 300mA CMOS LDO regülatörü AÇIK Yarı İletken. NCP4589, düşük akım yükünde düşük akım moduna geçer ve çıkış yükü 3 mA'yı geçer geçmez otomatik olarak "hızlı" moda geri döner.

NCP4589 kalıcı moda alınabilir hızlı iş zorunlu mod seçimi ile (özel girişle kontrol).

NCP4589'un Temel Özellikleri:

  • Giriş voltajlarının çalışma aralığı: 1.4 ... 5.25V
  • Çıkış voltajı aralığı: 0,8…4,0V (0,1V artışlarla)
  • Üç modda giriş akımı:

      • Düşük Güç Modu - V OUT'da 1.0µA< 1,85 В

      Hızlı Mod - 55µA

      Güç tasarrufu modu - 0.1 uA

  • Minimum voltaj düşüşü: 230mV I OUT = 300mA, V OUT = 2.8V
  • Yüksek voltaj dalgalanma reddi: 1kHz'de 70dB (hızlı modda).

NCP4620 Geniş Menzilli LDO Regülatörü

NCP4620 - Bu, 150mA için bir CMOS LDO regülatörüdür. AÇIK Yarı İletken 2,6 ila 10 V giriş voltajı aralığı ile. Cihaz, ±80 ppm/°C'lik düşük sıcaklık katsayısı ile yüksek çıkış doğruluğuna - yaklaşık %1 - sahiptir.

NCP4620, aşırı ısınma korumasına ve bir Etkinleştirme girişine sahiptir ve standart bir çıkış ve bir Otomatik Deşarj çıkışı ile mevcuttur.

NCP4620'nin Temel Özellikleri:

  • Çalışma giriş voltajı aralığı 2,6 ila 10V (maks. 12V)
  • 1.2 ila 6.0V (100mV adımlarla) çıkış sabit voltaj aralığı
  • Doğrudan minimum voltaj düşüşü - 165mV (100mA'da)
  • Güç kaynağı dalgalanma bastırma - 70dB
  • 165 °C'ye kadar aşırı ısındığında çipin kapanması