Простейшая схема плавного розжига и затухания светодиодов. плавное зажигание светодиодов

Плавный розжиг для светодиодов

Недавно решил собрать схему, которая позволила бы мне любую светодиодную ленту (будь то в автомобиле или дома) плавно разжигать. Изобретать велосипед я не стал, и решил немного по

ить. При поиске почти на каждом сайте находил схемы, где светодиодная нагрузка сильно ограничивается возможностями схемы.

Мне же хотелось, чтобы схема всего лишь плавно поднимала напряжение на выходе, чтобы диоды плавно разгорались и схема было обязательно пассивной (не требовала дополнительного питания и в режиме ожидания не потребляла бы ток) и обязательно была бы защищена стабилизатором напряжения для увеличения срока жизни моей подсветки.

А так как плат пока я травить не научился, то решил что сначала нужно освоить самые простые схемы и при монтаже использовать готовые монтажные платы, которые как и остальные компоненты схемы, можно приобрести в любом магазине радиодеталей.

Для того что собрать схему плавного розжига светодиодов со стабилизацией мне нужно было приобрести следующие компоненты:

Вообще, готовая монтажная плат достаточно удобная альтернатива так называемому методу “ЛУТ” где с помощью программы Sprint-Layout, принтера и того же текстолита можно собрать почти любую схему. Так вот, новичкам следует всё таки сначала освоить более простой вариант, который значительно проще и что самое главное “прощает ошибки” и так же не требует наличия паяльной станции.

Немного упростив исходную схему решил её перерисовать:


Знаю что на схемах транзистор и стабилизатор обозначается не так, но мне так проще, а вам будет нагляднее. А если же вы, как и я, успели позаботиться о стабилизации, то вам нужна ещё более простая схема:

Тоже самое, только без использования стабилизатора КРЕН8Б.

  • R3 — 10К Ом
  • R2 — 51К Ом
  • R1 — от 50К до 100К Ом (сопротивлением этого резистора можно управлять скоростью розжига светодиодов).
  • С1 — от 200 до 400мк Ф (можно и выбрать другие ёмкости, но превышать 1000мк Ф не стоит).

На тот момент мне нужны были две платы плавного розжига: — для уже сделанной подсветки ног. — для плавного розжига приборной панели.

Так как о стабилизации светодиодов подсвечивающих мои ноги я уже давно позаботился, то в схеме розжига КРЕНка уже была не нужна.

Схема плавного розжига без стабилизатора.

Для такой схемы я использовал всего 1.5 кв см монтажной платы, которая стоит всего 60 рублей.

Схема плавного розжига со стабилизатором напряжения.

Размеры 25 х 10 мм.

Достоинствами данной схемы является то, что подключаемая нагрузка зависит только от возможностей блока питания (аккумулятора авто), и от полевого транзистора IRF9540N, который очень надежен (дает возможность подключить через себя 140Вт нагрузки при токе до 23А (информация из интернета). Схема сможет выдержит 10 метров светодиодной ленты, но тогда транзистор придется охлаждать, благо в таком исполнении можно закрепить на полевик радиатор (что конечно приведёт к увеличению площади схемы).

При первом тестировании схемы было снято коротенькое видео:

А так как схему розжига для подсветки ног необходимо было подключать в разрыв основной схемы питания, то не долго думая как же её заизолировать, просто запихнул её в кусок велосипедной камеры.

Просто под рукой ничего не оказалось.

Схему нужно подключать в разрыв основной цепи питания (никакого дополнительного управляющего провода и тем более постоянного плюса конечно же не требуется).

Подключив схему плавного розжига снял ещё одно видео:

На этом всё, благодарю всех тех кто всё таки смог дочитать сей пост до конца. Конечно же для кого то это будет жёстким баяном, но надеюсь найдутся товарищи которым будет интересно.

Автор; Вячеслав Татаренко

Другие варианты подключения

В предыдущих схемах защитный диод был включен встречно-параллельно, однако его можно разместить и так:

Это вторая схема включения светодиодов на 220 вольт без драйвера. В этой схеме ток через резистор будет в 2 раза меньше, чем в первом варианте. А, следовательно, на нем будет выделяться в 4 раза меньше мощности. Это несомненный плюс.

Но есть и минус: к защитному диоду прикладывается полное (амплитудное) напряжение сети, поэтому любой диод здесь не прокатит. Придется подобрать что-нибудь с обратным напряжением 400 В и выше. Но в наши дни это вообще не проблема. Отлично подойдет, например, вездесущий диод на 1000 вольт — 1N4007 (КД258).

Не смотря на распространенное заблуждение, в отрицательные полупериоды сетевого напряжения, светодиод все-таки будет находиться в состоянии электрического пробоя. Но благодаря тому, что сопротивление обратносмещенного p-n-перехода защитного диода очень велико, ток пробоя будет недостаточен для вывода светодиода из строя.

Внимание! Все простейшие схемы подключения светодиодов в 220 вольт имеют непосредственную гальваническую связь с сетью, поэтому прикосновение к ЛЮБОЙ точке схемы — ЧРЕЗВЫЧАЙНО ОПАСНО!

Для уменьшения величины тока прикосновения нужно располовинить резистор на две части, чтобы получилось как показано на картинках:

Благодаря такому решению, даже поменяв местами фазу и ноль, ток через человека на «землю» (при случайном прикосновении) никак не сможет превысить 220/12000=0.018А. А это уже не так опасно.

Способы реализации плавного включения

Прежде чем определиться со способами реализации плавного запуска, необходимо выяснить, как работают УВПЛ. Принцип действия приборов этого типа основывается на способности сначала понижать, а затем постепенно повышать напряжение до оптимальной величины. Устройство подключается в разрыв провода между лампой (светильником) и выключателем.

При подаче напряжения его величина повышается за счет схем плавного запуска. Они могут быть собраны на транзисторах, симисторах или тиристорах по схемам ФИР (фазоимпульсный регулятор). Скорость повышения напряжения может варьироваться в пределах нескольких секунд: многое зависит от того, по какой схеме был собран прибор. Мощность нагрузки чаще всего не превышает 1400 Вт.

Блок питания

Блок защиты выступает в роли устройства, обеспечивающего плавное включение. Применение приспособления одновременно с лампой позволяет постепенно понизить напряжение, поступающее к осветительному прибору. Вольфрамовая нить в этом случае не испытывает большой нагрузки, что позволяет продлить ее срок эксплуатации.

По мере того, как электрический ток проходит сквозь блок, напряжение падает (с 220 В до 170 В). Скорость варьируется в пределах 2-4 секунд. Использование блока защиты по назначению приводит к снижению потока света на 50-60%. Устройства Uniel Upb-200W-BL выдерживают до 220 В, поэтому необходимо подключать к ним лампочки такой же мощности.

Устройство можно устанавливать рядом с выключателями или приборами освещения.

Устройство плавного включения

Механизм действия устройства плавного включения ламп накаливания (УПВЛ) такой же, как и у защитных блоков. Прибор имеет весомое преимущество – небольшой размер, поэтому его можно устанавливать в подрозетник (за выключатель), внутри распределительной коробки и потолочной лампы (под колпак). Подключение УПВЛ должно осуществляться последовательно, начиная с соединения прибора к фазному проводнику.

Диммирование

Диммеры обладают способностью регулировать электрический ток, поэтому эти приборы часто устанавливают в жилых помещениях. Устройства меняют яркость света, который дают галогеновые, светодиодные или лампы накаливания.

Реостат или переменный резистор считают простейшим диммером. Прибор был изобретен в 1847 году Кристианом Поггендорфом. С его помощью можно регулировать силу электрического тока и напряжение. Устройство состоит из нескольких деталей:

  • проводник;
  • регулятор сопротивления.

Сопротивление меняется плавно. Чтобы уменьшить яркость света, напряжение снижают. В этом случае величины, обозначающие силу тока и сопротивление, будут высокими, что спровоцирует перегрев осветительного прибора.

К диммерам относят также автотрансформаторы. У этих приборов коэффициент полезного действия достаточно высок. Напряжение подается неискаженным, частота оптимальная – не более 50 Гц. Существенный минус автотрансформатора – большой вес. Чтобы управлять ими, человек должен приложить максимум усилий.

Электронный вариант – наиболее простой и доступный прибор, с помощью которого можно контролировать силу тока. Основная деталь компактного устройства – переключатель (ключ), которым управляют тиристорными, симисторными и транзисторными полупроводниками.

Выделяют несколько способов регулирования диммера:

  • по переднему фронту;
  • по заднему фронту.

Подающееся на лампы накаливания напряжение можно регулировать обоими способами.

Чем хорошо плавное включение ламп?

Плавный пуск ламп накаливания в 220 В или 24-вольтового светильника повышает срок эксплуатации спирали, находящейся внутри герметично запаянной колбы из стекла. Чаще всего причиной перегорания становятся:

  • перепады напряжения;
  • вибрации, повреждения и скачки температуры в помещении;
  • высокая частота выключений и включений света.

В выключенном состоянии вольфрамовая спираль внутри лампы остается холодной, поэтому сопротивление понижено более чем в 10 раз. После включения по ней проходит ток и лампа начинает освещать помещение. Плавный пуск также смягчает агрессивное воздействие носителей электрического заряда (квазичастиц) на вольфрамовую нить.

Характеристики

Перед   расчётом схемы подключения светодиодов убедитесь в их параметрах и качестве. Китайцы очень часто обманывают, подсовывая LED с другими параметрами или с более низкой мощностью. Особенно хорошо у китайцев получается обманывать на SMD 5630 и SMD5730, общеизвестная мощность у них 0,5W. Цифры 5630 и 5730 обозначают только размер корпуса, например, 5,7мм на 3,0мм.

Пользуясь этим они устанавливают в стандартный корпус кристалл на 0,07W – 0,1W и затем продают их как с мощностью 0,5W. То есть световой поток будет в 5 раз меньше, чем вы ожидали. Хорошим примером будут светодиодные лампы кукурузы, которые просто утыканы маломощными LED в количестве от 20 до 130 штук. За счёт такого внешнего вида, кукуруза в глазах покупателя кажется  мощнее, чем диодная лампа с 10 диодами, аналогичного энергопотребления.

Так же они изготавливают копии общеизвестных производителей особенно Cree и Philips. На настоящие КРИ и Флипсы они похожи только внешне, технические характеристики хуже на 30-40%.

Схема подключения

Прежде чем начать сборку схемы с диммером, необходимо проверить мощностные характеристики. Мощность светодиодной ленты не должна превышать значения, указанные на корпусе устройства (лучше, если эти показатели будут меньше). Если диммер рассчитан на управление мощностью в 150 Вт, идеальным вариантом будет, если LED-лента будет потреблять около 147 Вт. Это поможет прослужить прибору очень долго.

Что касается непосредственно монтажа, здесь необходимо соблюдать общепринятый порядок работы для всех электрических сетей:

  1. Первоочередно нужно отключить питание сети, в контуре которой будет производиться установка. Отсутствие напряжения проверяется тестером или мультиметром. Необходимо убедиться в отсутствии возможности случайной подачи тока, при необходимости вывесить предупреждающий знак.
  2. В помещении устанавливается светодиодная лента, а в монтажную коробку ставят диммер с использованием соответствующих крепежных материалов и инструментов.
  3. К клеммам с маркировкой L и N нужно подключить фазный и нулевой провод соответственно. Определить положение питающих проводников необходимо до момента отключения сети.
  4. По окончании монтажа проверяют работоспособность собранной схемы.

Одноцветная

Светодиодная лента питается от источника постоянного тока напряжением 12 В, а бытовая сеть — источник переменного тока с напряжением 220 В. Диммируемая светодиодная лента запитывается через преобразователь 220/12 В. На вход подключается нуль и фаза сети, а на выход — светодиодная лента.

Важно не перепутать полярность проводников. При неправильном подключении лента просто не будет работать

Чтобы подключить светодиодную ленту длиной более 5 метров, можно воспользоваться несколькими вариантами монтажа:

  1. Использовать несколько блоков питания. Для каждой ленты отдельный источник питания.
  2. Один блок питания. Каждая лента подключается параллельно друг другу к выходу преобразователя.

Важно! Блок питания должен обладать достаточной мощностью, чтобы питать несколько светодиодных лент

RGB

Способ монтажа точно такой же, как и с монохромной лентой, с небольшим отличием. После блока питания устанавливают RGB-контроллер, который позволяет производить регулирование цветности светодиодной ленты

Важно учитывать мощность контроллера при подборе количества RGB-лент

Теперь непосредственно о подключении. К клеммам V+ и V- подключают пониженное напряжение от блока питания. К контактам на выводе подключают:

  • R (red) — красный провод;
  • G (green) — зеленый проводник;
  • B (blue) — синий провод;
  • V+ — желтый общий провод.

Каждый провод, кроме желтого, отвечает за соответствующий цвет ленты. Необходимо безошибочно подключить каждый проводник к своему гнезду. Ничего плохого не произойдет, но цвета будут отображаться неверно.

Управление по «минусу»

Выше переведенные схемы отлично подходят для применения в автомобиле. Однако сложность некоторых электрических схем состоит в том, что часть контактов замыкается по плюсу, а часть – по минусу (общему проводу или корпусу). Чтобы управлять приведенной схемой по минусу питания, её нужно немного доработать. Транзистор нужно заменить на p-канальный, например IRF9540N. Минусовой вывод конденсатора соединить с общей точкой трёх резисторов, а плюсовой вывод замкнуть на исток VT1. Доработанная схема будет иметь питание с обратной полярностью, а управляющий плюсовой контакт сменится на минусовой.

Схема данного розжига была сделана на основе записи бортового товарища. С паяльникам я дружу, но со схемами я на вы…

Вернёмся к схеме схема весьма бородатая в интернете, следовательно проверенна не раз, но есть одно но — в ней есть одна ненужная мне вещь управление по плюсу от замка зажигания и габаритов. врезаться в зажигание я не хочу, сделал просто со схемы выкинул тот самый управляющий элемент и резистор который отвечает за скорость розжига поставил регулируемый (R2* — поправка номинал 100 кОм, ).

Использование диммеров

Часто применяют контроллер для плавного включения ламп. Такой светорегулятор позволяет также управлять и яркостью освещения. Пользователь может заранее задать нужный режим или управлять включением-выключением при помощи хлопка или пульта. Все зависит от выбранной модели.

Диммер можно использовать и совместно с выключателем. Его обычно монтируют у двери. В таком случае его место в цепи будет на разрыве фазы и диммера. В некоторых случаях создается возможность регулирования включением люстры из двух мест квартиры. Для этого следует использовать два светорегулятора, которые соединены посредством распредкоробки.

Подключение блока питания для светодиодной ленты

Это в качестве бонуса – как практически подключить светодиодную ленту. Тут есть несколько тонкостей (не люблю слово “нюансы”).

Питание светодиодной ленты обеспечивается блоком питания. У него для этого случая важны два параметра: напряжение (обычно 12 или 24 Вольта) и мощность (зависит от длины ленты и мощности светодиодов). Чуть ниже расскажу об этом поподробнее.

Вот на всякий случай фото блока питания:

Блок питания для светодиодной ленты.

Этот блок мощностью на 60 Ватт, с запасом на два куска по 24 Ватта.

Контакты блока питания светодиодной ленты.

Раз уж заговорили о таких больших длинах, важное замечание. Если длина подключаемого участка светодиодной ленты 10 м и более, и весь этот участок можно окинуть взглядом, то можно будет заметить, что яркость к концу участка падает

Чтобы устранить этот эффект, нужно подключать такой длинный кусок ещё в одном месте. Например, в конце, или в середине.

При подключении светодиодной ленты к блоку питания главное – соблюдать полярность. По контактам – фаза, ноль, земля – это вход БП. Контакты -V и +V это выходное напряжение 12 В. Правее подстроечный резистор, им можно скорректировать выходное напряжение примерно от 11 до 13 Вольт.

На упаковке обычно пишется напряжение ленты, исходя из этого выбирается блок питания – 12 или 24 В.

Мощность LED-ленты должна быть не более 75% мощности блока питания. Иными словами, должен быть запас по мощности не менее 25%. Мощность данного куска (отрезка) ленты узнать просто. Надо мощность погонного метра (Ватт на метр) умножить на длину ленты.

Если мощность блока будет сравнима с мощностью нагрузки – блок может перегреться, особенно если установлен в тесном пространстве под потолком. А если мощность источника питания меньше мощности ленты, лента просто не сможет включиться, и будет моргать, пытаясь включиться. Другими словами – БП просто не сможет запуститься, будет срабатывать внутренняя защита.

И ещё по подключению блока питания. Ни в коем случае не подавайте на него питание через выключатель с подсветкой! Иначе будет нечто похожее, описанное в статье про то, как моргает выключенная энергосберегающая лампа. Здесь БП будет пытаться запуститься, и резистором 1 МОм не отделаться. Даже 100 кОм может быть мало.

Естественно, контакты должны быть тщательно защищены от случайного прикосновения. Ниже даны фото, как просто обезопасить от прикосновения к открытым контактам с помощью отрезка кабель-канала подобранной ширины.

Как закрыть контакты БП_безопасность с применением кабель-канала

Закрытые кабель-каналом контакты БП для светодиодной ленты

Есть блоки питания для светодиодной ленты со специальными защитными крышечками, но они помогают слабо, и электробезопасность всё равно низкая. Можно, конечно, замотать всё это изолентой… но смотреться будет не очень.

Есть и другие блоки питания, в пластиковых корпусах и влагозащищенные. Возможно, они более предпочтительнее в жилых помещениях, в местах, куда может залезть ребенок/кошка/собака.

Создание подсветки салона с 2-мя режимами яркости

Подсветку салона автомобиля можно организовать разными методами: будь то обычная светодиодная лента, на скорую руку, прилепленная клейкой лентой к обшивке потолка салона или же обычная сборка с димером, аккуратно спрятанная в плафон интерьера. В данной статье позвольте привести вам пример организации нескольких вариантов подсветки.

Все схемы проверены и работают безотказно – естественно, если сборка осуществлена грамотно. Ниже вы можете просмотреть видео, на котором ярко продемонстрирован принцип работы схем.

Давайте приступим к работе.

1. Стабилизатор напряжения на транзисторе LM-317

Первая схема была реализована на базе транзистора LM-317, который играет роль стабилизатора напряжения в схеме.

Обратимся к самой схеме.

Мощность данной микросхемы составляет всего 1.5 единиц, а при условии установки небольшого радиатора, зная, что ток через эту сборку из 3-х диодов – 20 мА (0.02 А) кол-во цепочек можно легко рассчитать. Для сборки из 10-ти – 20ти подобных «подсхем» радиатор не нужен.

При правильной сборке – устройство выглядит довольно компактным.

Важно!!! Сборка элементов, пайка и коммутация устройства должно осуществляться, исключительно имея хотя бы базовые навыки и умения в электротехнике. В противном случае неправильная сборка может: минимум просто не включиться, максимум – перегорит предохранитель в автомобиле

Входы и выходы сборки можете найти на схеме, приведенной выше.

2. Плавное включение-выключение подсветки

Вторая схема довольно-таки распространена среди «дежурных самоделок» наших умельцев, она не слишком сложна в исполнении и вполне работоспособна.

Обратимся к схеме.

В сборке использован полевик (полевой транзистор), который и управляет каналом диодов. Отсюда следует, что номинальные показатели транзистора должны быть выше, чем у предыдущей сборки. По желанию в сборке можно использовать любое кол-во светодиодов – это

никаким образом не влияет на интервал розжига и затухания. Основным требованием является, то, что мимо ключа зажигания должно проходить +12 вольт. Схем применима как для обычных ламп накаливания, так и к светодиодным лентам.

Сборка такая же компактная, как и в предыдущем примере.

Подсветка с регулируемой яркостью.

Немного отступления и теории. Данная сборка особо подойдет людям, которые особо не приветствуют излишеств в подсветках, но ценят в вещах практичность. Схема, приведенная ниже, имеет два режима яркости – «ярко и очень ярко», то есть режим «День» и режим «Ночь».

В сборке применялся переменный резистор 5К:

– обозначение на схеме. Данный вид резисторов позволяет регулировать свое сопротивление, тем самым меняя яркость лампочек в подсветке. Регулирование можно осуществить один раз, но и можно данный элемент вывести за пределы сборки и регулировать по ситуации.

Режим «НОЧЬ»

Режим «ДЕНЬ»

НЕ советуется совмещать светодиодную ленту и стабилизаторы L78xx – серий, где ХХ – номинальные значения –в автомашине. Например, сериям 7812 остро будет не хватать напряжения от бортовой сети, что прямо пропорционально влияет на яркость светодиодов. А для 7809 – бортового напряжения будет слишком даже достаточно, но для таких стабилизаторов необходимо будет строить иные диодные цепочки.

ВНИМАНИЕ!!! Схемы с диодами постоянные для дома кардинально отличаются от схем, собранных для автомобиля. Ведь в домашних условиях, для подобных конструкций, можно подобрать блоки питания подходящих диапазонов, а в автомашине – иметь дело с уже существующим напряжением

Автор; Вадим Корнелюк Ровно, Украина

← Предыдущая запись

Следующая запись →

Тестирование мигающих RGB светодиодов

Компьютерный блок питания выступает идеальным вариантом тестирования светодиодов SMD0603. Нужно просто поставить резистивный делитель. Согласно схеме технической документации оценивают сопротивления p-n переходов в прямом направлении, заручившись помощью тестера. Прямое измерение здесь невозможно. Соберем схему, показанную ниже:

Схема оценки сопротивления p-n переходов

Микросхема дана вместе с номерами ножек согласно техническим характеристикам.
Питание подается на катод, полярность напряжения отрицательная. 3,3 вольта хватит открыть p-n переходы.
Переменный резистор нужен небольшого номинала. На рисунке установлен с максимальным пределом 680 Ом. В таком положении должен находиться изначально.
Сопротивление открытого p-n перехода невелико, нужен значительный запас, чтобы диоды не погорели (помним, что максимальное прямое напряжение составляет 3 В)

Принимается во внимание факт: при низком вольтаже сопротивление каждого светодиода составит 700 Ом. При параллельном включении суммарное сопротивление вычисляется формулой, показанной на рисунке

Подставляя в качестве трех входных параметров 700, получаем 233 Ом. Сопротивление светодиодов, когда только-только начнут открываться (по крайней мере, так полагаем).
Формула расчета суммарного сопротивления

Понадобится контролировать режим тестером (см. рисунок). Постоянно измеряем напряжение на светодиодной микросхеме, одновременно уменьшая значение сопротивления, пока разница потенциалов поднимется до 2,5 В. Дальше повышать вольтаж попросту опасно, быть может, многие остановятся на 2,2 В.
Затем из пропорции найдем искомое сопротивление светодиодной микросхемы: (3,3 – 2,5)/2,5 = R пер / Rобщ, R пер – сопротивление переменного резистора, когда напряжение на дисплее тестера достигает 2,5 В. R общ = 3,125 R пер.

Провод +3,3 В блока питания компьютера оранжевой изоляции, схемную землю берем с черного

Обратите внимание: опасно включать модуль без нагрузки. Идеально подключить DVD-привод или другое устройство

Допускается при наличии умения обращения с приборами под током снять боковую крышку, извлечь оттуда нужные контакты, не снимать блок питания. Подключение светодиодов иллюстрирует схема. Измерили сопротивление на параллельном подключении светодиодов и остановились?

Теперь знаем, как сделать мигающую светодиодную подсветку своими руками. Можно ли варьировать время срабатывания. Полагаем, внутри должны использоваться емкости. Возможно, собственные паразитные элементы p-n переходов светодиодов. Подключая переменный конденсатор параллельно схеме на вход, можно попробовать что-либо изменить. Номинал очень мал, измеряется пФ. Маленькая микросхема лишена больших емкостей. Допускаем, резистор, подключенный параллельно микросхеме (см. пунктир на рисунке), усаженный на землю, будет образовывать точный делитель. Стабильность возрастет.

Номиналы нужно брать весомые, не забывать: значительно ограничим ток, идущий через светодиоды. Фактически потребуется продумать вопрос согласно ситуации.

Как выбрать светодиод для подключения к 12 вольтам

Необходимый вид диодов подбирают исходя из конкретных задач. На рынке существует множество вариантов, от индикаторных до сверхмощных. Для подсветки кнопок и индикаторов на панели приборов в авто можно использовать маломощные диоды. Для подсветки интерьера квартиры или машины применяют простые сверхъяркие. Для установки в головную оптику, дневные головные огни автомобилей или в фонарики устанавливают мощные светодиоды.

Важным фактором является размер и форма корпуса. В зависимости от предназначения могут использоваться диоды в круглом корпусе или детали поверхностного монтажа (SMD). Все зависит от потребности и задач.

Размеры

Для фиксации различных материалов надо выбирать дюбель-гвозди соответствующего размера. Его маркировка содержит 2 цифры, к примеру, 5х30 – первая из них показывает диаметр крепления, а вторая – размер самого метиза в миллиметрах. Наиболее востребованными являются метизы следующих типоразмеров:

  • 5х25, 5х30, 5х40;
  • 6х30, 6х32, 6х49, 6х35, 6х40, 6х50, 6х60, 6х70;
  • 8х80, 8х50, 8х60, 8х80, 8х100, 8х120, 8х140;
  • 10х80, 10х100, 10х120, 10х130, 10х140, 10х160.

Любые типы крепежа имеют свои ограничения по предельной нагрузке, поэтому подбор длины прямо зависит от величины самого закрепляемого материала. Так, дюбель с параметрами 6х40 станет удачным решением для закрепления профиля в строениях КПД, где стенки и потолки не предусматривают полости. Для кирпичных блоков оптимальны дюбель-гвозди размера 6х60 либо 6х80.

AL9910

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

Вот ее основные характеристики:

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

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

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

Стоимость микросхем — около 60 руб/шт.

Типовая схема включения (без диммирования) выглядит так:

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

Rsense = 0.25 / (ILED + 0.15⋅ILED)

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

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

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

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

Индуктивность дросселя рассчитывается по страшной на первый взгляд формуле:

L ≥ (VIN — VLEDs)⋅VLEDs / (0.3⋅VIN⋅fosc⋅ILED)

Пример расчета

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

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

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

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

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

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

Осталось рассчитать Rsense:

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

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

И вот, собственно, какая схема у нас получилась:

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

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

В статье были использованы следующие радиодетали:

Светодиоды
Cree XM-L T6 (10Вт, 3А) 135 руб/шт.
Cree XM-L2 T6 (10Вт, 3А, медь) 360 руб/шт.
Транзисторы
40N06 11 руб/шт.
IRF7413 14 руб/шт.
IPD090N03L 14 руб/шт.
IRF7201 17 руб/шт.
50N06 12 руб/шт.
Диоды Шоттки
STPS2H100A (2А, 100В) 15 руб/шт.
SS34 (3А, 40В) 90 коп/шт.
SS56 (5А, 60В) 3.5 руб/шт.

Особенности подключения светодиодов

В большинстве случаев для подключаемых светодиодов требуется ограничение тока с помощью резисторов. Но, иногда вполне возможно обойтись и без них. Например, фонарики, брелоки и другие сувениры со светодиодными лампочками питаются от батареек, подключенных напрямую. В этих случаях ограничение тока происходит за счет внутреннего сопротивления батареи. Ее мощность настолько мала, что ее попросту не хватит, чтобы сжечь осветительные элементы.

Однако при некорректном подключении эти источники света очень быстро перегорают. Наблюдается стремительное падение яркости свечения, когда на них начинает действовать нормальный ток. Светодиод продолжает светиться, но в полном объеме выполнять свои функции он уже не может. Такие ситуации возникают, когда отсутствует ограничивающий резистор. При подаче питания светильник выходит из строя буквально за несколько минут.

Одним из вариантов некорректного подключения в сеть на 12 вольт является увеличение количества светодиодов в схемах более мощных и сложных устройств. В этом случае они соединяются последовательно, в расчете на сопротивление батарейки. Однако при перегорании одной или нескольких лампочек, все устройство выходит из строя.

Существует несколько способов, как подключить светодиоды на 12 вольт схема которых позволяет избежать поломок. Можно подключить один резистор, хотя это и не гарантирует стабильную работу устройства. Это связано с существенными различиями полупроводниковых приборов, несмотря на то, что они могут быть из одной партии. Они обладают собственными техническими характеристиками, отличаются по току и напряжению. При превышении током номинального значения один из светодиодов может перегореть, после этого остальные лампочки также очень быстро выйдут из строя.

В другом случае предлагается соединить каждый светодиод с отдельным резистором. Получается своеобразный стабилитрон, обеспечивающий корректную работу, поскольку токи приобретают независимость. Однако данная схема получается слишком громоздкой и чрезмерно загруженной дополнительными элементами. В большинстве случаев ничего не остается, как подключить светодиоды к 12 вольтам последовательно. При таком подключении схема становится максимально компактной и очень эффективной. Для ее стабильной работы следует заранее позаботиться об увеличении питающего напряжения.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий