Самодельный драйвер для светодиодов от сети 220В. Схемы лед драйверов

Драйвер для светодиодов своими руками: простые схемы с описанием

Для применения светодиодов в качестве источников освещения обычно требуется специализированный драйвер. Но бывает так, что нужного драйвера под рукой нет, а требуется организовать подсветку, например, в автомобиле, или протестировать светодиод на яркость свечения. В этом случае можно сделать драйвер для светодиодов своими руками.

Как сделать драйвер для светодиодов

В приведенных ниже схемах используются самые распространенные элементы, которые можно приобрести в любом радиомагазине. При сборке не требуется специальное оборудование, - все необходимые инструменты находятся в широком доступе. Несмотря на это, при аккуратном подходе устройства работают достаточно долго и не сильно уступают коммерческим образцам.

Необходимые материалы и инструменты

Для того, чтобы собрать самодельный драйвер, потребуются:

• Паяльник мощностью 25-40 Вт. Можно использовать и большей мощности, но при этом возрастает опасность перегрева элементов и выхода их из строя. Лучше всего использовать паяльник с керамическим нагревателем и необгораемым жалом, т.к. обычное медное жало довольно быстро окисляется, и его приходится чистить.
• Флюс для пайки (канифоль, глицерин, ФКЭТ, и т.д.). Желательно использовать именно нейтральный флюс, - в отличие от активных флюсов (ортофосфорная и соляная кислоты, хлористый цинк и др.), он со временем не окисляет контакты и менее токсичен. Вне зависимости от используемого флюса после сборки устройства его лучше отмыть с помощью спирта. Для активных флюсов эта процедура является обязательной, для нейтральных - в меньшей степени.
• Припой. Наиболее распространенным является легкоплавкий оловянно-свинцовый припой ПОС-61. Бессвинцовые припои менее вредны при вдыхании паров во время пайки, но обладают более высокой температурой плавления при меньшей текучести и склонностью к деградации шва со временем.
• Небольшие плоскогубцы для сгибания выводов.
• Кусачки или бокорезы для обкусывания длинных концов выводов и проводов.
• Монтажные провода в изоляции. Лучше всего подойдут многожильные медные провода сечением от 0.35 до 1 мм2.
• Мультиметр для контроля напряжения в узловых точках.
• Изолента или термоусадочная трубка.
• Небольшая макетная плата из стеклотекстолита. Достаточно будет платы размерами 60х40 мм.

Макетная плата из текстолита для быстрого монтажа

Схема простого драйвера для светодиода 1 Вт

Одна из самых простых схем для питания мощного светодиода представлена на рисунке ниже:

Как видно, помимо светодиода в нее входят всего 4 элемента: 2 транзистора и 2 резистора.

В роли регулятора тока, проходящего через led, здесь выступает мощный полевой n-канальный транзистор VT2. Резистор R2 определяет максимальный ток, проходящий через светодиод, а также работает в качестве датчика тока для транзистора VT1 в цепи обратной связи.

Чем больший ток проходит через VT2, тем большее напряжение падает на R2, соответственно VT1 открывается и понижает напряжение на затворе VT2, тем самым уменьшая ток светодиода. Таким образом достигается стабилизация выходного тока.

Питание схемы осуществляется от источника постоянного напряжения 9 - 12 В, ток не менее 500 мА. Входное напряжение должно быть минимум на 1-2 В больше падения напряжения на светодиоде.

Резистор R2 должен рассеивать мощность 1-2 Вт, в зависимости от требуемого тока и питающего напряжения. Транзистор VT2 – n-канальный, рассчитанный на ток не менее 500 мА: IRF530, IRFZ48, IRFZ44N. VT1 – любой маломощный биполярный npn: 2N3904, 2N5088, 2N2222, BC547 и т.д. R1 – мощностью 0.125 - 0.25 Вт сопротивлением 100 кОм.

Ввиду малого количества элементов, сборку можно производить навесным монтажом:

Еще одна простая схема драйвера на основе линейного управляемого стабилизатора напряжения LM317:

Здесь входное напряжение может быть до 35 В. Сопротивление резистора можно рассчитать по формуле:

где I – сила тока в амперах.

В этой схеме на LM317 будет рассеиваться значительная мощность при большой разнице между питающим напряжением и падением на светодиоде. Поэтому ее придется разместить на небольшом радиаторе. Резистор также должен быть рассчитан на мощность не менее 2 Вт.

Более наглядно эта схема рассмотрена в следующем видео:

Здесь показано, как подключить мощный светодиод, используя аккумуляторы напряжением около 8 В. При падении напряжения на LED около 6 В разница получается небольшая, и микросхема нагревается несильно, поэтому можно обойтись и без радиатора.

Обратите внимание, что при большой разнице между напряжением питания и падением на LED необходимо ставить микросхему на теплоотвод.

Схема мощного драйвера с входом ШИМ

Ниже показана схема для питания мощных светодиодов:

Драйвер построен на сдвоенном компараторе LM393. Сама схема представляет собой buck-converter, то есть импульсный понижающий преобразователь напряжения.

Особенности драйвера

• Напряжение питания: 5 - 24 В, постоянное;
• Выходной ток: до 1 А, регулируемый;
• Выходная мощность: до 18 Вт;
• Защита от КЗ по выходу;
• Возможность управления яркостью при помощи внешнего ШИМ сигнала (интересно будет почитать, как регулировать яркость светодиодной ленты через диммер).

Принцип действия

Резистор R1 с диодом D1 образуют источник опорного напряжения около 0.7 В, которое дополнительно регулируется переменным резистором VR1. Резисторы R10 и R11 служат датчиками тока для компаратора. Как только напряжение на них превысит опорное, компаратор закроется, закрывая таким образом пару транзисторов Q1 и Q2, а те, в свою очередь, закроют транзистор Q3. Однако индуктор L1 в этот момент стремится возобновить прохождение тока, поэтому ток будет протекать до тех пор, пока напряжение на R10 и R11 не станет меньше опорного, и компаратор снова не откроет транзистор Q3.

Пара Q1 и Q2 выступает в качестве буфера между выходом компаратора и затвором Q3. Это защищает схему от ложных срабатываний из-за наводок на затворе Q3, и стабилизирует ее работу.

Вторая часть компаратора (IC1 2/2) используется для дополнительной регулировки яркости при помощи ШИМ. Для этого управляющий сигнал подается на вход PWM: при подаче логических уровней ТТЛ (+5 и 0 В) схема будет открывать и закрывать Q3. Максимальная частота сигнала на входе PWM - порядка 2 КГц. Также этот вход можно использовать для включения и отключения устройства при помощи пульта ДУ.

D3 представляет собой диод Шоттки, рассчитанный на ток до 1 А. Если не удастся найти именно диод Шоттки, можно использовать импульсный диод, например FR107, но выходная мощность тогда несколько снизится.

Максимальный ток на выходе настраивается подбором R2 и включением или исключением R11. Так можно получить следующие значения:

• 350 мА (LED мощностью 1 Вт): R2=10K, R11 отключен,
• 700 мА (3 Вт): R2=10K, R11 подключен, номинал 1 Ом,
• 1А (5Вт): R2=2,7K, R11 подключен, номинал 1 Ом.

В более узких пределах регулировка производится переменным резистором и ШИМ – сигналом.

Сборка и настройка драйвера

Монтаж компонентов драйвера производится на макетной плате. Сначала устанавливается микросхема LM393, затем самые маленькие компоненты: конденсаторы, резисторы, диоды. Потом ставятся транзисторы, и в последнюю очередь переменный резистор.

Размещать элементы на плате лучше таким образом, чтобы минимизировать расстояние между соединяемыми выводами и использовать как можно меньше проводов в качестве перемычек.

При соединении важно соблюдать полярность подключения диодов и распиновку транзисторов, которую можно найти в техническом описании на эти компоненты. Также диоды можно проверить с помощью мультиметра в режиме измерения сопротивления: в прямом направлении прибор покажет значение порядка 500-600 Ом.

Для питания схемы можно использовать внешний источник постоянного напряжения 5-24 В или аккумуляторы. У батареек 6F22 («крона») и других слишком маленькая емкость, поэтому их применение нецелесообразно при использовании мощных LED.

После сборки нужно подстроить выходной ток. Для этого на выход припаиваются светодиоды, а движок VR1 устанавливается в крайнее нижнее по схеме положение (проверяется мультиметром в режиме «прозвонки»). Далее на вход подаем питающее напряжение, и вращением ручки VR1 добиваемся требуемой яркости свечения.

Список элементов:

Заключение

Первые две из рассмотренных схем очень просты в изготовлении, но они не обеспечивают защиты от короткого замыкания и обладают довольно низким КПД. Для долговременного использования рекомендуется третья схема на LM393, поскольку она лишена этих недостатков и обладает более широкими возможностями по регулировке выходной мощности.

ledno.ru

Схема драйвера светодиодов 220В

Преимущества светодиодных лап рассматривались неоднократно. Обилие положительных отзывов пользователей светодиодного освещения волей-неволей заставляет задуматься о собственных лампочках Ильича. Все было бы неплохо, но когда дело доходит до калькуляции переоснащения квартиры на светодиодное освещения, цифры немного «напрягают».

Для замены обыкновенной лампы на 75Вт идёт светодиодная лампочка на 15Вт, а таких ламп надо поменять десяток. При средней стоимости около 10 долларов за лампу бюджет выходит приличный, да и еще нельзя исключить риск приобретения китайского «клона» с жизненным циклом 2-3 года. В свете этого многие рассматривают возможность самостоятельного изготовления этих девайсов.

Теория питания светодиодных ламп от 220В

Самый бюджетный вариант можно собирать своими руками из вот таких светодиодов. Десяток таких малюток стоит меньше доллара, а по яркости соответствует лампе накаливания на 75Вт. Собрать всё воедино не проблема, вот только напрямую в сеть их не подключишь – сгорят. Сердцем любой светодиодной лампы является драйвер питания. От него зависит, насколько долго и хорошо будет светить лампочка.

Что бы собрать светодиодную лампу своими руками на 220 вольт, разберёмся в схеме драйвера питания.

Параметры сети значительно превышают потребности светодиода. Что бы светодиод смог работать от сети требуется уменьшить амплитуду напряжения, силу тока и преобразовать переменное напряжение сети в постоянное.

Для этих целей используют делитель напряжения с резисторной либо ёмкостной нагрузкой и стабилизаторы.

Компоненты диодного светильника

Схема светодиодной лампы на 220 вольт потребует минимальное количество доступных компонентов.

• Светодиоды 3,3В 1Вт – 12 шт.;
• керамический конденсатор 0,27мкФ 400-500В – 1 шт.;
• резистор 500кОм - 1Мом 0,5 - 1Вт – 1 ш.т;
• диод на 100В – 4 шт.;
• электролитические конденсаторы на 330мкФ и 100мкФ 16В по 1 шт.;
• стабилизатор напряжения на 12В L7812 или аналогичный – 1шт.

Изготовление драйвера светодиодов на 220В своими руками

Схема лед драйвера на 220 вольт представляет собой не что иное, как импульсный блок питания.

В качестве самодельного светодиодного драйвера от сети 220В рассмотрим простейший импульсный блок питания без гальванической развязки. Основное преимущество таких схем – простота и надёжность. Но будьте осторожны при сборке, поскольку у такой схемы нет ограничения по отдаваемому току. Светодиоды будут отбирать свои положенные полтора ампера, но если вы коснётесь оголённых проводов рукой, ток достигнет десятка ампер, а такой удар тока очень ощутимый.

Схема простейшего драйвера для светодиодов на 220В состоит их трёх основных каскадов:

• Делитель напряжения на ёмкостном сопротивлении;
• диодный мост;
• каскад стабилизации напряжения.

Первый каскад – ёмкостное сопротивление на конденсаторе С1 с резистором. Резистор необходим для саморазрядки конденсатора и на работу самой схемы не влияет. Его номинал не особо критичен и может быть от 100кОм до 1Мом с мощностью 0,5-1 Вт. Конденсатор обязательно не электролитический на 400-500В (эффективное амплитудное напряжение сети).

При прохождении полуволны напряжения через конденсатор, он пропускает ток, пока не произойдет заряд обкладок. Чем меньше его ёмкость, тем быстрее происходит полная зарядка. При ёмкости 0,3-0,4мкФ время зарядки составляет 1/10 периода полуволны сетевого напряжения. Говоря простым языком, через конденсатор пройдет лишь десятая часть поступающего напряжения.

Второй каскад – диодный мост. Он преобразует переменное напряжение в постоянное. После отсечения большей части полуволны напряжения конденсатором, на выходе диодного моста получаем около 20-24В постоянного тока.

Третий каскад – сглаживающий стабилизирующий фильтр.

Конденсатор с диодным мостом выполняют функцию делителя напряжения. При изменении вольтажа в сети, на выходе диодного моста амплитуда так же будет меняться.

Что бы сгладить пульсацию напряжения параллельно цепи подключаем электролитический конденсатор. Его ёмкость зависит от мощности нашей нагрузки.

В схеме драйвера питающее напряжение для светодиодов не должно превышать 12В. В качестве стабилизатора можно использовать распространённый элемент L7812.

Собранная схема светодиодной лампы на 220 вольт начинает работать сразу, но перед включением в сеть тщательно изолируйте все оголённые провода и места пайки элементов схемы.

Вариант драйвера без стабилизатора тока

В сети существует огромное количество схем драйверов для светодиодов от сети 220В, которые не имеют стабилизаторов тока.

Проблема любого безтрансформаторного драйвера – пульсация выходного напряжения, следовательно, и яркости светодиодов. Конденсатор, установленный после диодного моста, частично справляется с этой проблемой, но решает её не полностью.

На диодах будет присутствовать пульсация с амплитудой 2-3В. Когда мы устанавливаем в схему стабилизатор на 12В, даже с учётом пульсации амплитуда входящего напряжения будет выше диапазона отсечения.

Диаграмма напряжения в схеме без стабилизатора

Диаграмма в схеме со стабилизатором

Поэтому драйвер для диодных ламп, даже собранный своими руками, по уровню пульсации не будет уступать аналогичным узлам дорогих ламп фабричного производства.

Как видите, собрать драйвер своими руками не представляет особой сложности. Изменяя параметры элементов схемы, мы можем в широких пределах варьировать значения выходного сигнала.

Если у вас возникнет желание на основе такой схемы собрать схему светодиодного прожектора на 220 вольт, лучше переделать выходной каскад под напряжение 24В с соответствующим стабилизатором, поскольку выходной ток у L7812 1,2А, это ограничивает мощность нагрузки в 10Вт. Для более мощных источников освещения требуется либо увеличить количество выходных каскадов, либо использовать более мощный стабилизатор с выходным током до 5А и устанавливать его на радиатор.

svetodiodinfo.ru

Как выбрать светодиодный драйвер, led driver

Самым оптимальным способом подключения к 220В, 12В является использование стабилизатора тока, светодиодного драйвера. На языке предполагаемого противника пишется «led driver». Добавив к этому запросу желаемую мощность, вы легко найдёте на Aliexpress или Ebay подходящий товар.

• 1. Особенности китайских
• 2. Срок службы
• 3. ЛЕД драйвер на 220В
• 4. RGB драйвер на 220В
• 5. Модуль для сборки
• 6. Драйвер для светодиодных светильников
• 7. Блок питания для led ленты
• 8. Led драйвер своими руками
• 9. Низковольтные
• 10. Регулировка яркости

Особенности китайских

Многие любят покупать на самом большом китайском базаре Aliexpress. цены и ассортимент радуют. LED driver чаще всего выбирают из-за низкой стоимости и хороших характеристик.

Но с повышением курса доллара покупать у китайцев стало невыгодно, стоимость сравнялась с Российской, при этом отсутствует гарантия и возможность обмена. Для дешевой электроники характеристики бывают всегда завышены. Например, если указана мощность в 50 ватт, в лучшем случае то это максимальная кратковременная мощность, а не постоянная. Номинальная будет 35W - 40W.

К тому же сильно экономят на начинке, чтобы снизить цену. Кое где не хватает элементов, которые обеспечивают стабильную работу. Применяются самые дешевые комплектующие, с коротким сроком службы и невысокого качества, поэтому процент брака относительно высокий. Как правило, комплектующие работают на пределе своих параметров, без какого либо запаса.

Если производитель не указан, то ему не надо отвечать за качество и отзыв про его товар не напишут. А один и тот же товар выпускают несколько заводов в разной комплектации. Для хороших изделий должен быть указан бренд, значит он не боится отвечать за качество своей продукции.

Одним из лучших является бренд MeanWell, который дорожит качеством своих изделий и не выпускает барахло.

Срок службы

Как у любого электронного устройства у светодиодного драйвера есть срок службы, который зависит от условий эксплуатации. Фирменные современные светодиоды уже работают до 50-100 тысяч часов, поэтому питание выходит из строя раньше.

Классификация:

1. ширпотреб до 20.000ч.;
2. среднее качество до 50.000ч.;
3. до 70.000ч. источник питания на качественных японских комплектующих.

Этот показатель важен при расчёте окупаемости на долгосрочную перспективу. Для бытового пользования хватает ширпотреба. Хотя скупой платит дважды, и в светодиодных прожекторах и светильниках это отлично работает.

ЛЕД драйвер на 220В

Современные светодиодные драйвера конструктивно выполняются на ШИМ контроллере, который очень хорошо может стабилизировать ток.

Основные параметры:

1. номинальная мощность;
2. рабочий ток;
3. количество подключаемых светодиодов;
4. коэффициент мощности;
5. КПД стабилизатора.

Корпуса для уличного использования выполняются из металла или ударопрочного пластика. При изготовлении корпуса из алюминия он может выступать в качестве системы охлаждения для электронной начинки. Особенно это актуально при заполнении корпуса компаундом.

На маркировке часто указывают, сколько светодиодов можно подключить и какой мощности. Это значение может быть не только фиксированным, но и в виде диапазона. Например, возможно подключение светодиодов 12 220 от 4 до 7 штук по 1W. Это зависит от конструкции электрической схемы светодиодного драйвера.

RGB драйвер на 220В

Трёхцветные светодиоды RGB отличаются от одноцветных тем, что содержат в одном корпусе кристаллы разных цветов красный, синий, зелёный. Для управления ими каждый цвет необходимо зажигать отдельно. У диодных лент для этого используется RGB контроллер и блок питания.

Если для RGB светодиода указана мощность 50W, то это общая на всё 3 цвета. Чтобы узнать примерную нагрузку на каждый канал, делим 50W на 3, получим около 17W.

Кроме мощных led driver есть и на 1W, 3W, 5W, 10W.

Пульты дистанционного управления (ДУ) бывают 2 типов. С инфракрасным управлением, как у телевизора. С управлением по радиоканалу, ДУ не надо направлять на приёмник сигнала.

Модуль для сборки

Если вас интересует лед driver для сборки своими руками светодиодного прожектора или светильника, то можно использовать led driver без корпуса.

Если у вас уже есть стабилизатор тока для светодиодов, который не подходит по силе тока, то её можно увеличить или уменьшить. Найдите на плате микросхему ШИМ контроллера, от которого зависят характеристики led драйвера. На ней указана маркировка, по которой необходимо найти спецификации на неё. В документации будет указана типовая схема включения. Обычно ток на выходе задаётся одним или несколькими резисторами, подключенными к ножкам микросхемы. Если изменить номинал резисторов или поставить переменное сопротивление согласно информации из спецификаций, то можно будет изменить ток. Только нельзя превышать начальную мощность, иначе может выйти из строя.

Драйвер для светодиодных светильников

К питанию уличной светотехники предъявляются немного другие требования. При проектировании уличного освещения учитывается, то LED driver будет работать в условиях от -40° до +40° в сухом и влажном воздухе.

Коэффициент пульсаций для светильников может быть выше, чем при использовании внутри помещения. Для уличного освещения этот показатель становится не важным.

При эксплуатации на улице требуется полная герметичность блока питания. Существует несколько способов защиты от попадания влаги:

1. заливка всей платы герметиком или компаундом;
2. сборка блока с использованием силиконовых уплотнителей;
3. размещение платы светодиодного драйвера в одном объёме со светодиодами.

Максимальный уровень защиты это IP68, обозначается как «Waterproof LED Driver» или «waterproof electronic led driver». У китайцев это не гарантия водонепроницаемости.

По моей практике заявленный уровень защиты от влаги и пыли не всегда соответствует реальному. В некоторых местах может не хватать уплотнителей. Обратите внимание на ввод и вывод кабеля из корпуса, попадаются образцы с отверстием, которое не закрыто герметиком или другим способом. Вода по кабелю сможет затекать в корпус и затем в нём испаряться. Это приведет к возникновению коррозии на плате и открытых частях проводов. Это многократно сократит срок службы прожектора или светильника.

Блок питания для led ленты

LED лента работает по другому принципу, для неё требуется стабилизированное напряжение. Токозадающий резистор установлен на самой ленте. Это облегчает процесс подключения, подсоединить можно отрезок любой длины начиная от 3см до 100м.

Поэтому питание для светодиодной ленты можно сделать из любого блока питания на 12в от бытовой электроники.

Основные параметры:

1. количество вольт на выходе;
2. номинальная мощность;
3. степень защиты от влаги и пыли
4. коэффициент мощности.

Led драйвер своими руками

Простейший драйвер своими руками можно изготовить за 30 минут, даже если вы не знаете основы электроники. В качестве источника напряжения можно использовать блок питания от бытовой электроники с напряжением от 12В до 37В. Особенно подходит блок питания от ноутбука, у которого 18 – 19В и мощность от 50W до 90W.

Потребуется минимум деталей, все они изображены на картинке. Радиатор для охлаждения мощного светодиода можно позаимствовать из компьютера. Наверняка где-нибудь дома в кладовке у вас пылятся старые запчасти от системного блока. Лучше всего подойдёт от процессора.

Ччто бы узнать номинал требуемого сопротивления, используйте калькулятор расчёта стабилизатора тока для LM317.

Прежде чем делать led driver 50W своими руками, стоит немного поискать, например есть в каждой диодной лампе. Если у вас есть неисправная лампочка, у которой неисправность в диодах, то можно использовать driver из неё.

Низковольтные

Подробно разберем виды низковольтных лед драйверов работающих от напряжения до 40 вольт. Наши китайские братья по разуму предлагают множество вариантов. На базе ШИМ контроллеров производятся стабилизаторы напряжения и стабилизаторы тока. Основное отличие, у модуля с возможностью стабилизации тока на плате находится 2-3 синих регулятора, в виде переменных резисторов.

В качестве технических характеристик всего модуля указывают параметры ШИМ микросхемы, на которой он собран. Например устаревший но популярный LM2596 по спецификациям держит до 3 Ампер. Но без радиатора он выдержит только 1 Ампер.

Более современный вариант с улучшенным КПД это ШИМ контроллер XL4015 рассчитанный на 5А. С миниатюрной системой охлаждения может работать до 2,5А.

Если у вас очень мощные сверхяркие светодиоды, то вам нужен led драйвер для светодиодных светильников. Два радиатора охлаждают диод Шотки и микросхему XL4015. В такой конфигурации она способна работать до 5А с напряжением до 35В. Желательно чтобы он не работал в предельных режимах, это значительно повысить его надежность и срок эксплуатации.

Если у вас небольшой светильник или карманный прожектор, то вам подойдет миниатюрный стабилизатор напряжения, с током до 1,5А. Входное напряжение от 5 до 23В, выход до 17В.

Регулировка яркости

Для регулирования яркости светодиода можно использовать компактные светодиодный диммеры, которые появились недавно. Если его мощности будет недостаточно, то можно поставить диммер побольше. Обычно они работают в двух диапазонах на 12В и 24В.

Управлять можно с помощью инфракрасного или радиопульта дистанционного управления (ДУ). Они стоят от 100руб за простую модель и от 200руб модель с пультом ДУ. В основном такие пульты используют для диодных лент на 12В. Но его с лёгкостью можно поставить к низковольтному драйверу.

Диммирование может быть аналоговым в виде крутящейся ручки и цифровым в виде кнопок.

led-obzor.ru

LED ДРАЙВЕР

Мы рассмотрим действительно простой и недорогой мощный светодиодный драйвер. Схема представляет собой источник постоянного тока, что означает, что он сохраняет яркость LED постоянной независимо от того, какое питание вы используете. Ели при ограничении тока небольших сверхярких светодиодов достаточно резистора, то для мощностей свыше 1-го ватта нужна специальная схема. В общем так питать светодиод лучше, чем с помощью резистора. Предлагаемый led драйвер идеально подходит особенно для мощных светодиодов, и может быть использован для любого их числа и конфигурации, с любым типом питания. В качестве тестового проекта, мы взяли LED элемент на 1 ватт. Вы можете легко изменить элементы драйвера на использование с более мощными светодиодами, на различные типы питания - БП, аккумуляторы и др.

Технические характеристики led драйвера:

Входное напряжение: 2В до 18В - выходное напряжение: на 0,5 меньше, чем входное напряжение (0.5V падение на полевом транзисторе) - ток: 20 ампер

Детали на схеме:

R2: приблизительно в 100-омный резистор

R3: подбирается резистор

Q2: маленький NPN-транзистор (2N5088BU)

Q1: большой N-канальный транзистор (FQP50N06L)

LED: Luxeon 1-ватт LXHL-MWEC

Другие элементы драйвера:

В качестве источника питания использован трансформатор-адаптер, вы можете использовать батареи. Для питания одного светодиода 4 - 6 вольт достаточно. Вот почему эта схема удобна, что вы можете использовать широкий спектр источников питания, и он всегда будет светить одинаково. Радиатор не требуется, так как идёт около 200 мА тока. Если планируется больше тока, вы должны установить LED элемент и транзистор Q1 на радиатор.

Выбор сопротивления R3

Ток LED устанавливается с помощью R3, он приблизительно равен: 0.5 / R3

Мощность рассеиваемая на резисторе приблизительно: 0.25 / R3

В данном случае установлен ток 225 мА с помощью R3 на 2,2 Ом. R3 имеет мощность 0,1 Вт, таким образом, стандартный 0,25 Вт резистор подходит отлично. Транзистор Q1 будет работать до 18 В. Если вы хотите больше, нужно изменить модель. Без радиаторов, FQP50N06L может рассеивать только около 0,5 Вт - этого достаточно для 200 мА тока при 3-х вольтовой разнице между источником питания и светодиодом.

Функции транзисторов на схеме:

Q1 используется в качестве переменного резистора.- Q2 используется в качестве токового датчика, а R3-это установочный резистор, который приводит к закрыванию Q2, когда течет повышенный ток. Транзистор создаёт обратную связь, которая непрерывно отслеживает текущие параметры тока и держит его точно в заданном значении.

Эта схема настолько проста, что нет смысла собирать её на печатной плате. Просто подключите выводы деталей навесным монтажом.

Форум по питанию различных светодиодов

elwo.ru

Драйверы для светодиодных лампочек.

Небольшая лабораторка на тему «какой драйвер лучше?» Электронный или на конденсаторах в роли балласта? Думаю, что у каждого есть своя ниша. Постараюсь рассмотреть все плюсы и минусы и тех и других схем. Напомню формулу расчёта балластных драйверов. Может кому интересно? Свой обзор построю по простому принципу. Сначала рассмотрю драйверы на конденсаторах в роли балласта. Затем посмотрю на их электронных собратьев. Ну а в конце сравнительный вывод. А теперь перейдём к делу. Берём стандартную китайскую лампочку. Вот её схема (немного усовершенствованная). Почему усовершенствованная? Эта схема подойдёт к любой дешёвой китайской лампочке. Отличие будет только в номиналах радиодеталей и отсутствии некоторых сопротивлений (в целях экономии).
Бывают лампочки с отсутствующим С2 (очень редко, но бывает). В таких лампочках коэффициент пульсаций 100%. Очень редко ставят R4. Хотя сопротивление R4 просто необходимо. Оно будет вместо предохранителя, а также смягчит пусковой ток. Если в схеме отсутствует, лучше поставить. Ток через светодиоды определяет номинал ёмкости С1. В зависимости от того, какой ток мы хотим пропустить через светодиоды (для самодельщиков), можно рассчитать его ёмкость по формуле (1).
Эту формулу я писАл много раз. Повторюсь. Формула (2) позволяет сделать обратное. С её помощью можно посчитать ток через светодиоды, а затем и мощность лампочки, не имея Ваттметра. Для расчётов мощности нам ещё необходимо знать падение напряжения на светодиодах. Можно вольтметром измерить, можно просто посчитать (без вольтметра). Вычисляется просто. Светодиод ведёт себя в схеме как стабилитрон с напряжением стабилизации около 3В (есть исключения, но очень редкие). При последовательном подключении светодиодов падение напряжения на них равно количеству светодиодов, умноженному на 3В (если 5 светодиодов, то 15В, если 10 - 30В и т.д.). Всё просто. Бывает, что схемы собраны из светодиодов в несколько параллелей. Тогда надо будет учитывать количество светодиодов только в одной параллели. Допустим, мы хотим сделать лампочку на десяти светодиодах 5730smd. По паспортным данным максимальный ток 150мА. Рассчитаем лампочку на 100мА. Будет запас по мощности. По формуле (1) получаем: С=3,18*100/(220-30)=1,67мкФ. Такой ёмкости промышленность не выпускает, даже китайская. Берём ближайшую удобную (у нас 1,5мкФ) и пересчитываем ток по формуле (2). (220-30)*1,5/3,18=90мА. 90мА*30В=2,7Вт. Это и есть расчетная мощность лампочки. Всё просто. В жизни конечно будет отличаться, но не намного. Всё зависит от реального напряжения в сети (это первый минус драйвера), от точной ёмкости балласта, реального падения напряжения на светодиодах и т.д. При помощи формулы (2) вы можете рассчитать мощность уже купленных лампочек (уже упоминал). Падением напряжения на R2 и R4 можно пренебречь, оно незначительно. Можно подключить последовательно достаточно много светодиодов, но общее падение напряжения не должно превышать половины напряжения сети (110В). При превышении этого напряжения лампочка болезненно реагирует на все изменения напряжения. Чем больше превышает, тем болезненнее реагирует (это дружеский совет). Тем более, за этими пределами формула работает неточно. Точно уже не рассчитать. Вот появился очень большой плюс у этих драйверов. Мощность лампочки можно подгонять под нужный результат подбором ёмкости С1 (как самодельных, так и уже купленных). Но тут же появился и второй минус. Схема не имеет гальванической развязки с сетью. Если ткнуть в любое место включенной лампочки отвёрткой-индикатором, она покажет наличие фазы. Трогать руками (включенную в сеть лампочку) категорически запрещено. Такой драйвер имеет практически 100%-ный КПД. Потери только на диодах и двух сопротивлениях. Его можно изготовить в течение получаса (по-быстрому). Даже плату травить необязательно. Конденсаторы заказывал эти:aliexpress.com/snapshot/310648391.html aliexpress.com/snapshot/310648393.html Диоды вот эти:aliexpress.com/snapshot/6008595825.html

Но у этих схем есть ещё один серьёзный недостаток. Это пульсации. Пульсации частотой 100Гц, результат выпрямления сетевого напряжения.
У различных лампочек форма незначительно будет отличаться. Всё зависит от величины фильтрующей ёмкости С2. Чем больше ёмкость, тем меньше горбы, тем меньше пульсации. Необходимо смотреть ГОСТ Р 54945-2012. А там чёрным по белому написано, что пульсации частотой до 300Гц вредны для здоровья. Там же формула для расчёта (приложение Г). Но это не всё. Необходимо смотреть Санитарные нормы СНиП 23-05-95 «ЕСТЕСТВЕННОЕ И ИСКУССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ». В зависимости от предназначения помещения максимально допустимые пульсации от 10 до 20%. В жизни ничего просто так не бывает. Результат простоты и дешевизны лампочек налицо. Пора переходить к электронным драйверам. Здесь тоже не всё так безоблачно. Вот такой драйвер я заказывал. Это ссылка именно на него в начале обзора.
Почему заказал именно такой? Объясню. Хотел сам «колхозить» светильники на 1-3Вт-ных светодиодах. Подбирал по цене и характеристикам. Меня устроил бы драйвер на 3-4 светодиода с током до 700мА. Драйвер должен иметь в своём составе ключевой транзистор, что позволит разгрузить микросхему управления драйвером. Для уменьшения ВЧ пульсаций по выходу должен стоять конденсатор. Первый минус. Стоимость подобных драйверов (US $13.75 /10 штук) отличается в бОльшую сторону от балластных. Но тут же плюс. Токи стабилизации подобных драйверов 300мА, 600мА и выше. Балластным драйверам такое и не снилось (более 200мА не рекомендую). Посмотрим на характеристики от продавца: ac85-265v" that everyday household appliances." load after 10-15v; can drive 3-4 3w led lamp beads series 600maА вот диапазон выходных напряжений маловат (тоже минус). Максимум, можно подцепить последовательно пять светодиодов. Параллельно можно подцеплять сколько угодно. Светодиодная мощность считается по формуле: Ток драйвера умножить на падение напряжения на светодиодах [количество светодиодов (от трёх до пяти) и умножить на падение напряжения на светодиоде (около 3В)]. Ещё один большой недостаток этих драйверов – большие ВЧ помехи. Некоторые экземпляры слышит не только ФМ радио, но и пропадает приём цифровых каналов ТВ при их работе. Частота преобразования составляет несколько десятков кГц. А вот защиты, как правило, никакой (от помех).
Под трансформатором что-то типа «экрана». Должно уменьшить помехи. Именно Этот драйвер почти не фонит. Почему они фонят, становится ясно, если посмотреть на осциллограмму напряжения на светодиодах. Без конденсаторов ёлочка куда серьёзнее!
На выходе драйвера должен стоять не только электролит, но и керамика для подавления ВЧ помех. Высказал своё мнение. Обычно стоит либо то либо другое. Бывает, что ничего не стоит. Это бывает в дешёвых лампочках. Драйвер спрятан внутри, предъявить претензию будет сложно. Посмотрим схему. Но предупрежу, она ознакомительная. Нанёс только основные элементы, которые необходимы нам для творчества (для понимания «что к чему»).

Погрешность в расчётах присутствует. Кстати, на мелких мощностях приборчик тоже подвирает. А теперь посчитаем пульсации (теория в начале обзора). Посмотрим, что же видит наш глаз. К осциллографу подключаю фотодиод. Два снимка объединил в один для удобства восприятия. Слева лампочка выключена. Справа – лампочка включена. Смотрим ГОСТ Р 54945-2012. А там чёрным по белому написано, что пульсации частотой до 300Гц вредны для здоровья. А у нас около 100Гц. Для глаз вредно.
У меня получилось 20%. Необходимо смотреть Санитарные нормы СНиП 23-05-95 «ЕСТЕСТВЕННОЕ И ИСКУССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ». Использовать можно, но не в спальне. А у меня коридор. Можно СНиП и не смотреть. А теперь посмотрим другой вариант подключения светодиодов. Это схема подключения к электронному драйверу.
Итого 3 параллели по 4 светодиода. Вот, что показывает Ваттметр. 7,1Вт активной мощности.
Посмотрим, сколько доходит до светодиодов. Подключил к выходу драйвера амперметр и вольтметр.
Посчитаем чисто светодиодную мощность. Р=0,49А*12,1В=5,93Вт. Всё, что не хватает, взял на себя драйвер. Теперь посмотрим, что же видит наш глаз. Слева лампочка выключена. Справа – лампочка включена. Частота повторения импульсов около 100кГц. Смотрим ГОСТ Р 54945-2012. А там чёрным по белому написано, что вредны для здоровья только пульсации частотой до 300Гц. А у нас около 100кГц. Для глаз безвредно.

Всё рассмотрел, всё измерил. Теперь выделю плюсы и минусы этих схем:Минусы лампочек с конденсатором в роли балласта по сравнению с электронными драйверами. -Во время работы КАТЕГОРИЧЕСКИ нельзя касаться элементов схемы, они под фазой. -Невозможно достичь высоких токов свечения светодиодов, т.к. при этом необходимы конденсаторы больших размеров. А увеличение ёмкости приводит к большим пусковым токам, портящим выключатели. -Большие пульсации светового потока частотой 100Гц, требуют больших фильтрующих ёмкостей на выходе.Плюсы лампочек с конденсатором в роли балласта по сравнению с электронными драйверами. +Схема очень проста, не требует особых навыков при изготовлении. +Диапазон выходных напряжений просто фантастический. Один и тот же драйвер будет работать и с одним и с сорока последовательно соединёнными светодиодами. У электронных драйверов выходные напряжения имеют намного более узкий диапазон. +Низкая стоимость подобных драйверов, которая складывается буквально из стоимости двух конденсаторов и диодного моста. +Можно изготовить и самому. Большинство деталей можно найти в любом сарае или гараже (старые телевизоры и т.д.). +Можно регулировать ток через светодиоды подбором ёмкости балласта. +Незаменимы как начальный светодиодный опыт, как первый шаг в освоении светодиодного освещения. Есть ещё одно качество, которое можно отнести как к плюсам, так и к минусам. При использовании подобных схем с выключателями с подсветкой, светодиоды лампочки подсвечиваются. Лично для меня это скорее плюс, чем минус. Использую повсеместно как дежурное (ночное) освещение. Умышленно не пишу, какие драйверы лучше, у каждого есть своя ниша. Я выложил по максимуму всё, что знаю. Показал все плюсы и минусы этих схем. А выбор как всегда делать вам. Я лишь постарался помочь. На этом всё! Удачи всем.

mysku.ru

Как подобрать светодиодный драйвер - виды и основные характеристики

Светодиоды получили большую популярность. Главную роль в этом сыграл светодиодный драйвер, поддерживающий постоянный выходной ток определенного значения. Можно сказать, что это устройство представляет собой источник тока для LED-приборов. Такой драйвер тока, работая вместе со светодиодом, обеспечивает долголетний срок службы и надежную яркость. Анализ характеристик и видов этих устройств позволяет понять, какие они выполняют функции, и как их правильно выбирать.

Что такое драйвер и каково его назначение?

Драйвер для светодиодов является электронным устройством, на выходе которого образуется постоянный ток после стабилизации. В данном случае образуется не напряжение, а именно ток. Устройства, которые стабилизируют напряжение, называются блоками питания. На их корпусе указывается выходное напряжение. Блоки питания 12 В применяют для питания LED-линеек, светодиодной ленты и модулей.

Основным параметром LED-драйвера, которым он сможет обеспечивать потребителя длительное время при определенной нагрузке, является выходной ток. В качестве нагрузки применяются отдельные светодиоды или сборки из аналогичных элементов.

Драйвер для светодиода обычно питается от сети напряжением 220 В. В большинстве случаев диапазон рабочего выходного напряжения составляет от трех вольт и может достигать нескольких десятков вольт. Для подключения светодиодов 3W в количестве шести штук потребуется драйвер с выходным напряжением от 9 до 21 В, рассчитанный на 780 мА. При своей универсальности он обладает малым КПД, если на него включить минимальную нагрузку.

При освещении в автомобилях, в фарах велосипедов, мотоциклов, мопедов и т. д., в оснащении переносных фонарей используется питание с постоянным напряжением, значение которого варьируется от 9 до 36 В. Можно не применять драйвер для светодиодов с небольшой мощностью, но в таких случаях потребуется внесение соответствующего резистора в питающую сеть напряжением 220 В. Несмотря на то, что в бытовых выключателях используется этот элемент, подключить светодиод к сети 220 В и рассчитывать на надежность достаточно проблематично.

Основные особенности

Мощность, которую эти устройства способны отдавать под нагрузкой, является важным показателем. Не стоит перегружать его, пытаясь добиться максимальных результатов. В результате таких действий могут выйти из строя драйверы для светодиодов или же сами LED-элементы.

На электронную начинку устройства влияет множество причин:

• класс защиты аппарата;
• элементная составляющая, которая применяется для сборки;
• параметры входа и выхода;
• марка производителя.

Изготовление современных драйверов выполняется при помощи микросхем с использованием технологии широтно-импульсного преобразования, в состав которых входят импульсные преобразователи и схемы, стабилизирующие ток. ШИМ-преобразователи запитываются от 220 В, обладают высоким классом защиты от коротких замыканий, перегрузок, а так же высоким КПД.

Технические характеристики

Перед приобретением преобразователя для светодиодов следует изучить характеристики устройства. К ним относятся следующие параметры:

• выдаваемая мощность;
• выходное напряжение;
• номинальный ток.

Схема подключения LED-драйвера

На выходное напряжение влияет схема подключения к источнику питания, количество в ней светодиодов. Значение тока пропорционально зависит от мощности диодов и яркости их излучения. Светодиодный драйвер должен выдавать столько тока для светодиодов, сколько потребуется для обеспечения постоянной яркости. Стоит помнить, что мощность необходимого устройства должна быть более потребляемой всеми светодиодами. Рассчитать ее можно, используя следующую формулу:

P(led) – мощность одного LED-элемента;

n - количество LED-элементов.

Для обеспечения длительной и стабильной работы драйвера следует учитывать запас мощности устройства в 20–30% от номинальной.

Выполняя расчет, следует учитывать цветовой фактор потребителя, так как он влияет на падение напряжения. У разных цветов оно будет иметь отличающиеся значения.

Срок годности

Светодиодные драйверы, как и вся электроника, обладают определенным сроком службы, на который сильно влияют эксплуатационные условия. LED-элементы, изготовленные известными брендами, рассчитаны на работу до 100 тысяч часов, что намного дольше источников питания. По качеству рассчитанный драйвер можно классифицировать на три типа:

• низкого качества, с работоспособностью до 20 тысяч часов;
• с усредненными параметрами - до 50 тысяч часов;
• преобразователь, состоящий из комплектующих известных брендов - до 70 тысяч часов.

Многие даже не знают, зачем обращать внимание на этот параметр. Это понадобится для выбора устройства для длительного использования и дальнейшей окупаемости. Для использования в бытовых помещениях подойдет первая категория (до 20 тысяч часов).

Как подобрать драйвер?

Насчитывается множество разновидностей драйверов, используемых для LED-освещения. Большинство из представленной продукции изготовлено в Китае и не имеет нужного качества, но выделяется при этом низким ценовым диапазоном. Если нужен хороший драйвер, лучше не гнаться за дешевизной китайского производства, так как их характеристики не всегда совпадают с заявленными, и редко когда к ним прилагается гарантия. Может быть брак на микросхеме или быстрый выход из строя устройства, в таком случае не удастся совершить обмен на более качественное изделие или вернуть средства.

Наиболее часто выбираемым вариантом является бескорпусный драйвер, питающийся от 220 В или 12 В. Различные модификации позволяют использовать их для одного или более светодиодов. Эти устройства можно выбрать для организации исследований в лаборатории или же проведения экспериментов. Для фито-ламп и бытового применения выбирают драйверы для светодиодов, находящиеся в корпусе. Бескорпусные устройства выигрывают в ценовом плане, но проигрывают в эстетике, безопасности и надежности.

Виды драйверов

Устройства, осуществляющие питание светодиодов, условно можно разделить на:

• импульсные;
• линейные.

Устройства импульсного типа производят на выходе множество токовых импульсов высокой частоты и работают по принципу ШИМ, КПД у них составляет до 95%. Импульсные преобразователи имеют один существенный недостаток - во время работы возникают сильные электромагнитные помехи. Для обеспечения стабильного выходного тока в линейный драйвер установлен генератор тока, который играет роль выхода. Такие устройства имеют небольшой КПД (до 80%), но при этом просты в техническом плане и стоят недорого. Такие устройства не получится использовать для потребителей большой мощности.

Из вышеперечисленного можно сделать вывод, что источник питания для светодиодов следует выбирать очень тщательно. Примером может послужить люминесцентная лампа, на которую подается ток, превышающий норму на 20%. В ее характеристиках практически не произойдет изменений, а вот работоспособность светодиода уменьшится в несколько раз.

lampagid.ru

Схемы подключения светодиодов к 220В и 12В

Рассмотрим способы включения лед диодов средней мощности к наиболее популярным номиналам 5В, 12 вольт, 220В. Затем их можно использовать при изготовлении цветомузыкальных устройств, индикаторов уровня сигнала, плавное включение и выключение. Давно собираюсь сделать плавный искусственный рассвет, чтобы соблюдать распорядок дня. К тому же эмуляция рассвета позволяет просыпаться гораздо лучше и легче.

Про подключение светодиодов к 12 и 220В читайте в предыдущей статье, рассмотрены все способы от сложных до простых, от дорогих до дешёвых.

• 1. Типы схем
• 2. Обозначение на схеме
• 3. Подключение светодиода к сети 220в, схема
• 4. Подключение к постоянному напряжению
• 5. Самый простой низковольтный драйвер
• 6. Драйвера с питанием от 5В до 30В
• 7. Включение 1 диода
• 8. Параллельное подключение
• 9. Последовательное подключение
• 10. Подключение RGB LED
• 11. Включение COB диодов
• 12. Подключение SMD5050 на 3 кристалла
• 13. Светодиодная лента 12В SMD5630
• 14. Светодиодная лента RGB 12В SMD5050

Типы схем

Схема подключения светодиодов бывает двух типов, которые зависят от источника питания:

1. светодиодный драйвер со стабилизированным током;
2. блок питания со стабилизированным напряжением.

В первом варианте применяется специализированный источник, который имеет определенный стабилизированный ток, например 300мА. Количество подключаемых LED диодов ограничено только его мощностью. Резистор (сопротивление) не требуется.

Во втором варианте стабильно только напряжение. Диод имеет очень малое внутреннее сопротивление, если его включить без ограничения Ампер, то он сгорит. Для включения необходимо использовать токоограничивающий резистор.Расчет резистора для светодиода можно сделать на специальном калькуляторе.

Калькулятор учитывает 4 параметра:

• снижение напряжения на одном LED;
• номинальный рабочий ток;
• количество LED в цепи;
• количество вольт на выходе блока питания.

Если вы используете недорогие LED элементы китайского производства, то скорее всего у них будет большой разброс параметров. Поэтому реальное значение Ампер цепи будет отличатся и потребуется корректировка установленного сопротивления. Чтобы проверить насколько велик разброс параметров, необходимо включить все последовательно. Подключаем питание светодиодов и затем понижаем напряжение до тех пор, когда они будут едва светиться. Если характеристики отличаются сильно, то часть LED будет работать ярко, часть тускло.

Это приводит к тому, что на некоторых элементах электрической цепи мощность будет выше, из-за этого они будут сильнее нагружены. Так же будет повышенный нагрев, усиленная деградация, ниже надежность.

Обозначение на схеме

Для обозначения на схеме используется две вышеуказанные пиктограммы. Две параллельные стрелочки указывают, что светит очень сильно, количество зайчиков в глазах не сосчитать.

Подключение светодиода к сети 220в, схема

Для подключения к сети 220 вольт используется драйвер, который является источником стабилизированного тока.

Схема драйвера для светодиодов бывает двух видов:

1. простая на гасящем конденсаторе;
2. полноценная с использованием микросхем стабилизатора;

Собрать драйвер на конденсаторе очень просто, требуется минимум деталей и времени. Напряжение 220В снижается за счёт высоковольтного конденсатора, которое затем выпрямляется и немного стабилизируется. Она используется в дешевых светодиодных лампах. Основным недостатком является высокой уровень пульсаций света, который плохо действует на здоровье. Но это индивидуально, некоторые этого вообще не замечают. Так же схему сложно рассчитывать из-за разброса характеристик электронных компонентов.

Полноценная схема с использованием специализированных микросхем обеспечивает лучшую стабильность на выходе драйвера. Если драйвер хорошо справляется с нагрузкой, то коэффициент пульсаций будет не выше 10%, а в идеале 0%. Чтобы не делать драйвер своими руками, можно взять из неисправной лампочки или светильника, если проблема у них была не с питанием.

Если у вас есть более менее подходящий стабилизатор, но сила тока меньше или больше, то её можно подкорректировать с минимум усилий. Найдите технические характеристики на микросхему из драйвера. Чаще всего количество Ампер на выходе задаётся резистором или несколькими резисторами, находящимися рядом с микросхемой. Добавив к ним еще сопротивление или убрав один из них можно получить необходимую силу тока. Единственное нельзя превышать указанную мощность.

Подключение к постоянному напряжению

1. 3,7В – аккумуляторы от телефонов;
2. 5В – зарядные устройства с USB;
3. 12В – автомобиль, прикуриватель, бытовая электроника, компьютер;
4. 19В – блоки от ноутбуков, нетбуков, моноблоков.

Самый простой низковольтный драйвер

Простейшая схема стабилизатора тока для светодиодов состоит из линейной микросхемы LM317 или его аналогов. На выходе таких стабилизаторов может быть от 0,1А до 5А. Основные недостатки это невысокий КПД и сильный нагрев. Но это компенсируется максимальной простотой изготовления.

Входное до 37В, до 1,5 Ампера для корпуса указанного на картинке.

Для рассчёта сопротивления, задающего рабочий ток используйте калькулятор стабилизатор тока на LM317 для светодиодов.

Драйвера с питанием от 5В до 30В

Если у вас есть подходящий источник питания от какой либо бытовой техники, то для включения лучше использовать низковольтный драйвер. Они бывают повышающие и понижающие. Повышающий даже из 1,5В сделает 5В, чтобы светодиодная цепь работала. Понижающий из 10В-30В сделает более низкое, например 15В.

В большом ассортименте они продаются у китайцев, низковольтный драйвер отличается двумя регуляторами от простого стабилизатора Вольт.

Реальная мощность такого стабилизатора будет ниже, чем указал китаец. У параметрах модуля пишут характеристику микросхемы и не всей конструкции. Если стоит большой радиатор, то такой модуль потянет 70% - 80% от обещанного. Если радиатора нет, то 25% - 35%.

Особенно популярны модели на LM2596, которые уже прилично устарели из-за низкого КПД. Еще они сильно греются, поэтому без системы охлаждения не держат более 1 Ампера.

Более эффективны XL4015, XL4005, КПД гораздо выше. Без радиатора охлаждения выдерживают до 2,5А. Есть совсем миниатюрные модели на MP1584 размером 22мм на 17мм.

Включение 1 диода

Чаще всего используются 12 вольт, 220 вольт и 5В. Таким образом делается маломощная светодиодная подсветка настенных выключателей на 220В. В заводских стандартных выключателях чаще всего ставится неоновая лампа.

Параллельное подключение

При параллельном соединении желательно на каждую последовательную цепь диодов использовать отдельный резистор, чтобы получить максимальную надежность. Другой вариант, это ставить одно мощное сопротивление на несколько LED. Но при выходе одного LED из строя увеличится ток на других оставшихся. На целых будет выше номинального или заданного, что значительно сократит ресурс и увеличит нагрев.

Рациональность применений каждого способа рассчитывают исходя из требований к изделию.

Последовательное подключение

Последовательное подключение при питании от 220в используют в филаментных диодах и светодиодных лентах на 220 вольт. В длинной цепочке из 60-70 LED на каждом падает 3В, что и позволяет подсоединять напрямую к высокому напряжению. Дополнительно используется только выпрямитель тока, для получения плюса и минуса.

Такое соединение применяют в любой светотехнике:

1. светодиодные лампах для дома;
2. led светильники;
3. новогодние гирлянды на 220В;
4. светодиодные ленты на 220.

В лампах для дома обычно используется до 20 LED включенных последовательно, напряжение на них получается около 60В. Максимальное количество используется в китайских лампочках кукурузах, от 30 до 120 штук LED. Кукурузы не имеют защитной колбы, поэтому электрические контакты на которых до 180В полностью открыты.

Соблюдайте осторожность, если видите длинную последовательную цепочку, к тому же на них не всегда есть заземление. Мой сосед схватил кукурузу голыми руками и потом рассказывал увлекательные стихи из нехороших слов.

Подключение RGB LED

Маломощные трёхцветные RGB светодиоды состоят из трёх независимых кристаллов, находящихся в одном корпусе. Если 3 кристалла (красный, зеленый, синий) включить одновременно, то получим белый свет.

Управление каждым цветом происходит независимо от других при помощи RGB контроллера. В блоке управления есть готовые программы и ручные режимы.

Включение COB диодов

Схемы подключения такие же, как у однокристальных и трехцветных светодиодов SMD5050, SMD 5630, SMD 5730. Единственное отличие, вместо 1 диода включена последовательная цепь из нескольких кристаллов.

Мощные светодиодные матрицы имеют в своём составе множество кристаллов включенных последовательно и параллельно. Поэтому питание требуется от 9 до 40 вольт, зависит от мощности.

Подключение SMD5050 на 3 кристалла

От обычных диодов SMD5050 отличается тем, что состоит из 3 кристаллов белого света, поэтому имеет 6 ножек. То есть он равен трём SMD2835, сделанным на этих же кристаллах.

При параллельном включении с использованием одного резистора надежность будет ниже. Если один их кристаллов выходит из строя, то увеличивается сила тока через оставшиеся 2. Это приводит к ускоренному выгоранию оставшихся.

При использовании отдельного сопротивления для каждого кристалла, выше указанный недостаток устраняется. Но при этом в 3 раза возрастает количество используемых резисторов и схема подключения светодиода становится сложней. Поэтому оно не используется в светодиодных лентах и лампах.

Светодиодная лента 12В SMD5630

Наглядным примером подключения светодиода к 12 вольтам является светодиодная лента. Она состоит из секций по 3 диода и 1 резистора, включенных последовательно. Поэтому разрезать её можно только в указанных местах между этими секциями.

Светодиодная лента RGB 12В SMD5050

В RGB ленте используется три цвета, каждый управляется отдельно, для каждого цвета ставится резистор. Разрезать можно только по указанному месту, чтобы в каждой секции было по 3 SMD5050 и она могла подключатся к 12 вольт.

led-obzor.ru Схемы подключения розеток и выключателей

Схемы led драйверов

Сегодня едва ли можно найти электронное устройство, в котором не использовались бы светоизлучающие диоды. Эти приборы нашли широкое применение в различных устройствах: от карманного фонарика до OLED-дисплеев, которые, по прогнозам экспертов, в скором времени придут на смену ЖК- и плазменным панелям. Все шире используются светодиоды и в системах уличного и домашнего освещения. Это объясняется рядом достоинств, присущих светодиодам, среди которых: высокий КПД, высокая удельная яркость и относительно низкая стоимость.

Однако, светодиод — это прибор, очень чувствительный к качеству питающего напряжения. Чтобы максимально использовать все возможности светодиодов, необходимо грамотно организовать систему питания. В противном случае возможно значительное уменьшение срока службы прибора или даже выход его из строя. Кроме того, все более широкое внедрение энергосберегающих технологий требует обеспечение высокого КПД схемы питания. Таким образом, очевидно, что создание оптимальной системы питания светодиодов — сложная схемотехническая задача. В портативных устройствах с батарейным питанием, таких как ноутбуки, КПК, мобильные телефоны, фотоаппараты, MP3-плееры, эта проблема стоит особенно остро из-за ограниченного времени работы питающего элемента. Дополнительными ограничивающими особенностями данного класса устройств являются их компактные размеры и отсутствие необходимости активного охлаждения.

Компания Texas Instruments предлагает широкое семейство драйверов светодиодов для использования в приборах различного назначения, таких как: осветительные светодиоды большой мощности, мониторы, малогабаритные приборы и т.д. На сайте производителя можно найти множество примеров использования данных приборов.

Как видно из таблицы 1 приборы, предлагаемые компанией TI, позволяют решать широкий спектр задач, возникающих при проектировании портативной техники: организация схемы питания одного светодиода (например, индикатор включения), групп светодиодов (подсветка клавиатуры) или OLED-панелей (подсветка ЖК-дисплеев).

Таблица 1. Микросхемы для использования в портативной аппаратуре

Наиме- нование	Входное напря- жение, В	Тип	Ток, потреб- ляе- мый в актив- ном ре- жиме, мА	Ток, потреб- ляе- мый в спя- щем ре- жиме, мкА	Рабо- чая час- тота, кГц	Макси- маль- ный ком- мути- руе- мый ток, А	За- щита от пере- напря- же- ния, В	Синх- рон- ный ре- жим ра- боты	Макси- маль- ный КПД,%	Отклю- чение наг- рузки в спя- щем ре- жиме	Корпус
TPS61029	0,9…6,5	Повы- шающий	0,025	0,1	720	1,8	Есть	Да	96	Да	SON-10
TPS61070	0,9…5,5	Повы- шающий	0,019	0,05	1200	0,7	Нет	Да	90	Да	SOT-6
TPS61050	2,5…5,5	Повы- шающий	8,5	0,3	2000	1,5	5,8	Да	96	Да	SON-10/ DSBGA-12
TPS61080	2,5…6,0	Повы- шающий	6	1	1200	0,5/1,3	27	Нет	87	Да	QFN-10
TPS61140	3,0…6,0	Повы- шающий	0,125…2	1,5	1200	0,7	28	Нет	85	Да	QFN-10
TPS61160	2,7…18	Повы- шающий	1,5	1	1200	1,2	38	Нет	80	Нет	SOT-6
TPS62050	2,7…10	Повы- шающий	0,012	1,5	1000	1,4	Нет	Да	95	Нет	MSOP-10
TPS63000	1,8…5,5	Повы- шающий	0,04	0,01	1500	1,8	Нет	Да	95	Да	QFN-10

Высокая рабочая частота приборов позволяет значительно уменьшить габариты используемых катушек индуктивности, что обеспечивает уменьшение общих габаритов импульсных преобразователей.

Большинство подобных микросхем построено на основе повышающего преобразователя (известного также как преобразователя второго типа). Типичная схема такого преобразователя состоит из накопительной катушки индуктивности, силового транзистора, выпрямительного диода и фильтрующего конденсатора (см. рис. 1а).

Рис. 1. Упрощенная схема преобразователя с диодом Шоттки (а) и синхронного преобразователя (б); (СУ-система управления)

Достоинством подобной схемы является простота и относительно высокий КПД.

КПД такого преобразователя можно дополнительно повысить, применив вместо выпрямительного диода МОП-транзистор, работающий синхронно с основным транзистором. Повышение КПД связано с тем, что такой транзистор имеет большую проводимость канала, чем диод, следовательно, имеет меньшее падение напряжения при одинаковых рабочих токах. Кроме того, данный вариант позволяет формировать на выходе более низкое напряжение. Такая схема получила название синхронный преобразователь (см. рис. 1б).

У такого варианта схемы есть серьезный недостаток — гальваническая связь между входом и выходом. Однако, при использовании в приборах с автономным питанием он является несущественным.

Система управления (СУ) таких преобразователей обычно строится на основе широтно-импульсного модулятора (ШИМ). Он состоит из генератора пилообразного напряжения, источника опорного напряжения и схемы сравнения.

Т.к. приборы этой серии работают на достаточно большой частоте, при проектировании печатной платы устройства следует учитывать некоторые ограничения. Разработчику необходимо минимизировать расстояние между микросхемой преобразователя и внешней катушкой индуктивности, использовать индуктивности с магнитным экранированием, в качестве фильтрующих конденсаторов использовать керамические конденсаторы на основе керамики марки NPO (в крайнем случае, X5R). Это позволит свести уровень помех к минимуму и обеспечит надежную работу разрабатываемого устройства.

Остановимся более подробно на особенностях драйверов, используемых в портативной технике.

Драйверы, предназначенные для подключения одного светодиода

Данные микросхемы могут быть использованы для подключения различных одиночных светодиодов в устройствах, питаемых от низковольтных источников (батарейка, аккумулятор).

TPS61029

Микросхемы обеспечивают питание одного светодиода от одной до трех алкалайновых, никель-кадмиевых батареек, одного литий-ионного или литий-полимерного аккумулятора.

Повышающий преобразователь работает на фиксированной частоте. В его основе лежит ШИМ-контроллер, работающий в синхронном режиме, что позволяет увеличить КПД. Величина выходного напряжения задается внешним резистивным делителем, но по умолчанию она определяется внутренним резистором. В выключенном состоянии нагрузка полностью отключается от батареи. Микросхема снабжена защитой от перегрева. В том случае, когда внешний резистивный делитель (R3R4) не устанавливается, величина выходного напряжения задается внутренним резистором и достигает максимального значения (см. рис. 2).

Рис. 2.

Микросхема снабжена схемой контроля уровня напряжения на батарее: как только уровень напряжения на батарее упадет ниже заданного, микросхема сформирует сигнал (LBO), который можно использовать, например как сигнал сброса. Уровень контролируемого напряжения задается внешним резистивным делителем.

Подробная методика расчета номиналов внешних компонентов приведена в справочном листе на микросхему.

К недостаткам микросхемы можно отнести относительно большое количество внешних элементов.

TPS61070

Устройство и назначение данного драйвера аналогично микросхеме TPS61029, но он рассчитан на несколько меньший ток нагрузки. Рабочая частота выше почти в 2 раза, что позволяет применять индуктивность меньших габаритов. В микросхеме отсутствует узел для контроля уровня напряжения батареи и схема защиты от перенапряжения. Все это значительно уменьшает габариты устройства. Эта микросхема является наилучшим решением для самых простых и недорогих портативных устройств.

TPS61050

Устройство представляет собой повышающий преобразователь высокой мощности, конфигурируемый по I 2 C-интерфейсу. Драйвер основан на высокочастотном синхронном повышающем ШИМ-преобразователе. Для работы требуется минимум внешних компонентов. Производитель утверждает, что несмотря на внушительную для данного класса приборов мощность (максимальный выходной ток 1,5 А) всю схему преобразователя можно разместить на плате, размером 5х5 мм, что, впрочем, неудивительно, ведь частота преобразования составляет 5 МГц, при КПД 96%.

Хотя в каталоге производителя эта микросхема числится как драйвер светодиодов, его мощности вполне достаточно для питания и других требовательных к качеству питанию компонентов устройства.

Эта микросхема является прекрасным решением для использования в таких устройствах как, например, handsfree и bluetooth-гарнитурах, MP3-плеерах. Возможность управления по I 2 C-интерфейсу позволяет конфигурировать такой параметр, как громкость, практически без использования дополнительных средств.

Интерфейс I 2 C, реализованный в данной микросхеме и работающий со скоростью до 400 кБ/с позволяет:

• устанавливать следующие режимы работы: спящий режим, режим стабилизации выходного тока, режим стабилизации выходного напряжения;
• управлять яркостью светодиода (в непрерывном и импульсном режимах);
• управлять выходным напряжением;
• настраивать таймер мягкого старта.

В спящем режиме ток, потребляемый микросхемой, составляет 0,3 мкА. При этом вывод LED микросхемы отключается от нагрузки для предотвращения дополнительных утечек тока через нагрузку.

Микросхема снабжена защитой от перенапряжения и перегрева.

Как и любому другому I 2 C-slave устройству, TPS61050 требуется I 2 C-master устройство, которое при включении производил бы конфигурирование (выделял бы I 2 C-адрес). В противном случае параметрическое конфигурирование микросхемы становиться невозможным.

Наличие встроенного АЦП позволяет мастеру получать данные о состоянии нагрузки. Так же как и при конфигурировании это обеспечивается посредством обмена данными с внутренними регистрами по шине I 2 C.

Микросхемы, предназначенные для подключения нескольких светодиодов

Данные приборы могут быть использованы для подключения групп светодиодов, например, для реализации подсветки клавиатуры в мобильном телефоне.

TPS61160

Этот прибор является драйвером светодиодов с ШИМ-контролем яркости. Содержит интегрированный силовой транзистор и способен питать до десяти последовательно включенных светодиодов. Частота преобразования 600 кГц. Ток через светодиоды задается внешним резистором Rset (см. рис. 3).

Рис. 3.

Ток через светодиоды можно изменять динамически через вывод Ctrl, используя однопроводной последовательный интерфейс Easyscale TM . Можно также управлять яркостью, подав на вывод Ctrl ШИМ-сигнал. В этом случае яркость будет зависеть от коэффициента заполнения. В любом режиме ток через светодиоды не будет иметь резких бросков и прибор не наводит помехи в диапазоне частот.

Микросхема выполнена в 2х2 мм корпусе, что в сочетании с минимальным количеством внешних компонентов и высокой частотой преобразования позволяет использовать ее в миниатюрных устройствах, таких как карманные фонарики, мобильные телефоны, GPS-навигаторы и т.д.

TPS61165

Данная микросхема отличается от вышеописанного прибора большей частотой преобразования, что позволяет уменьшить габариты устройства.

Микросхема является синхронным понижающим преобразователем и обеспечивает питание от одной до пяти литий-ионных, никель-кадмиевых или алкалайновых батарей.

Драйвер TPS62050 построен на основе синхронного ШИМ с интегрированными силовыми МДП-транзисторами. Частота преобразования составляет 850 кГц, но есть возможность синхронизации от внешнего генератора с частотой от 600 до 1200 кГц.

В обычном режиме преобразователь работает на фиксированной частоте, изменяется скважность импульсов ШИМ (от 100 до 10%). Микросхема может быть переведена в режим пониженного потребления энергии. Переход в режим пониженного потребления производится автоматически на основании мониторинга выходного тока. В режиме пониженного потребления энергии КПД преобразователя оказывается несколько больше, но этот режим не рекомендован к использованию в чувствительных к помехам приложениях. В случае использования внешнего генератора переход в режим пониженного потребления невозможен.

В спящем режиме микросхема потребляет ток менее 2 мкА, что позволяет увеличить срок службы батарей.

Микросхема снабжена защитой от перегрева и перегрузки по току. Минимальное количество внешних компонентов позволяет сократить габариты конечного устройства.

Также весьма полезным может оказаться детектор уровня напряжения на батарее. Уровень контролируемого напряжения задается резистивным делителем, подключенным к выводу LBI. Следует учитывать, что система контроля уровня напряжения батареи включается спустя 500 мкс после включения прибора. Типовая схема включения микросхемы TPS62052 показана на рисунке 4.

Рис. 4.

TPS63000

Микросхема представляет собой решение для питания от одной до трех литий-ионных, никель-кадмиевых или алкалайновых батарей.

Драйвер построен на синхронном ШИМ — контроллере. Выходной ток может достигать значения 1200 мА. КПД преобразователя составляет 96%. Имеет режим пониженного энергопотребления, в который переходит автоматически.

Выходное напряжения задается внешним резистивным делителем. При выключении нагрузка полностью отключается от батареи.

TPS63000 содержит четыре встроенных полевых транзистора. Из-за большого тока через ключи возможно возникновение смещения потенциала земли. Поэтому при проектировании печатной платы производитель рекомендует использовать две отдельные шины земли — силовую и сигнальную (которые следует затем соединить в одной точке). Силовые ключи подключены к PGND.

Микросхема имеет защиту от перегрева и короткого замыкания. Предусмотрен режим мягкого старта.

Данный прибор будет полезен разработчикам мощной портативной аппаратуры, питающейся от нескольких батарей.

Драйверы OLED-панелей

К этим приборам относятся микросхемы, разработанные специально для устройств, имеющих в своем составе OLED-панели. Но это не ограничивает их область применения — они могут с успехом использоваться в любых устройствах, требующих наличия микросхем с такими параметрами.

TPS61080

Данная микросхема является повышающим асинхронным ШИМ-преобразователем. Содержит интегрированные силовые ключи. Имеется система защиты от короткого замыкания: в этом случае силовой ключ отключает нагрузку от батареи. В выключенном состоянии нагрузка полностью отключается от батареи. Выходное напряжение достигает 27 В.

Рабочая частота (600 или 1200 кГц) задается на выводе FSW. Режим с частотой 600 кГц более эффективен с точки зрения увеличения КПД, однако рабочая частота 1200 кГц позволяет использовать индуктивности меньших габаритов. Рекомендованный производителем режим — 1200 кГц.

Микросхема имеет защиту от перенапряжения и перегрева.

Для предотвращения эффекта смещения потенциала земли, производитель рекомендует делать две раздельных шины земли для силовых и сигнальных цепей.

Данная микросхема может найти применение для питания OLED-панелей, организации подсветки ЖК-матриц и для питания любой электронной аппаратуры от нескольких батарей или через интерфейс USB.

TPS61140

Микросхема представляет собой повышающий преобразователь с двумя выходами (один выход токовый, другой выход — напряжение). Ток и напряжения задаются отдельно при помощи внешних резисторов. Микросхема имеет отдельные управляющие выводы для каждого канала, что позволяет использовать оба канала одновременно или независимо друг от друга.

Когда используются только источник напряжения, преобразователь работает в режиме ЧИМ (частотно-импульсная модуляция). Это позволяет увеличить КПД преобразователя. Если используется токовый выход, для увеличения выходного тока микросхема работает в режиме ШИМ (частота преобразования 1,2 МГц).

Микросхема имеет встроенные силовые ключи. Для применения микросхемы требуется минимум внешних компонентов.

Предусмотрена защита от перегрева и перенапряжения, а также схема контроля уровня заряда батареи.

Микросхема является оптимальным решением специально для питания OLED-панелей, подсветки ЖК-матриц в портативных устройствах, таких как мобильные телефоны, цифровые камеры, КПК. Второй канал микросхемы может быть использован для питания других элементов схемы. Типовая схема включения микросхемы TPS61140 показана на рисунке 5.

Рис. 5.

Для большинства вышеописанных приборов компания Texas Instruments предлагает оценочные модули. Модули оснащены всем необходимым для ознакомления с работой предлагаемых микросхем. В состав модуля входит микросхема драйвера с внешними компонентами, набор переключателей, позволяющих менять режимы работы, светодиоды для визуального контроля работы устройства. Такие модули позволяют изучить основные особенности предлагаемых драйверов, собрать с их помощью макет устройства и убедиться в его работоспособности. Внешний вид оценочного модуля TPS61050EVM показан на рисунке 6.

Рис. 6.

Микросхемы, предназначенные для использования в светодиодных табло

Данные микросхемы могут найти применение в информационных панелях, панелях типа «бегущая строка» и других устройствах с большим количеством светодиодов. Перечень микросхем для использования в светодиодных табло приведен в таблице 2.

Таблица 2. Микросхемы для использования в светодиодных табло

Наимено- вание	Особенности
TLC59116	Имеет 16 независимых, каналов по 100 мА каждый. Частота преобразования — 1 МГц. Имеет встроенный интерфейс I 2 C. Дискретное изменение яркости — 256 оттенков. Групповой режим мерцания — мерцание на частоте 24 Гц с дискретным изменением скважности от 0 до 99,6% (всего 256 режимов). Индивидуальный режим мерцания
TLC5916/17	8 независимых каналов по 120 мА каждый. Имеет дискретно настраиваемый, 256-шаговый, усилитель тока, общий для всех каналов
TLC5923	16 каналов, по 80 мА каждый. Имеет 128-уровневую коррекцию тока для каждого канала. Управляется по последовательному интерфейсу. Имеет систему контроля наличия светодиода
TLC5924	16 каналов, по 100 мА каждый. 128-уровневая коррекция тока для каждого канала
TLC5940	16 каналов, по 100 мА каждый. 128-уровневая коррекция тока для каждого канала. ШИМ-конторль яркости. Встроенная память EEPROM
TLC5941	16 каналов, по 120 мА каждый. 128-уровневая коррекция тока для каждого канала
TLC5942	16 каналов, по 50 мА каждый. 128-уровневая коррекция тока для каждого канала. 12-битный ШИМ-контроль яркости
TLC5943	16 каналов, по 50 мА каждый. 128-уровневая коррекция тока для каждого канала. 16-битный ШИМ-контроль яркости
TLC5945	16 каналов, по 50 мА каждый. 128-уровневая коррекция тока для каждого канала. 16-битный ШИМ-контроль яркости. Низкая задержка изменения выходного состояния
PTR08060W	Токозадающий драйвер для светодиодов. Выходной ток 6 А. Входное напряжение 4,5…14 В. Без гальванической развязки между входом и выходом
PTR08100W	Токозадающий драйвер для светодиодов. Выходной ток 10 А. Входное напряжение 4,5…14 В. Без гальванической развязки между входом и выходом
PTH12020W	Токозадающий драйвер для светодиодов. Выходной ток 18 А. Входное напряжение 12 В. Без гальванической развязки между входом и выходом

Сегодня светоизлучающие диоды все чаще применяются для систем освещения, постепенно вытесняя из этой области приборы других классов, такие как лампы накаливания, люминесцентные лампы, галогенные лампы. Данные приборы могут быть использованы для подсветки архитектурных сооружений, внутренних помещений, в карманных фонариках и т.д.

Разумеется, здесь также требуется применение соответствующих драйверов. Для этих целей подходят многие приборы, описанные выше, но компания TI разработала ряд микросхем, предназначенных для работы именно в осветительных системах. В таблице 3 перечислены микросхемы, специально предназначенные для использования в осветительных системах.

Таблица 3. Микросхемы для использования в осветительных системах

В таблице 4 приведено описание некоторых микросхем драйверов светодиодов для применения в автоэлектронике.

Таблица 4. Микросхемы для использования в автоэлектронике

Заключение

Большое разнообразие драйверов светодиодов, предлагаемых компанией Texas Instruments, обеспечивает оптимальное решением для любых видов портативной техники и осветительных систем. Это достигается за счет удачного сочетания параметров этих устройств и приемлемой цены.

Высокая надежность, присущая всем продуктам компании, обеспечивает длительный срок службы проектируемых устройств. Высокий КПД преобразования позволяет увеличить время работы батарей. Высокая частота преобразования в сочетании с малыми габаритами микросхем и минимальным количеством внешних компонентов позволяет создавать компактные устройства.

Кроме того следует отметить, что ни один производитель не предлагает такого разнообразия микросхем данного назначения, как Texas Instruments.

Я публиковал несколько обзоров светодиодов, пришло время написать чем их можно кормить.
В обзоре учавствуют три позиции деталей (ссылки и цены присутствуют), но все они нужны для одной цели, сделать драйвер для светодиода.

Сразу извиняюсь за заглавное фото, оно упорно пытается масштабироваться по своему, исправить я не смог, более правильное на странице продавца.

Все знают, что светодиоды питаются током, желательно стабилизированным, что бы не менялась яркость при изменении напряжения. Для этой цели служит драйвер, по сути стабилизатор тока.
Ограничивать ток можно простыми микросхемами типа LM317 и специально предназначенными для этого стабилизаторами тока (на муське есть обзор одной такой детали), но они выделяют обычно достаточно много тепла, так как имеют низкий КПД. А ведь преимущество светодиодов как раз в высоком КПД.
Более интересными являются импульсные стабилизаторы тока, они посложнее, но имеют гораздо больший КПД, особенно если напряжение питания сильно отличается от напряжения на светодиоде.
Да, многие скажут что такой драйвер проще купить в Китае и не заморачиваться, соглашусь.
Но ведь всегда приятнее сделать что то своими руками. Собственно я так и решил, заказывая компоненты для драйвера.
Возможно я изобретаю велосипед. Но в обзоре учавствуют компоненты, которые пригодятся для многих других задач, и возможно многим будет полезна информация о том, что на продают и что мы получаем на самом деле.

Начну собственно с микросхемы. Это довольно хорошо известная любителям светодиодов PT4115. описание -
Микросхема имеет вывод для управления яркостью. Вход, насколько я понял, может управляться и ШИМом или изменением напряжения. Вход довольно высокоомный, так как при прикосновении к этому выводу светодиод начинал мерцать с частотой 100Гц.

Стоимость лота из 10 штук - 2 доллара.
После заказа микросхемы продавец отписался что посылка будет без трека и спросил, устроит ли это меня, я решил что 2 доллара не те деньги что бы сильно беспокоиться и дал добро.
Через некоторое время в почтовом ящике я обнаружил конверт.

Внутри был пакетик с необходимыми мне микросхемами.

Проверил одну микросхему, подключив ее навесным монтажом, отписал продавцу что все в порядке, подтвердил получение и стал ждать остальные детали.

После этого пришли дроссели.
Стоимость лота из 20 штук 7.36 доллара.

Их уже принесли мне на дом (впрочем как и следующий заказ).
Они были упакованы в картонную коробочку, хотя мне такая мера кажется излишней.
К слову у нас такие дроссели стоят значительно дороже, да и покупал я их не только для этого.

Собственно дроссели, Индуктивность 68 мкГн, ток 1.6 или 1.8 Ампера (у продавца не указано, потому ориентировочно), размеры 12х12х7мм.

Замер индуктивности показал отклонение в пределах погрешности.

Аналогично первому случаю подтвердил заказ, оставил хороший отзыв.

Ну и в конце пришли диоды Шоттки. Так как вещь в хозяйстве нужная, то заказал я их сотню.
Хотел больше, но не стал рисковать.

Цена лота из 100 штук 5.26 доллара. У нас они тоже стоят дороже.

Диоды промаркированы как SS34, на самом деле они меньше, по габаритам и характеристикам полностью соответствуют диодам SS24.
Сделал замер падения напряжения на диоде при токе в 1 Ампер и меня он устроил.

На этом часть закупок на Алиэкспресс закончилась.
В принципе на этом можно было и обзор закончить, но купить детали и не опробовать их в деле было бы неправильно. Потому естественно было решено довести дело до какого то логического конца.

Когда был у нас на рынке, попутно купил smd резисторы 1206 сопротивлением 1 Ом для датчика тока.
Думал сначала купить сразу низкоомные резсторы как в даташите на микросхему, но они выходят значительно дороже и если захочется настроить на разные токи, то надо покупать несколько номиналов, в общем неудобно, а резисторы 1 Ом я и так иногда использую.
в итоге получилось, что 1 такой резистор примерно соответствует току 0.1 Ампера, два параллельно 0.2 Ампера и т.д. smd резисторы и конденсаторы удобно паяются друг на друга потому можно легко подбирать необходимый ток.
Конденсаторы на входной фильтр питания и обрезки текстолита у меня были, а больше ничего не требуется.

Ну в общем стал я изобретать свой велосипед драйвер. накидал побыстрому платку в Спринте, схема из даташита, потому придумывать ничего не пришлось.
подобрал кусочек текстолита что бы сделать сразу 5 плат (планирую переделать 5 галогеновых светильников на светодиоды).

Немного фоток процесса и схема

Перенёс на текстолит.

Вытравил, просверлил отверстия, порезал на отдельные платки, пролудил дорожки и промыл от остатков флюса.

Собрал все необходимые компонеты

На выходе получилась такая платка, она больше по размерам чем продающиеся у китайцев, но имеет более мощный дроссель и два параллельных диода, соответственно меньшие потери и большую надежность, а габариты мне были совершенно некритичны.

После этого естественно захотелось проверить (куда же без этого).
Проверял с этими светодиодами -

Попутно выяснилось, что микросхема ток стабилизирует нормально, но все равно при полуторакратном повышении напряжения на входе, ток на выходе хоть несильно, но меняется.
Но я немного грешу на то, что может быть большая погрешность из-за пульсирующего тока (выходной ток измерял последовательно со светодиодом).
Можно было конечно померять ток при помощи резистора и осциллографа, но я счел это излишним, так как хорошо было заметно переход с линейного режима до ограничения тока, и последующий переход в режим стабилизации в режиме с ШИМ стабилизацией.

Номинал шунта был 1/6=0,166 Ома.

При таких параметрах на входе, на выходе был ток 0.7 Ампера.

При таких ток на выходе был 0.65 Ампера

Перед пороговым напряжением перехода в режим ШИМ стабилизации я получил максимальный ток -

При плавном повышении напряжения питания, входной ток сначала плавно рос, после перехода в режим стабилизации и дальнейшем повышении начинал плавно падать, что говорит о работе ШИМ стабилизации.
Кстати, при очень плавном повышении напряжения питания заметен переход, яркость светодиода сначала плавно увеличивается, после перехода скачкообразно снижается процентов на 10, после этого (при дальнейшем повышении входного напряжения) больше не меняется.
Видимо так микросхема отрабатывает включение ШИМ стабилизации.
Нагрев при токе 600мА практически не чувствуется, бесконтактно мерять нечем, а контактное измерение внесет большую погрешность.
Пробовал давать на выход 1 Ампер, нагрев конечно увеличивался, но несильно. да и нагрев был только у микросхемы. В общем остался доволен.

Спросите почему не купил готовое на том же Али?
-Детали пригодятся и в других поделках.
-Хотелось немного «размять руки».
-Затраты на все компоненты получились примерно 1 доллар на 1 плату.
-Решил протестировать не готовое устройство, а детали, так как их применяют не только в драйверах.
-На выходе получил устройство надежнее, чем предлагают магазины Китая.

Очень надеюсь, что данный обзор будет полезен.

Планирую купить +121 Добавить в избранное Обзор понравился +129 +282

Лидирующую позицию среди наиболее эффективных источников искусственного света занимают сегодня светодиоды. Это во многом является заслугой качественных источников питания для них. При работе совместно с правильно подобранным драйвером, светодиод длительно сохранит устойчивую яркость света, а срок службы светодиода окажется очень-очень долгим, измеряемым десятками тысяч часов.

Таким образом, правильно подобранный драйвер для светодиодов — залог долгой и надежной работы источника света. И в этой статье мы постараемся раскрыть тему того, как правильно выбрать драйвер для светодиода, на что обратить внимание, и какие вообще они бывают.

Драйвером для светодиодов называют стабилизированный источник питания постоянного напряжения или постоянного тока. Вообще, изначально, светодиодный драйвер — это , но сегодня даже источники постоянного напряжения для светодиодов называют светодиодными драйверами. То есть можно сказать, что главное условие — это стабильные характеристики питания постоянным током.

Электронное устройство (по сути — стабилизированный импульсный преобразователь) подбирается под необходимую нагрузку, будь то набор отдельных светодиодов, собранных в последовательную цепочку, или параллельный набор таких цепочек, либо может быть лента или вообще один мощный светодиод.

Стабилизированный источник питания постоянного напряжения хорошо подойдет , LED-линеек, или для запитки набора из нескольких мощных светодиодов, соединенных по одному параллельно, — то есть когда номинальное напряжение светодиодной нагрузки точно известно, и достаточно только подобрать блок питания на номинальное напряжение при соответствующей максимальной мощности.

Обычно это не вызывает проблем, например: 10 светодиодов на напряжение 12 вольт, по 10 ватт каждый, - потребуют 100 ваттный блок питания на 12 вольт, рассчитанный на максимальный ток в 8,3 ампера. Останется подрегулировать напряжение на выходе при помощи регулировочного резистора сбоку, - и готово.

Для более сложных светодиодных сборок, особенно когда соединяется несколько светодиодов последовательно, необходим не просто блок питания со стабилизированным выходным напряжением, а полноценный светодиодный драйвер — электронное устройство со стабилизированным выходным током. Здесь ток является главным параметром, а напряжение питания светодиодной сборки может автоматически варьироваться в определенных пределах.

Для ровного свечения светодиодной сборки, необходимо обеспечить номинальный ток через все кристаллы, однако падение напряжения на кристаллах может у разных светодиодов отличаться (поскольку немного различаются ВАХ каждого из светодиодов в сборке), - поэтому напряжение не будет на каждом светодиоде одним и тем же, а вот ток должен быть одинаковым.

Светодиодные драйверы выпускаются в основном на питание от сети 220 вольт или от бортовой сети автомобиля 12 вольт. Выходные параметры драйвера указываются в виде диапазона напряжений и номинального тока.

Например, драйвер с выходом на 40-50 вольт, 600 мА позволит подключить последовательно четыре 12 вольтовых светодиода мощностью по 5-7 ватт. На каждом светодиоде упадет приблизительно по 12 вольт, ток через последовательную цепочку составит ровно по 600 мА, при этом напряжение 48 вольт попадает в рабочий диапазон драйвера.

Драйвер для светодиодов со стабилизированным током — это универсальный блок питания для светодиодных сборок, причем эффективность его получается довольно высокой и вот почему.

Мощность светодиодной сборки — критерий важный, но чем обусловлена эта мощность нагрузки? Если бы ток был не стабилизированным, то значительная часть мощности рассеялась бы на выравнивающих резисторах сборки, то есть КПД оказался бы низким. Но с драйвером, обладающим стабилизацией по току, выравнивающие резисторы не нужны, вот и КПД источника света получится в результате очень высоким.

Драйверы разных производителей отличаются между собой выходной мощностью, классом защиты и применяемой элементной базой. Как правило, в основе — , со стабилизацией выхода по току и с защитой от короткого замыкания и перегрузки.

Питание от сети переменного тока 220 вольт или постоянного тока с напряжением 12 вольт. Самые простые компактные драйверы с низковольтным питанием могут быть выполнены на одной универсальной микросхеме, но надежность их, про причине упрощения, ниже. Тем не менее, такие решения популярны в автотюнинге.

Выбирая драйвер для светодиодов следует понимать, что применение резисторов не спасает от помех, как и применение упрощенных схем с гасящими конденсаторами. Любые скачки напряжения проходят через резисторы и конденсаторы, и нелинейная ВАХ светодиода обязательно отразится в виде скачка тока через кристалл, а это вредно для полупроводника. Линейные стабилизаторы — тоже не лучший вариант в плане защищенности от помех, к тому же эффективность таких решений ниже.

Лучше всего, если точное количество, мощность, и схема включения светодиодов будут заранее известны, и все светодиоды сборки будут одинаковой модели и из одной партии. Затем выбирают драйвер.

На корпусе обязательно указывается диапазон входных напряжений, выходных напряжений, номинальный ток. Исходя из этих параметров выбирают драйвер. Обратите внимание на класс защиты корпуса.

Для исследовательских задач подходят, например, бескорпусные светодиодные драйверы, такие модели широко представлены сегодня на рынке. Если потребуется поместить изделие в корпус, то корпус может быть изготовлен пользователем самостоятельно.

Андрей Повный

Зажечь светодиод несложно, для этого достаточно подключить его в прямом включении через ограничивающий резистор к источнику питания. Но этот способ крайне неэкономичен, так как на ограничивающем резисторе создается большое падение напряжения, а значит, и большие потери. Кроме того, ток через светодиод и яркость его свечения при подобном включении будут крайне нестабильны. Для повышения КПД и стабильности свечения светодиодов используются драйверы на специализированных микросхемах. О некоторых из них пойдет речь в настоящей статье. Автор рассматривает ряд микросхем-драйверов фирмы Monolithic Power Systems (MPS).

Классификация микросхем драйверов на основе DC/DC-преобразователей

Микросхемы драйверов для питания сверхъярких светодиодов можно найти в устройствах разной сложности от светодиодных фонариков до мобильных телефонов, цифровых фотоаппаратов, компьютеров и т.д. Одно из самых распространенных применений светодиодов - это схемы светодиодной подсветки ЖК дисплеев. Драйверы для устройств с автономным питанием имеют, как правило, высокий КПД (более 90%). Они представляют собой регулируемые импульсные повышающие или повышающе-понижающие DC/DC-преобразователи. Можно встретить так называемые емкостные драйверы со схемой вольтодо-бавки и индуктивные драйверы. В них обычно применяется стабилизация выходного тока (то есть тока светодиодов), что обеспечивает стабильную яркость свечения светодиодов. Реже для этого используется стабилизация напряжения на светодиодах.

Емкостные преобразователи со схемой вольтодобавки называют также преобразователями с подкачкой заряда. Это буквальный перевод английского термина Charge Pump, которым обозначают эти схемы в иностранной технической литературе и документации. Они могут работать как повышающе-понижающие преобразователи. Бесспорными достоинствами драйверов Charge Pump являются их простота и низкая себестоимость.

В качестве повышающе-понижающих DC/DC-преобразователей в драйверах также применяют индуктивные преобразователи SEPIC-архитектуры (Single-ended primary-inductor converter - одновыводной первичный преобразователь на индуктивности), преимуществами которых являются несколько большие выходной ток и КПД, чем у преобразователей со схемой вольтодобавки. Повышающие преобразователи также нашли основное применение в устройствах с низковольтным питанием. Они имеют высокий КПД и большой выходной ток при остальных средних показателях. Особенности драйверов на DC/DC-преобразователях, приведенных в , сведены в таблицу 1.

Таблица 1. Особенности драйверов на основе DC/DC-преобразователей

Тип преобразователя	Сложность	Стоимость	Размеры	КПД	Выходной ток
Преобразователь со схемой вольтодобавки (Charge Pump)
Преобразователь типа SEPIC				Выше среднего	Выше среднего
Повышающий преобразователь
Понижающий преобразователь

Понижающие преобразователи в бытовой технике применяются в качестве драйверов светодиодов довольно редко. Поэтому рассмотрим особенности схемотехники драйверов остальных трех типов на микросхемах фирмы Monolithic Power Systems подробнее.

Драйверы для питания сверхярких светодиодов со схемой вольтодобавки (Charge Pump) от MPS

Микросхема MP1519 представляет собой драйвер для питания четырех белых светодиодов со схемой вольтодобавки (Charge Pump) с питанием от источника 2,5...5,5 В (см. рис. 1).

Рис. 1. Функциональная схема микросхемы MP1519

Микросхема изготавливается в миниатюрном 16-выводном корпусе QFN16 размером 3x3 мм. Назначение выводов этой микросхемы приведено в таблице 2.

Таблица 2. Назначение выводов микросхемы MP1519

№ вывода	Обозначение	Назначение
		Выход на анод светодиода 4
		Не используется
		На положительный вывод конденсатора вольтодобавки С1
		Вход напряжения питания 2,5...5,5 В
		На положительный вывод конденсатора вольтодобавки С2
		На отрицательный вывод конденсатора вольтодобавки С1
		Выход на катоды светодиодов (общий)
		На отрицательный вывод конденсатора вольтодобавки С2
		Вход разрешения включения и регулировки яркости (димминга) светодиодов
		Выход на анод светодиода 1
		Выход на анод светодиода 2
		Выход на анод светодиода 3

ИМС MP1519 содержит датчик напряжения батареи, контроллер управления, генератор тока, источник опорного напряжения (ИОН) запретной зоны, четыре источника тока (стабилизатора) светодиодов и схему вольтодобавки.

Последовательно с каждым светодиодом внутри микросхемы включен стабилизатор тока (Current Source - источник тока), причем генератор тока управляет режимом всех четырех источников тока. Контроллер управления обеспечивает автоматический выбор режима вольтодобавки, "мягкий" старт и т.п. Схема вольтодобавки преобразует напряжение питания в импульсы частотой 1,3 МГц, которые выпрямляются и заряжают накопительные конденсаторы С1 и С2. При использовании схемы вольтодобавки для питания светодиодов напряжение батареи суммируется с напряжениями на этих конденсаторах. Для правильной работы схемы вольтодобавки конденсаторы С1 и С2 должны иметь одинаковую емкость. Одной из особенностей микросхемы MP1519 является автоматическое переключение кратности вольтодобавки: 1x, 1,5x и 2x. Это обеспечивает оптимально-эффективную стабилизацию токов, а, значит и яркости светодиодов при изменении напряжения питания (например, при старении или замене батареи). Для этого при работе микросхема непрерывно контролирует ток светодиодов и напряжение батареи.

Чтобы предотвратить перегрузку батареи, в микросхеме MP1519 используется "мягкий" запуск и "мягкое" переключение режимов вольтодобавки.

Ток светодиодов задается резистором R1, сопротивление которого можно рассчитать по формуле:

R1(кОм ) = 31,25/I LED (мА)

При наличии напряжения питания 2,5...5,5 В на выв. 5 и 13 ИМС включение драйвера обеспечивается подачей высокого уровня напряжения на вход разрешения EN (выв. 12) этой микросхемы. При включении контроллер микросхемы MP1519 анализирует величину напряжения питания, ток светодиодов и включает тот или иной режим кратности вольтодобавки. Драйвер выключается (гашение светодиодов) низким уровнем на выв. 12 с задержкой 30 мкс.

По входу EN может осуществляться как аналоговый, так и ШИМ димминг светодиодов. Именно для ШИМ димминга необходима задержка выключения микросхемы. Для этого на вход разрешения EN подается внешний управляющий ШИМ сигнал частотой 50 Гц...50 кГц. Когда импульс управляющего сигнала заканчивается, ток светодиодов и их яркость плавно уменьшаются до нуля в течение 30 мкс. Чем больше скважность импульсов управления, тем меньше средняя яркость свечения светодиодов. При частоте сигнала управления более 50 кГ ц яркость регулируется неэффективно, а при частоте ниже 50 Гц становится заметным моргание светодиодов.

Для аналогового димминга на выв. 11 MP1519 подается постоянное напряжение регулировки через делитель напряжения R2 R1 (см. рис. 2). Изменением этого напряжения от 0 до 3 В на входе делителя R2 R1 можно изменять ток светодиодов от 0 до 15 мА.

Рис. 2. Цепь регулировки яркости постоянным напряжением

Компания MPS выпускает еще две микросхемы близких по схемотехнике и цоколевке к MP1519 - это MP1519L и MP3011.

Микросхема MP1519L рассчитана на работу с тремя белыми светодиодами и отличается от MP1519 тем, что у MP1519L выв. 1 не используется. Она изготавливается в корпусах QFN16 (3x3 мм) и TQFN16 (3x3 мм). Микросхема MP3011 рассчитана на работу только с двумя белыми светодиодами. У этой микросхемы также не используется выв. 14. Эта микросхема выпускается в корпусе QFN16 (3x3 мм).

Драйверы для питания сверхъярких светодиодов на основе повышающих (Boost, Step-Up) DC/DC-преобразователей от MPS

Подробное описание микросхемы MP2481 можно найти в , поэтому рассмотрим следующие микросхемы: MP3204, MP3205, MP1518, MP1523, MP1528, MP1521, MP1529 и MP1517.

Микросхема MP3204 представляет собой классический повышающий DC/DC-преобразователь, который при входном напряжении 2,5...6 В позволяет получить на последовательно соединенных светодиодах постоянное напряжение до 21 В. Максимально к MP3204 можно подключить до пяти светодиодов, но для оптимального управления изготовитель рекомендует подключать к выходу микросхемы три белых светодиода (см. рис. 3).

Рис. 3. Схема включения микросхемы MP3204

Микросхема содержит генератор 1,3 МГц, ШИМ, усилитель сигнала обратной связи, усилитель сигнала от датчика тока и выходной ключ на полевом транзисторе. Она изготавливается в миниатюрном корпусе TSOT23-6. Назначение выводов этой микросхемы приведено в таблице 3.

Таблица 3. Назначение выводов микросхемы MP3204

Драйвер на MP3204 (рис. 3) работает следующим образом. Микросхема включается подачей высокого уровня на вход разрешения EN (выв. 4). Когда выходной ключ (выв. 1 и 2) замкнут, через дроссель L1 идет нарастающий ток от источника питания и в сердечнике дросселя создается магнитное поле. Когда выходной ключ размыкается, в дросселе возникает ЭДС самоиндукции ("+" справа на рис. 4 и "-" слева), которая складывается с напряжением питания схемы. Этим суммарным напряжением через диод D1 заряжается накопительный конденсатор С2. Напряжение с этого конденсатора используется для питания последовательно соединенных светодиодов.

В качестве конденсатора входного фильтра С1 и накопительного конденсатора на выходе С2 обычно используются керамические конденсаторы. Емкость накопительного конденсатора С2 0,22 мкФ достаточна для большинства применений, но ее допустимо увеличить до 1 мкФ. Дроссель L1 должен иметь небольшое сопротивление постоянному току. В позиции D1 устанавливается диод Шоттки с прямым током 100...200 мА. Резистор R1, включенный последовательно со светодиодами, используется как датчик тока светодиодов. Для стабилизации тока светодиодов напряжение с R1, пропорциональное этому току, поступает на вход обратной связи FB микросхемы. Сопротивлением резистора R1 задается ток светодиодов.

Зависимость тока светодиодов от сопротивления резистора R1 приведена в таблице 4.

Таблица 4. Зависимость тока светодиодов от R1

Ток светодиодов, мА	Резистор R1, Ом

Для защиты источника питания от перегрузки при включении микросхема имеет встроенную схему "мягкого" запуска (soft start).

В микросхеме предусмотрены аналоговый и ШИМ димминг, причем, существуют три различных способа регулировки яркости. Для аналоговой регулировки используется цепь, показанная на рис. 4.

Рис. 4. Цепь аналогового димминга

При изменении регулирующего напряжения от 2 до 0 В ток светодиодов изменяется от 0 до 20 мА.

Кроме аналогового димминга могут использоваться два способа ШИМ димминга.

Суть первого способа заключается в том, что сигнал ШИМ с частотой до 1 кГц подается непосредственно на вход EN (выв. 4). Ток и яркость свечения светодиодов обратно пропорциональны скважности управляющих ШИМ импульсов, то есть прямо пропорциональны длительности этих импульсов.

При втором способе сигнал ШИМ частотой более 1 кГц подают на вход обратной связи FB (выв. 3) через развязывающий фильтр (см. рис. 5).

Рис. 5. Цепь ШИМ димминга по входу FB

Микросхема имеет защиту от перегрузки при уменьшении входного напряжения (Under Voltage Lockout) с порогом срабатывания 2,25 В и гистерезисом 92 мВ и защиту от перегрузки по превышению выходного напряжения, например при обрыве одного из светодиодов. Для этого выходное напряжение преобразователя подается на вход схемы защиты OV (выв. 5). Эта защита срабатывает при значении выходного напряжения 28 В и выключает преобразователь. Для повторной попытки его включения необходимо выключить, а затем опять включить питание схемы.

В микросхеме MP3205, в отличие от MP3204, отсутствует защита по выходному напряжению и вход OV Микросхема MP3205 изготавливается в 5-выводном корпусе TSOT23-5. Выв. 5 корпуса TSOT23-5 этой микросхемы по расположению и по назначению соответствует выв. 6 микросхемы MP3204 в корпусе TSOT23-6.

Очень близки по параметрам и схемотехнике к микросхемам MP3204 и MP3205 микросхемы MP1518 и MP1523, которые рассчитаны на управление до 6-ти светодиодами. MP1518 изготавливается в корпусах TSOT23-6 и QFN-8. Микросхема MP1518 в корпусе TSOT23-6 по выводам полностью совпадает с MP3204.

Микросхема MP1523 изготавливается только в корпусе TSOT23-6 и имеет ряд отличий от MP1518.

Цоколевка микросхемы MP1523 практически совпадает с MP3205, но отличается от нее тем, что выв. 5 (BIAS) MP1523 может подключаться или к плюсу источника питания (2,7...25 В) - почти как выв. 5 (IN) микросхемы MP3205, или к выходу схемы (к катоду D1). В последнем случае в микросхеме MP1523 будет работать схема защиты от перегрузки по превышению выходного напряжения с порогом срабатывания 28 В. Резистор-датчик тока, включенный последовательно со светодиодами, для этой микросхемы должен иметь сопротивление 20 Ом. Микросхема MP1523 не имеет схемы регулировки яркости светодиодов.

Еще один повышающий драйвер для питания 9-ти светодиодов выполняется на микросхеме MP1528 (корпус QFN6 размером 3x3 мм или MSOP8, в нем микросхема в маркируется как MP1528DK). Назначение выводов MP1528 приведено в таблице 5.

Таблица 5. Назначение выводов микросхемы

Типовая схема включения микросхемы MP1528 незначительно отличается от остальных рассмотренных выше драйверов (см. рис. 6).

Рис. 6. Схема включения микросхемы MP1528DQ (в корпусе QFN6)

Для обеспечения максимальной яркости свечения светодиодов на вход BRT надо подать напряжение более 1,2 В. Ток светодиодов при максимальной яркости определяется резистором R1, сопротивление которого можно рассчитать по формуле:

R1(кОм ) = U ВАТТ /(3·I LED (мА))

Аналоговый димминг осуществляется изменением постоянного напряжения на выводе BRT от 0,27 до 1,2 В.

Для обеспечения ШИМ димминга на вход BRT подается ШИМ сигнал частотой от 100 до 400 Гц, низкий уровень которого не должен превышать 0,18 В, а высокий должен быть не менее 1,2 В.

Микросхема имеет защиту от превышения выходного напряжения, с порогом срабатывания 40 В, а также защиту от понижения входного напряжения (порог срабатывания 2,1...2,65 В) и температурную защиту с порогом 160°С.

Один из самых мощных драйверов на DC-DC преобразователях от фирмы MPS - это микросхема MP1529 (мощнее из рассматриваемых ИМС только MP1517). Микросхема MP1529 должна быть особенно интересна читателям, так как она применятся в цифровых фотоаппаратах, видеокамерах и мобильных телефонах со встроенной цифровой фотокамерой. Она может управлять тремя цепями (линиями) последовательно включенных белых сверхъярких светодиодов.

Две из этих линий (LED1 и LED2) из шести светодиодов каждая, используются для задней подсветки жидкокристаллических (ЖК) индикаторов, а третья (LED3) из четырех светодиодов - для фотовспышки и для освещения объектов в темное время (режим Preview).

Напряжение питания микросхемы MP1529 составляет 2,7...5,5 В, а выходное напряжение - 25 В. Она имеет защиту от превышения выходного напряжения с порогом срабатывания 28 В, а также защиту от понижения входного напряжения с порогом срабатывания 2...2,6 В и гистерезисом 210 мВ. MP1529 имеет также температурную защиту (160°С) и изготавливается в корпусе QFN16 размером 4x4 мм. Назначение выводов MP1529 приведено в таблице 6, а типовая схема включения - на рис. 7.

Таблица 6. Назначение выводов микросхемы MP1529

№ вывода	Обозначение	Назначение
		Входы разрешения 1 и 2 (см. таблицу 8). Имеют внутренние подтягивающие резисторы
		Выход компаратора на накопительный конденсатор на входе каскада ШИМ
		На конденсатор схемы "мягкого" запуска (ШИМ таймера)
		Выход на цепь 4-х светодиодов 3 (вспышки)
		Выход на цепь 6-ти светодиодов 2 (задней подсветки дисплея)
		Выход на цепь 6-ти светодиодов 1 (задней подсветки дисплея)
		Выводы подключения резисторов, задающих токи цепей светодиодов LED1/LED2/LED3 соответственно до 30, 150 и 150 мА
		Вход схемы защиты от перегрузки
		Вывод стока выходного ключа
		Вход напряжения питания
		"Земля" силовой части

Рис. 7. Схема включения микросхемы MP1529

Входы разрешения EN1 и EN2 используются для включения различных режимов. Если на обоих входах низкий логический уровень L (0,3 В), то все 16 светодиодов будут погашены. Если на входе EN2 сохранить низкий уровень, а на EN1 установить высокий уровень H (1,4 В), то светодиоды вспышки (LED3) останутся выключенными, а 12 светодиодов подсветки (цепочки LED1 и LED2) будут светиться максимально ярко. Максимальная яркость и ток светодиодов подсветки задаются сопротивлением резистора RS1 (подключен к выв. 9). Если же при этом на вход EN1 подать управляющий ШИМ сигнал частотой 1...50 кГц, то в зависимости от скважности этого сигнала будет меняться яркость свечения светодиодов подсветки. Если на входе разрешения EN2 установить низкий логический уровень, дополнительно включится цепь из четырех светодиодов (LED3) в режиме освещения (preview). При этом ток светодиодов LED3 будет определяться сопротивлением резистора RS2 (выв. 10). Если на вход EN1 подать низкий уровень, а на EN2 высокий то светодиоды подсветки LED1 и LED2 погаснут, а светодиоды LED3 засветятся максимально ярко (режим вспышки). В этом режиме ток светодиодов LED3 задается сопротивлением резистора RS3 (выв. 11).

Сопротивление резисторов RS1, RS2 и RS3 (в кОм) рассчитывается по формулам:

RS1 = (950·U SET)/I LED_BL

RS1 = (1100·U SET)/I LED_PV

RS1 = (1000·U SET)/I LED_FL

где U SET - внутреннее опорное напряжение 1,216 В, I LED_BL - ток (в мА) одной из цепей светодиодов задней подсветки LED1 или LED2, I LED_PV - ток (в мА) светодиодов LED3 в режиме освещения, I LED_FL - ток (в мА) светодиодов LED3 в режиме вспышки.

Информация о режимах работы микросхемы MP1529 в зависимости от логических уровней на входах разрешения EN1 и EN2 сведена в таблицу 7.

Таблица 7. Режимы работы микросхемы MP1529 в зависимости от сигналов на входах EN1 и EN2

* L - низкий уровень, H - высокий уровень

Конденсаторы С1 и С2 - это накопительные конденсаторы фильтров на входе и выходе схемы соответственно, С3 - накопительный конденсатор фильтра управляющего напряжения на входе каскада ШИМ (этот ШИМ обеспечивает стабилизацию выходного напряжения), С4 - конденсатор схемы "мягкого" запуска (ШИМ таймера).

Микросхема MP1521 при напряжении питания 2,7 В позволяет подключать к ней до 9-ти, а при напряжении питания 5 В - до 15-ти сверхъярких светодиодов. Максимальное напряжение питания ИМС равно 25 В. MP1521 выпускается в корпусах MSOP10 (MP1521EK) и QFN16 (MP1521EQ). Назначение выводов этой микросхемы приведено в таблице 8, а схема включения для питания 9-ти светодиодов - на рис. 8.

Таблица 8. Назначение выводов микросхемы MP1521 в корпусах MSOP10, QFN16 (3x3 мм)

№ вывода		Обозначение	Назначение
MSOP
			Вход напряжения питания. Если UBATT
			Вход разрешения (включения). Активный уровень - высокий (1...10 В)
			Вывод опорного напряжения 1,23 В с нагрузочной способностью 200 мкА
			Вход аналоговой и/или ШИМ регулировки яркости
			Входы обратной связи для 3-х последовательных цепей светодиодов. При подключении одной или двух цепей светодиодов неиспользуемые входы надо подключать к любому используемому
			Вывод стока выходного ключа
			Не используются

Рис. 8. Схема включения микросхемы MP1521 в корпусе MSOP10

Резисторы R1, R2 и R3 (рис. 8) - датчики тока светодиодов.

При аналоговом димминге на вход EN подают напряжение в пределах 0,3...1,2 В, а при ШИМ диммминге - сигнал ШИМ частотой 100...400 Гц с низким уровнем не более 0,18 В и высоким не более 1,2 В.

Повышающий преобразователь и преобразователь типа SEPIC на микросхеме MP1517

Микросхему MP1517 изготовитель рекомендует использовать не только как повышающий DC/DC-преобразователь, но и как преобразователь типа SEPIC (Single-Ended Primary Inductance Converter - одновыводной первичный преобразователь на индуктивности). Напряжение питания этой микросхемы лежит в пределах 2,6...25 В. Она изготавливается в корпусе QFN16 размером 4x4 мм. Назначение выводов микросхемы MP1517 приведено в таблице 9, а типовая схема включения - на рис. 9.

Таблица 9. Назначение выводов микросхемы MP1517

№ вывода	Обозначение	Назначение
		Выход усилителя ошибки схемы стабилизации на RC-фильтр
		Не используются
		Вывод подключения конденсатора развязки внутреннего источника 2,4 В
		Вход разрешения (включения). Активный уровень - высокий (более 1,5 В)
		"Земля" сигнальной части
		Вход защиты от повышенного выходного напряжения при обрыве нагрузки (Open Load Shutdown)
		Вход напряжения питания. Если U BATT мало, то IN подключается к выходу
		Вывод стока выходного ключа
		"Земля" силовой части
		На конденсатор схемы "мягкого" запуска
		Вход цепи обратной связи

Рис. 9. Типовая схема включения микросхемы MP1517 для питания 18-ти светодиодов

Эта схема отличается от предыдущих (см. рис. 6 или 8) только тем, что для стабилизации тока светодиодов используется датчик тока одной последовательной цепи светодиодов из трех. Поэтому остановимся подробнее только на описании схемы DC/DC-преобразователя типа SEPIC на MP1517 (см. рис. 10).

Рис. 10. DC/DC-преобразователь типа SEPIC на микросхеме MP1517

Особенностью преобразователя SEPIC является то, что напряжение на его выходе может быть как больше, так и меньше входного, что обеспечивается наличием разделительного конденсатора С8 (см. ). Схема на рис. 10 вырабатывает напряжение 3,3 В на выходе при изменении входного напряжения от 3 до 4,2 В. Всякий преобразователь типа SEPIC собирается на основе импульсного повышающего преобразователя, что легко заметить и на приведенной схеме. Кроме того, этот повышающий преобразователь (на L1, D2) используется для питания самой микросхемы.

Рассмотрим, как работает преобразователь SEPIC на MP1517 в устойчивом режиме.

В результате предыдущей работы к моменту отпирания внутреннего ключа МС на полевом транзисторе конденсатор С8 будет заряжен ("+" - слева на рис. 10, "-" - справа). При открывании этого ключа С8 будет разряжаться через дроссель L2, в котором будет накапливаться энергия видеизменяю-щегося магнитного поля. Кроме того, магнитную энергию будет накапливать и дроссель L1, по которому будет протекать нарастающий ток от источника питания через этот же внутренний ключ микросхемы. При запирании ключа в дросселе L1 возникает ЭДС ("+" - справа, "-" - слева), которая складывается с напряжением источника питания и заряжает С8 ("+" - слева, "-" - справа) через D1 и конденсатор С2. Помимо этого, в L2 возникает ЭДС ("+" - вверху, "-" - внизу), заряжающая С2 через D1. При следующем отпирании внутреннего ключа микросхемы процесс повторится.

Величина напряжения на выходе преобразователя (на С2) зависит в первую очередь от скважности импульсов управления ключом и от тока нагрузки.

R1 R2 - делитель напряжения обратной связи, которая обеспечивает стабилизацию выходного напряжения, С6 - конденсатор фильтра напряжения ошибки. С5 - развязывающий резистор, а С4 - конденсатор схемы "мягкого" запуска.

Литература

1. Денг К. "Сравнение емкостных и индуктивных преобразователей постоянного тока". "Электронные компоненты". №8. 2007.

2. Цветков Д. "Новый регулируемый DC/DC-преобразователь для питания мощных светодиодов". "Современная Электроника". № 9. 2008.

3. Иоффе Д. "Разработка преобразователей импульсного напряжения с топологией SEPIC". "Компоненты и технологии". №9. 2006.

4. Ридли Р. "Анализ преобразователя SEPIC". "Компоненты и технологии". №5. 2008.