8-900-374-94-44
Светодиоды питаются не напряжением, а током, поэтому важной задачей является ограничение тока проходящего через диод. Где то можно обойтись простым резистором, но если напряжение не очень стабильно, или диод потребляет большой ток – то лучше применить что-нибудь посерьезнее. Стабилизаторы тока бывают линейные и импульсные, в этой статье речь пойдёт о самом простом ограничителе тока на LM317.
10Вт RGB светодиод в работе (2% мощности)
Эта микросхема очень универсальна, на ней можно строить как всевозможные линейные стабилизаторы напряжении, так и ограничители тока, зарядные устройства… Но остановимся на ограничители тока. Микросхема ограничивает ток, а напряжение диод берёт столько, сколько ему нужно. Схема очень проста, состоит всего из двух деталей: самой микросхемы и задающий ток резистора:
Схема драйвера (из datasheet)
Схема включения драйвера тока
Минимальное напряжение должно быть минимум на 2-4В больше чем напряжение питания кристалла светодиода. Схема позволяет ограничивать ток от 10мА до 1,5А с максимальным входным напряжением 35В. При большом перепаде напряжений и(или) больших токах микросхему нужно посадить на радиатор. Если же требуются большие входные напряжения или ток, или нужно уменьшить потери, или тепловыделение то уже стоит использовать импульсный драйвер (будет рассмотрен позже).
Резистор рассчитывается по следующей формуле:
R1=1.25В/Iout
где ток взят в Амперах, а сопротивление в Омах.
Небольшая рассчитанная таблица:
Платой из трёх таких драйверов запитал 10Вт трехцветный светодиод.
Драйвер RGB светодиода на LM317
Драйвер разместился на втором радиаторе с обратной стороны 10Вт светодиода, на момент написания статьи надёжно прикручен к радиатору и прикрыт алюминиевой пластиной.
Кристаллы светодиода потребляют до 350мА, напряжения: Красный 8-9В, Синий и Зелёный 10-11В. Напряжение на входе драйвера 13-14В, максимальный потребляемый ток 9,6А.
Статья обновлена 18.1.2012
alex-exe.ru
В последнее время интерес к схемам стабилизаторов тока значительно вырос. И в первую очередь это связано с выходом на лидирующие позиции источников искусственного освещения на основе светодиодов, для которых жизненно важным моментом является именно стабильное питание по току. Наиболее простой, дешевый, но в то же время мощный и надежный токовый стабилизатор можно построить на базе одной из интегральных микросхем (ИМ): lm317, lm338 или lm350.
Прежде чем перейти непосредственно к схемам, рассмотрим особенности и технические характеристики вышеприведенных линейных интегральных стабилизаторов (ЛИС).
Все три ИМ имеют схожую архитектуру и разработаны с целью построения на их основе не сложных схем стабилизаторов тока или напряжения, в том числе применяемых и со светодиодами. Различия между микросхемами кроются в технических параметрах, которые представлены в сравнительной таблице ниже.
| LM317 | LM350 | LM338 | |
|---|---|---|---|
| Диапазон значений регулируемого выходного напряжения | 1,2…37В | 1,2…33В | 1,2…33В |
| Максимальный показатель токовой нагрузки | 1,5А | 3А | 5А |
| Максимальное допустимое входное напряжение | 40В | 35В | 35В |
| Показатель возможной погрешности стабилизации | ~0,1% | ~0,1% | ~0,1% |
| Максимальная рассеиваемая мощность* | 15-20 Вт | 20-50 Вт | 25-50 Вт |
| Диапазон рабочих температур | 0° — 125°С | 0° — 125°С | 0° — 125°С |
| Datasheet | LM317.pdf | LM350.pdf | LM338.pdf |
* — зависит от производителя ИМ.
Во всех трех микросхемах присутствует встроенная защита от перегрева, перегрузки и возможного короткого замыкания.
Lm317, самая распространенная ИМ, имеет полный отечественный аналог — КР142ЕН12А.
Выпускаются интегральные стабилизаторы (ИС) в монолитном корпусе нескольких вариантов, самым распространенным является TO-220. 
Микросхема имеет три вывода:
Наибольшее применение ИС нашли в источниках питания светодиодов. Рассмотрим простейшую схему стабилизатора тока (драйвера), состоящую всего из двух компонентов: микросхемы и резистора. 
Если рассматривать самую популярную ИМ, Lm317t, то сопротивление резистора рассчитывают по формуле: R=1,25/I0 (1), где I0 – выходной ток стабилизатора, значение которого регламентируется паспортными данными на LM317 и должно быть в диапазоне 0,01-1,5 А. Отсюда следует, что сопротивление резистора может быть в диапазоне 0,8-120 Ом. Мощность, рассеиваемая на резисторе, рассчитывается по формуле: PR=I02×R (2). Включение и расчеты ИМ lm350, lm338 полностью аналогичны.
Полученные расчетные данные для резистора округляют в большую сторону, согласно номинальному ряду.
Постоянные резисторы производятся с небольшим разбросом значения сопротивления, поэтому получить нужное значение выходного тока не всегда возможно. Для этой цели в схему устанавливается дополнительный подстроечный резистор соответствующей мощности. Это немного увеличивает цену сборки стабилизатора, но гарантирует получение необходимого тока для питания светодиода. При стабилизации выходного тока более 20% от максимального значения, на микросхеме выделяется много тепла, поэтому ее необходимо снабдить радиатором.
Допустим, необходимо подключить мощный светодиод с током потребления 700 миллиампер. Согласно формуле (1) R=1,25/0,7= 1.786 Ом (ближайшее значение из ряда E2—1,8 Ом). Рассеиваемая мощность по формуле (2) будет составлять: 0.7×0.7×1.8 = 0,882 Ватт (ближайшее стандартное значение 1 Ватт).
На практике, для предотвращения нагрева, мощность рассеивания резистора лучше увеличить примерно на 30%, а в корпусе с низкой конвекцией на 50%.
Кроме множества плюсов, стабилизаторы для светодиодов на основе lm317, lm350 и lm338 имеют несколько значительных недостатков – это низкий КПД и необходимость отвода тепла от ИМ при стабилизации тока более 20% от максимального допустимого значения. Избежать этого недостатка поможет применение импульсного стабилизатора, например, на основе ИМ PT4115.
Читайте так жеledjournal.info
LM317 и светодиоды
статья с переработанная с сайта http://invent-systems.narod.ru/LM317.htm
Долговечность светодиодов определяется качеством изготовления кристалла, а для белых светодиодов еще и качеством люминофора. В процессе эксплуатации скорость деградации кристалла зависит от рабочей температуры. Если предотвратить перегрев кристалла, то срок службы может быть очень велик до 10 и более лет.
От чего может быть вызван перегрев кристалла? Он может быть вызван только чрезмерным увеличением тока. Даже короткие импульсы тока перегрузки сокращают срок жизни светодиода, например, если в первый момент, после скачка тока визуально это воздействие не заметно и кажется, что светодиод не пострадал.
Статья в pdf
Повышение тока может быть вызвано нестабильностью напряжения или электромагнитными (электростатическими) наводками на цепи питания светодиода.
Дело в том, что главным параметром для долговечности светодиода является не напряжение его питания, а ток, который по нему течет. Например, красные светодиоды по напряжению питания могут иметь разброс от 1,8 до 2,6 V, белые от 3,0 до 3,7 V. Даже в одной партии одного производителя могут встречаться светодиоды с разным рабочим напряжением. Нюанс заключается в том, что светодиоды изготовленные на основе AlInGaP/GaAs (красные, желтые, зеленые – классические) довольно хорошо выдерживают перегрузку по току, а светодиоды на основе GaInN/GaN (синие, зеленые (сине-зеленые), белые) при перегрузке по току, например, в 2 раза живут … 2-3 часов!!! Так что, если Вы желаете, чтобы светодиод горел и не сгорел в течение хотя бы 5 лет позаботесь о его питании.
Если мы устанавливаем светодиоды в цепочку (последовательное соединение) или подключаем параллельно, то добиться одинаковой светимости можно только если протекающий ток через них будет одинаков.
Также опасно для светодиодов высокое обратное напряжение. У светодиодов обычно порог обратного напряжения не превышает 5-6 V. Для зашиты светодиода от импульсов обратного напряжения рекомендуется устанавливать выпрямительный диод в обратном направлении.
Как построить своими руками самый простой стабилизатор тока? И желательно из недорогих комплектующих.
Обратим внимание на стабилизатор напряжения LM317, который легко превратить в стабилизатор тока при помощи только одного резистора, если нужно стабилизировать ток в пределах до 1 A или LM317L, если необходима стабилизация тока до 0,1 А.
Так выглядят стабилизаторы LM317 с рабочим током до 3 А.
Так выглядят стабилизаторы LM317L с рабочим током до 100 мА.
На Vin (input) подается напряжение, с Vout (output) – снимается напряжение, а Adjust – вход регулировки. Таким образом,
Для того чтобы LM317 превратить в стабилизатор тока нужен всего 1 резистор!
Схема включения выглядит следующим образом:
По формуле внизу рисунка очень просто рассчитать величину сопротивления резистора для необходимого тока. Т.е сопротивление резистора равно – 1,25 деленное на требуемый ток. Для стабилизаторов до 0,1 A подходит мощность резистора 0,25 W. На токи от 350 мА до 1 А рекомендуется 2 W. Ниже привожу таблицу резисторов на токи для широко распространенных светодиодов.
| Ток (уточненный ток для резистора стандартного ряда) | Сопротивление резистора | Примечание | |
| 20 мА | 62 Ом | стандартный светодиод | |
| 30 мА (29) | 43 Ом | “суперфлюкс” и ему подобные | |
| 40 мА (38) | 33 Ом | ||
| 80 мА (78) | 16 Ом | четырех-кристальные | |
| 350 мА (321) | 3,9 Ом | 1 W | |
| 750 мА (694) | 1,8 Ом | 3 W | |
| 1000 мА (962) | 1,3 Ом | 5 W |
Вот пример с учетом всего выше сказанного. Сделаем стабилизатор тока для белых светодиодов с рабочим током 20 мА, условия эксплуатации автомобиль (сейчас так моден световой тюннинг….).
Для белых светодиодов рабочее напряжение в среднем равно 3,2 V. В легковой автомашине бортовое напряжение колеблется в среднем от 11,6 V в режиме работы от аккумулятора и до 14,2 V при работающем двигателе. Для российских машин учтем выбросы в “обратке” и в прямом направлении до 100 ! вольт.
Включить последовательно можно только 3 светодиода – 3,2*3 = 9,6 вольта, плюс 1,25 падение на стабилизаторе = 10,85. Плюс диод от обратного напряжения 0,6 вольта = 11,45 вольта.
Полученное значение 11,45 вольта ниже самого низкого напряжения в автомобиле – это хорошо! Это значит на выходе будет всегда наши 20 мА независимо от напряжения в бортовой сети автомобиля. Для защиты от выбросов положительной полярности поставим после диода супрессор на 24 вольта.
P.S. Подбирайте количество светодиодов так, чтобы на стабилизаторе оставалось как можно меньше напряжения (но не меньше 1,3 вольта), это необходимо для уменьшения рассеиваемой мощности на самом стабилизаторе. Это особенно важно для больших токов. И не забудьте, что на токи от 350 мА и выше LMка потребуется радиатор.
Вот и все!
Cхема. РИСУНОК 1
Z1 супрессор или стабилитрон для дешевых светодиодов можно и не ставить, но диод в автомобиле обязателен! Рекомендую его ставить даже, если вы просто подключаете светодиоды с гасящим резистором. Как рассчитывать сопротивление резистора для светодиодов я думаю описывать излишне, но если надо пишите на форуме.
Краткое описание к схеме рис.1
Количество светодиодов в цепочке надо выбирать с учетом вашего рабочего напряжения минус падение напряжения на стабилизаторе и минус на диоде.
Например: Вам необходимо в автомобиле подключить белые светодиоды с рабочим током в 20 мАм. Обратите внимание, что 20 мА – это рабочий ток для ФИРМЕННЫХ дорогих светодиодов!!! Только фирма гарантирует такой ток. Если вы не знаете точного происхождения, то выбирайте ток в пределах 14-15 мА. Это для того, что бы потом не удивляться, почему так быстро упала яркость или, вообще, почему они так быстро перегорели. Это тоже актуально и для мощных светодиодов. Потому что к нам завозят не всегда то, что маркировано на изделии.
Вопрос 1. Сколько можно включить их последовательно? Для белых светодиодов рабочее напряжение 3,0-3,2 вольта. Примем 3,1. Напряжение минимальное рабочее на стабилизаторе (исходя из его опорного 1,25) приблизительно 3 V. Падение на диоде 0,6 V. Отсюда суммируем все напряжения и получаем минимальное рабочее напряжение выше которого наступает режим стабилизации тока на заданном уровне (если ниже, соответственно ток будет ниже) = 3,1*3 +3,0+0,6 = 12,9 V. Для автомобиля минимальное напряжение в сети 12,6 – это нормально.
Для белых светодиодов на 20 мА можно включать 3 шт, для сети 12,6 V. Учитывая, что при включенном двигателе нормальное рабочее напряжение сети 13,6 V (это номинальное, в других вариантах может быть и выше!!!), а рабочее LM317 до 37 V
Вопрос 2 – как рассчитать сопротивление резистора задающего ток! Хотя выше и было описано, вопрос задают постоянно.
R1 = 1,25/Ist.
где R1 – сопротивление токозадающего резистора в Омах.
1,25 – опорное (минимальное напряжение стабилизации) LM317
Ist – ток стабилизации в Амперах.
Нам нужен ток в 20 мА – переводим в амперы = 0,02 А.
Вычисляем R1 = 1,25 / 0,02 = 62,5 Ом. Принимаем ближайшее значение 62 Ома.
Еще пару слов о групповом включении светодиодов.
Идеально – это последовательное включение со стабилизацией тока.
Светодиоды – это в принципе стабилитроны с очень малым обратным рабочим напряжениям. Если есть возможность наводок высокого напряжения от близ лежащих высоковольтных проводов, то необходимо каждый светодиод зашунтировать защитным диодом. (для справки многие производители особенно для мощных диодов это уже делают вмонтируя в изделие защитный диод).
если необходимо подключить массив из светодиодов, то рекомендую такую схему включения.
Резисторы необходимы для выравнивания токов по цепям и являются балластными нагрузками при повреждениях светодиодов в массиве.
Как рассчитать значение гасящего резистора для светодиода? Расчет проводиться по закону Ома.
Ток в цепи равен напряжению делённому на сопротивление цепи.
I led = V pit / на сопротивление диода и резистора.
Сопротивление резистора и диода мы не знаем, но знаем наш рабочий ток и падение напряжения на светодиоде.
Для маломощных светодиодов с током 20 мАм необходимо принимать:
| Тип светодиода | Рабочее напряжение (падение на светодиоде) |
| Инфракрасный | 1,6-1,8 |
| Красный | 1,8-2,0 |
| Желтый (зеленый) | 2,0-2,2 |
| Зеленый | 3,0-3,2 |
| Синий | 3,0-3,2 |
| Ультрафиолетовый | 3,1-3,2 |
| Белый | 3,0-3,1 |
Зная падение напряжения на светодиоде можно вычислить остаток – напряжение на резисторе.
Например, питающее напряжение V pit = 9 V. Мы подключаем 1 белый светодиод, падение на нем 3,1 V. Напряжение на резисторе будет = 9 – 3,1 = 5,9 V.
Вычисляем сопротивление резистора:
R1 = 5.9 / 0.02 = 295 Ом.
Берем резистор с близким более высоким сопротивлением 300 ом.
PS. Не всегда характеристики на рабочий ток светодиода соответствуют истине, это актуально особенно для светодиодов изготовленных “не знаю где”, для светодиодов (любых) надо большое внимание уделить отводу тепла, а так как это условие не всегда выполнимо, то по этому рекомендую для “20 мА” светодиодов выбирать ток в районе 13-15 мА. Если это SMD на 50 мА, нагружать током 25-30 мА. Эта рекомендация особенно актуальна для светодиодов с рабочим напряжением в районе 3,0 вольт (белые, синие и истинно зеленые) и светодиодов в SMD исполнении. Т.е. не задавайте максимальный ток по описанию, сделаете его на 10-25% меньше, срок службы будет в 10 дольше :)…
Рекомендую обратить внимание на драйверы, правда цена на них еще кусается
NSI45015W, NSI45020, NSI45020A, NSI45020J, NSI45025, NSI45025A, NSI45025AZ, NSI45025Z, NSI45030, NSI45030A,
NSI45030AZ, NSI45030Z, SI45035J, NSI45060JD, NSI45090JD, NSI50010YT1G, NSI50350AD, NSI50350AS
Скользящая средняя, скользящее среднее (англ. moving average, MA) — общее название для семейства функций, значения которых в каждой точке определения равны среднему значению исходной функции за предыдущий период. Скользящие средние обычно используются с данными временных рядов для сглаживания краткосрочных колебаний …
Музыкальная тема к статье, слушаем: Настало время познакомиться c ESP32 и для меня, для этого я приобрел в ГАММЕ отладочную плату с модулем ESP-WROOM-32 (ESP32-DevKitC). Первая задача, как он подключается, …
I2C MODULE Обход ошибок в версии I2C MODULE – PIC18F25K42 Device ID Revision = A001 В Серии K42 применен совершенно новый модуль шины I2C, который позволяет поддерживать все режимы этой …
CCP – модуль можно использовать в трех режимах: Capture – позволяет захватывать входной сигнал и определять его параметры (длительность или частоту). Дополнительно управлять внутренними модулями. Compare – позволяет формировать импульсы …
Датчик приближения от Румена ЖелеваПроект на Болгарском языке. Автор Румен Желев. Болгария. Проект, датчик приближения в котором устранены все недостатки влияния засветки посторонними источниками. Применен совершенно оригинальный принцип контроля ИК излучения. Основната идея на …
Производитель http://www.world-semi.com Краткое описание продукции фирмы Каталог продукции” catcatcat_ws_19 catcatcat_ws_15 catcatcat_ws_11 catcatcat_ws_07 catcatcat_ws_03 catcatcat_ws_18 catcatcat_ws_14 catcatcat_ws_10 catcatcat_ws_06 catcatcat_ws_02 catcatcat_ws_05 catcatcat_ws_09 catcatcat_ws_13 catcatcat_ws_17 catcatcat_ws_16 catcatcat_ws_12 catcatcat_ws_08 catcatcat_ws_04 catcatcat_ws_01 This jQuery slider was …
Тема проекта продолжение следует…. Это может быть интересно Метки:LED
Первое, что надо понять назначение кнопок клавиш пульта, а также, что за кодирование реализовано в ИК- пульте. Для назначения клавиш обратимся к описанию, а для взлома кодирования воспользуемся старым и …
Простой цифровой вольтметр постоянного тока. Три диапазона измерений с автоматическим переключением 1 – 0,001 – 0,999 V, 2 – 0,01-9,99 V, 3 – 0,1-99,9. Четыре управляемых выхода с возможностью задания функции контроля и времени реакции на …
PIC18 – модуль DMAВведение Модуль прямого доступа к памяти (DMA) предназначен для обслуживания передачи данных непосредственно между различными областями памяти без вмешательства процессора. Исключив при этом необходимость в интенсивной обработки прерываний процессором, …
catcatcat.d-lan.dp.ua
Освещаем наш любимый пепелац
galan » 18 янв 2013, 19:26
Планирую капитальные светодиодные переделки в авто. Задумался: если ли смысл морочиться с LM317? Может проще на каждый светодиод поставить по драйверу из китая вроде такого? Или сильно греться будет (на драйвере должно падать напряжение с максимальных ~15 до 3.6)?Тем более, если я хочу сделать, к примеру, ДХО на XML с током 350mA, но с возможностью иногда включить их на 2.5-3A. С драйверами просто — запитываешь нужные и всё, а тут 2 разные схемы подключения нужны.
В общем, что лучше?
Связист » 18 янв 2013, 20:05
Это драйвер для фонаря, предназначен для одного СД. Компактный, потому надёжность понижена. В авто применять не стОит. Если надо два значения тока, то лучше на LM сделать, на форуме схемы есть, да и линейный регулятор помех не дает
vtral » 18 янв 2013, 20:10
Авто конечно разные бывают. Но в целом да, лишние помехи в авто совершенно ни к чему. Это старому карбюраторному драбагану, с механическим прерывателем в трамблере, ничего не будет, а другие авто могут продемонстрировать необъяснимые глюки в работе бортовой электроники. Не обязательно, но вполне возможно.
Троллей игнорирую. Пусть дохнут с голода.
rentgenolog » 18 янв 2013, 20:35
galan писал(а):Планирую капитальные светодиодные переделки в авто. Задумался: если ли смысл морочиться с LM317? Может проще на каждый светодиод поставить по драйверу из китая вроде такого? Или сильно греться будет (на драйвере должно падать напряжение с максимальных ~15 до 3.6)?Тем более, если я хочу сделать, к примеру, ДХО на XML с током 350mA, но с возможностью иногда включить их на 2.5-3A. С драйверами просто — запитываешь нужные и всё, а тут 2 разные схемы подключения нужны.
В общем, что лучше?
nae » 18 янв 2013, 21:04
Делай на LM — не ищи себе проблем!!…Вольность ведёт человека к рабству, тогда как дисциплина — путь к свободе. (восточная мудрость)
galan » 18 янв 2013, 21:46
Связист писал(а):Это драйвер для фонаря, предназначен для одного СД.
Связист писал(а):да и линейный регулятор помех не дает
Вообще я к чему? Все тут светодиоды по 3 штуки объединяют. А ведь это 3.6*3 + 1.5 падение = 12.3, в итоге свет мигать будет при просаживании напряжения ниже 12.3: когда заводишь, когда аккум подсел. Да и неудобно всё по 3 состыковывать же. И потянет ли LM317 3 XML по 3А каждый?
В общем меня подводит незнание матчасти. С драйвером просто — подобрал нужный и запустил светодиод, а тут надо добавлять резисторы, как-то их вычисляя, кроме того, микруху охлаждать надо…
Invisible_Light » 18 янв 2013, 22:09
Драйверы — тоже греются, на большом выходном токе — обязательно.
С помехами вы просто ещё не столкнулись (может, пока мощность маленькая).
LM-ка дешевая (по сравнению с большинством драйверов), имеет защиту от к.з. и довольно надёжная. А схема — проще некуда (резистор рассчитать — задачка для школьника — в уме…).
Максимальный ток на одну микросхему — 1,5А.
При плавном изменении напряжения — мигать не будет (будет проседать яркость, как в лампах). Когда двигатель заведён и генератор работает — напряжение поднимается.
galan » 18 янв 2013, 22:13
изобретатель писал(а):Да, мигание света, когда заводишь так важно?
nae » 18 янв 2013, 22:15
А драйвер охлаждать не надо? Врубите его на 3А — посмотрите сколько он протянет без охлаждения…
Тут два варианта — либо Вы ищите «нужный драйвер», либо берёте нужное количество LMок и резисторов и делаете из них «нужный драйвер».
Скачет напряжение на диодах? А при диммировании ШИМом вообще что ли кранты ожидаете?
Вольность ведёт человека к рабству, тогда как дисциплина — путь к свободе. (восточная мудрость)
изобретатель » 18 янв 2013, 22:15
Светодиодам противопоказанны скачки превышения тока, понижение не вредит.
Нет ничего невозможного, если хорошо подуматьgalan » 18 янв 2013, 22:16
Invisible_Light писал(а):LM-ка дешевая (по сравнению с большинством драйверов), имеет защиту от к.з. и довольно надёжная. А схема — проще некуда (резистор рассчитать — задачка для школьника — в уме…).
Invisible_Light писал(а):Максимальный ток на одну микросхему — 1,5А.
galan » 18 янв 2013, 22:18
nae писал(а):А драйвер охлаждать не надо?
Врубите его на 3А — посмотрите сколько он протянет без охлаждения…
nae писал(а):Тут два варианта — либо Вы ищите «нужный драйвер», либо берёте нужное количество LMок и резисторов и делаете из них «нужный драйвер».
soratnik » 18 янв 2013, 22:19
galan писал(а):изобретатель писал(а):Да, мигание света, когда заводишь так важно?
Ну, помимо эстетической составляющей (такое мигание напоминает дешёвые китайские кукурузы с резисторами) получается ещё и что? Светодиодам нужен стабильный ток и напряжение. А оно, получается, скачет.
Когда у вас галаген в фаре при запуске двигателя он у вас не мигает???? А в приборной доске тоже не моргает??? Вообще то рекомендуют при запуске двигателя все электро потребители выключать. Зимой при больших морозах перед запуском рекомендую на пару минут включить дальний для разогрева АКБ и увеличения его емкости и фсё
galan » 18 янв 2013, 22:19
nae писал(а):А при диммировании ШИМом вообще что ли кранты ожидаете?
Вернуться в Светодиоды в авто
Зарегистрированные пользователи: БелСвет, Артур светотехник, АМТСвет, Антон_, Bing [Bot], Brumor, BVlad, СергейТехноплаза, Светочъ, DNL, Emilink, feel81, Google [Bot], Google Feedfetcher, Hermes-LED, Ionnika, kulibin, ledpro, Ledsvet2017, Ledsvet24, mailru, Majestic-12 [Bot], MehtiBig, Nameless, olegbr, Pescado, polisty, polyurethan, PRO100SVET, Proffsvet, regent, rekup, sibec, skaarjj, tdism, tio, Vatra, Venza, Vladimir-city, vovansk, voxy, willi, Yakov_777, Zadnitca, zQ, к561, Кирка, Пашка177, Василий177, Игорь ТД «888», ИвановИван, низя, ЭТИС, Яндексбот
ledway.ru
Обсуждаем построение светодиодных драйверов, особенности питания разных типов светодиодов.
Dimus » 31 окт 2012, 19:33
наверное 47 мА, а не 0,47мА? для такого тока нужен резистор около 40-50 Ом
для 0,47 А = 470 мА резистор примерно 5 Ом
для 0,83 мА или сколько там правильно соответственно тоже нужно пересчитать
Батяня » 31 окт 2012, 20:48
Скорее всего ток для цепочек равен 0,47А?…Тогда резисторы для LMок должны иметь номинал в 2,7 Ом и мощностью в 1Вт. Плюс ко всему (правильно подсказали ранее) все микрухи необходимо изолировать друг от дружки через термопроводящую прокладку.
Dimus » 01 ноя 2012, 02:34
Батяня писал(а):Скорее всего ток для цепочек равен 0,47А?…Тогда резисторы для LMок должны иметь номинал в 2,7 Ом и мощностью в 1Вт. Плюс ко всему (правильно подсказали ранее) все микрухи необходимо изолировать друг от дружки через термопроводящую прокладку.
nae » 01 ноя 2012, 09:56
Жжотес с номиналами ?Вольность ведёт человека к рабству, тогда как дисциплина — путь к свободе. (восточная мудрость)
dyneas » 01 ноя 2012, 17:10
Вот светодиоды http://www.ebay.com/itm/221084335971?ss … 1439.l2649 (не реклама)Батяня писал(а):Скорее всего ток для цепочек равен 0,47А?…Тогда резисторы для LMок должны иметь номинал в 2,7 Ом и мощностью в 1Вт. Плюс ко всему (правильно подсказали ранее) все микрухи необходимо изолировать друг от дружки через термопроводящую прокладку.
Батяня » 01 ноя 2012, 22:39
А Вы возьмите мультиметр, измерение установите для сопротивлений (к примеру 1кОм), одним щупом прикаснитесь к Вашему радиатору, другим — к крепежному лепестку. Если стрелка (или цифровой индикатор) остались на месте(ничего в показаниях не изменилось), то значит у Вас о-о-очень толстый слой термоклея получился — как изолятор пойдет…dyneas » 01 ноя 2012, 23:57
Ну плохо я в этом разбираюсь , блин дак LM317, должна быть изолирована от массы или нет, ведь еси нет то они получаются что не изолированы друг от друга? Я запутался) Причем здесь толсты слой термоклея? Или вы шутите?Invisible_Light » 02 ноя 2012, 00:20
dyneas писал(а):Ну плохо я в этом разбираюсь , блин дак LM317, должна быть изолирована от массы или нет, ведь еси нет то они получаются что не изолированы друг от друга? Я запутался) Причем здесь толсты слой термоклея? Или вы шутите?
dyneas » 02 ноя 2012, 07:24
Вот я болван)) Просто я всегда раньше думал и видел, что на корпус транзисторы и т.д. крепятся винтами, я был невнимательным. Получается что винт изолирован от корпуса. Зацепил на 3 линию резик на 1,5 Ом не было больше никаких, ток был 0,75мА каким и должен быть в идеале, но одного я не пойму почему на синих ток 0,47мА понятно что в описании китайцы пишут не точное значение тока, а как я думаю рекомендуемое.
Отчет по температуре(использовал лазерный термометр +\- 2,5С) :
-в комнате 24С
-Микрухи зацеплены на радиатор а светики на нержавеющей подложке, как на фото в начале темы.
-Длительность эксперемента 35мин.
Температура резисторов 40-48С
Температура LM317 45-50C
Температура светиков (синих)в центре кристалла 25С
Температура светиков (красных)в центре кристалла 28С
Нормально ли это? При выделенной температуре можно сказать что КПД такого хозяйства мало).У меня есть в загашнике, драйвер на 10Ват, можно его в схему подключить, но так и так мало будет.
Может что то посоветуете, что можно спаять на коленках, просто щас нет возможности делать печатные платы.
Заранее большое спасибо!
Вернуться в Питание и подключение светодиодов
Зарегистрированные пользователи: БелСвет, Артур светотехник, АМТСвет, Антон_, Bing [Bot], Brumor, BVlad, СергейТехноплаза, Светочъ, DNL, Emilink, feel81, Google [Bot], Google Feedfetcher, Hermes-LED, Ionnika, kulibin, ledpro, Ledsvet2017, Ledsvet24, mailru, Majestic-12 [Bot], MehtiBig, Nameless, olegbr, Pescado, polisty, polyurethan, PRO100SVET, Proffsvet, regent, rekup, sibec, skaarjj, tdism, tio, Vatra, Venza, Vladimir-city, vovansk, voxy, willi, Yakov_777, Zadnitca, zQ, к561, Кирка, Пашка177, Василий177, Игорь ТД «888», ИвановИван, низя, ЭТИС, Яндексбот
ledway.ru
Начнем по порядку.
1. Классика — резистор.
Подходит для маломощных (10 — 50мА) светодиодов. В более мощных случаях становится заметным низкий КПД и не особо хорошие стабилизационные возможности.
Повторю методику расчета:
Пусть среднее падение на применяемом диоде Ufw, напряжение питания U0, и необходим ток диода Ifw. Тогда очевидно, что резистор должен принять на себя излишек напряжения, т.е., на нем должно падать U0-Ufw вольт при рабочем токе Ifw. Откуда несложно посчитать его номинал:
R=(U0-Ufw)/Ifw
Ясно, что в случае нескольких диодов Ufw заменяется на суммарное падение на цепочке.
Механизм стабилизации «на пальцах» описан в предыдущей статье. Однако, его можно объяснить и по-другому: в теории источник тока обладает бесконечным внутренним сопротивлением. Мы же здесь имеем источник напряжения, включенный последовательно с резистором. Т.е., с точки зрения диода, резистор наращивает внутреннее сопротивление источника, превращая его из источника напряжения в источник тока. Очевидно, что, чем больше резистор, тем больше такая схема похожа на идеальный источник тока и тем лучше ее параметры. Потому, еще раз, такая схема подходит только для маломощных диодов.
Перейдем к более качественным регуляторам. Но для начала я хотел бы пояснить общий принцип их действия, а для этого рассмотреть источник тока еще с одной стороны. Только что я что-то говорил про бесконечное внутреннее сопротивление — все это в согласии с теорией, никаких сомнений. Однако давайте взглянем по-другому на то, что делает источник тока: по сути, он всегда устанавливает на нагрузке такое напряжение, при котором через нее протекает заданный ток. Т.е., это источник напряжения с обратной связью по току. Таким образом, драйвер для светодиода можно сделать почти из любого стабилизатора напряжения, изменив тип его обратной связи.
2. Линейные регуляторы.
По идее, здесь должна бы быть классическая схема на LM317. Однако я хотел бы отойти от традиций и объяснить принцип работы подобного рода схем на отвлеченном примере, а заодно и проиллюстрировать все вышесказанное про обратную связь и источники тока. Кроме того, как станет очевидно, эти же принципы действуют и для импульсных схем.
Для начала разберемся с тем, как работает стандартный трехвыводной регулятор. Как подсказывает нам Капитан Очевидность, у трехвыводного регулятора имеется три вывода: вход, выход, и управляющий вход. Внутри имеется источник опорного напряжения. В процессе работы внутренняя схема сравнивает напряжение на управляющем входе с опорным, и, если опорное больше, регулятор начинает увеличивать напряжение на нагрузке. Если опорное меньше — уменьшать. При этом сам регулятор даже и не догадывается, что он стабилизатор тока или напряжения — его схема всего лишь реализует описанный алгоритм. Очевидно, что для получения желаемого эффекта стбилизации надо связать изменение напряжения на выходе и напряжения на управляющем входе с помощью какой-либо цепи. Например, если мы хотим получить постоянное напряжение, необходимо сконструировать цепь, которая будет подавать на управляющий вход напряжение больше опорного, когда выходное напряжение больше необходимого, и меньше опорного в противном случае. Очевидно, что такой цепью является обычный резистивный делитель. Собственно, классический стабилизатор напряжения на LM317:
Обычное напряжение опорного источника в LM317 — 1.25В.
Однако мы хотели стабилизировать ток. Т.е., нам нужна схема, которая будет подавать на управляющий вход напряжение меньше опорного, если выходной ток меньше заданного, и больше — если больше. Т.е., необходимо превратить изменение тока в изменение напряжения. Ясно, что здесь нам опять поможет резистор:
А теперь давайте сделаем то, что я так люблю делать — посмотрим на эту схему под другим углом. Вглядитесь, ведь здесь мы, по сути, заставляем регулятор стабилизировать напряжение на резисторе на уровне опорного (1.25В для LM317). А, поскольку резистор — линейный элемент, то при стабильном напряжении ток через него будет постоянен. Светодиод же включен последовательно со всей этой конструкцией, и потому его ток тоже будет постоянен, хотя регулятор про него ничего не знает — он просто стабилизирует напряжение на резисторе.
Из вышесказанного очевидно, что резистор можно расчитать, исходя из опорного напряжения и заданного тока:
R=Uref/I0
Для LM317 — R=1.25/I0.
Достоинство такого регулятора — высокая стабильность тока и простота схемы. Недостаток — низкий КПД. Кроме того, есть и чисто практическое неудобство: как нетрудно убедиться, для значительных токов (>~0.2А) расчетные номиналы сопротивлений получаются порядка десятков Ом, что создает трудности в их добыче — чаще всего приходится изготавливать оные самостоятельно, либо наматывая из, например, нихрома, либо по-разному соединяя стандартные резисторы.
3. Импульсные регуляторы.
Линейные регуляторы изменяют параметры питания нагрузки, сбрасывая излишки энергии источника на регулирующем элементе (чаще всего это транзистор). Однако существует и другой подход: сначала мы берем порцию энергии от источника, например, запасая ее в дросселе в виде магнитного поля (или в конденсаторе в виде электрического), а потом отдаем ее в нагрузку. При этом нет необходимости сбрасывать излишки, поскольку мы сразу берем энергии ровно столько, сколько ее требуется.
В соответствующей статье Википедии есть хорошая картинка:
Это один из вариантов построения импульсного преобразователя (понижающий преобразователь). Пока ключ замкнут, ток от источника протекает через катушку, и в это время в ней запасается энергия. При разомкнутом ключе индуктивность отдает накопленную энергию в нагрузку.
При всех концептуальных различиях в способе управления питанием нагрузки, алгоритм работы импульсных преобразователей не отличается от алгоритма работы линейных. Т.е., они также сравнивают напряжение на регулируюшем входе с внутренней опорой. А потому все сказанное про обратную связь в равной степени относится и к ним.
Пример. Превращаем MC34063 — импульсный стабилизатор напряжения, в драйвер светодиодов:
Вывод 5 MC34063 — тот самый управляющий вход, напряжение на котором внутри сравнивается с опорным. В принципе, его можно прямо подключить туда же, куда включен неинвертирующий вход ОУ. Очевидно, при этом надо будет пересчитать резистор обратной связи по току R1 так, чтобы напряжение на нем при заданном токе было равно опорному — те же 1.25В. Однако при этих условиях мощность, рассеиваемая на нем, будет около полуватта (при токе 350мА, для которого расчитывалась эта схема), что много. Потому для повышения КПД я поставил резистор меньшего номинала, напряжение с которого усиливается с помощью ОУ. Кстати, как нетрудно видеть, такая схема имеет еще один бонус — возможность менять ток, изменяя коэффициент усиления. Кроме того, по этой же причине для нее не важен точный номинал токоизмерительного резистора.
А вообще уже давно выпускается множество специализированных светодиодных драйверов. На самом деле, основное отличие т.н. «драйвера» от простого импульсного стабилизатора состоит в том, что тот операционный усилитель, который мне пришлось поставить отдельно для MC34063, в них уже присутствует, что и дает возможность сразу ставить резисторы малого сопротивления.
В документации на драйверы дается исчерпывающая информация относительно их применения, потому я лишь для порядка приведу пример схемы включения одного из них — ZXLD1362 (просто цитата из даташита):
Кроме того, существует класс схем на основе блокинг-генератора, применяемых для питания маломощных светодиодов от батареек в тех случаях, когда приоритетом является низкая цена — таким схемам будет посвящена моя следующая статья. Однако, стоит отметить, что для той же цели также есть интегральные драйверы.
Собственно, все. Надеюсь, этот материал поможет кому-то разобраться в вопросах питания светодиодов.
we.easyelectronics.ru
LM317 и светодиоды
статья с переработанная с сайта http://invent-systems.narod.ru/LM317.htm
Долговечность светодиодов определяется качеством изготовления кристалла, а для белых светодиодов еще и качеством люминофора. В процессе эксплуатации скорость деградации кристалла зависит от рабочей температуры. Если предотвратить перегрев кристалла, то срок службы может быть очень велик до 10 и более лет.
От чего может быть вызван перегрев кристалла? Он может быть вызван только чрезмерным увеличением тока. Даже короткие импульсы тока перегрузки сокращают срок жизни светодиода, например, если в первый момент, после скачка тока визуально это воздействие не заметно и кажется, что светодиод не пострадал.
Повышение тока может быть вызвано нестабильностью напряжения или электромагнитными (электростатическими) наводками на цепи питания светодиода.
Дело в том, что главным параметром для долговечности светодиода является не напряжение его питания, а ток, который по нему течет. Например, красные светодиоды по напряжению питания могут иметь разброс от 1,8 до 2,6 V, белые от 3,0 до 3,7 V. Даже в одной партии одного производителя могут встречаться светодиоды с разным рабочим напряжением. Нюанс заключается в том, что светодиоды изготовленные на основе AlInGaP/GaAs (красные, желтые, зеленые — классические) довольно хорошо выдерживают перегрузку по току, а светодиоды на основе GaInN/GaN (синие, зеленые (сине-зеленые), белые) при перегрузке по току, например, в 2 раза живут … 2-3 часов!!! Так что, если Вы желаете, чтобы светодиод горел и не сгорел в течение хотя бы 5 лет позаботесь о его питании.
Если мы устанавливаем светодиоды в цепочку (последовательное соединение) или подключаем параллельно, то добиться одинаковой светимости можно только если протекающий ток через них будет одинаков.
Также опасно для светодиодов высокое обратное напряжение. У светодиодов обычно порог обратного напряжения не превышает 5-6 V. Для зашиты светодиода от импульсов обратного напряжения рекомендуется устанавливать выпрямительный диод в обратном направлении.
Как построить своими руками самый простой стабилизатор тока? И желательно из недорогих комплектующих.
Обратим внимание на стабилизатор напряжения LM317, который легко превратить в стабилизатор тока при помощи только одного резистора, если нужно стабилизировать ток в пределах до 1 A или LM317L, если необходима стабилизация тока до 0,1 А. Datasheet можно скачать здесь!
Так выглядят стабилизаторы LM317 с рабочим током до 3 А.
Так выглядят стабилизаторы LM317L с рабочим током до 100 мА.
На Vin (input) подается напряжение, с Vout (output) — снимается напряжение, а Adjust — вход регулировки. Таким образом, LM317 — стабилизатор с регулируемым выходным напряжением. Минимальное выходное напряжение 1,25 V (если Adjust «посадить» прямо на землю) и максимальное — до входного напряжения минус 1,25 V. Т.К. максимальное входное напряжение составляет 37 вольт, то можно делать стабилизаторы тока до 37 вольт соответственно.
Для того чтобы LM317 превратить в стабилизатор тока нужен всего 1 резистор!
Схема включения выглядит следующим образом:
По формуле внизу рисунка очень просто рассчитать величину сопротивления резистора для необходимого тока. Т.е сопротивление резистора равно — 1,25 деленное на требуемый ток. Для стабилизаторов до 0,1 A подходит мощность резистора 0,25 W. На токи от 350 мА до 1 А рекомендуется 2 W. Ниже привожу таблицу резисторов на токи для широко распространенных светодиодов.
| Ток (уточненный ток для резистора стандартного ряда) | Сопротивление резистора | Примечание | |
| 20 мА | 62 Ом | стандартный светодиод | |
| 30 мА (29) | 43 Ом | «суперфлюкс» и ему подобные | |
| 40 мА (38) | 33 Ом | ||
| 80 мА (78) | 16 Ом | четырех-кристальные | |
| 350 мА (321) | 3,9 Ом | 1 W | |
| 750 мА (694) | 1,8 Ом | 3 W | |
| 1000 мА (962) | 1,3 Ом | 5 W |
Вот пример с учетом всего выше сказанного. Сделаем стабилизатор тока для белых светодиодов с рабочим током 20 мА, условия эксплуатации автомобиль (сейчас так моден световой тюннинг….).
Для белых светодиодов рабочее напряжение в среднем равно 3,2 V. В легковой автомашине бортовое напряжение колеблется в среднем от 11,6 V в режиме работы от аккумулятора и до 14,2 V при работающем двигателе. Для российских машин учтем выбросы в «обратке» и в прямом направлении до 100 ! вольт.
Включить последовательно можно только 3 светодиода — 3,2*3 = 9,6 вольта, плюс 1,25 падение на стабилизаторе = 10,85. Плюс диод от обратного напряжения 0,6 вольта = 11,45 вольта.
Полученное значение 11,45 вольта ниже самого низкого напряжения в автомобиле — это хорошо! Это значит на выходе будет всегда наши 20 мА независимо от напряжения в бортовой сети автомобиля. Для защиты от выбросов положительной полярности поставим после диода супрессор на 24 вольта.
P.S. Подбирайте количество светодиодов так, чтобы на стабилизаторе оставалось как можно меньше напряжения (но не меньше 1,3 вольта), это необходимо для уменьшения рассеиваемой мощности на самом стабилизаторе. Это особенно важно для больших токов. И не забудьте, что на токи от 350 мА и выше LMка потребуется радиатор.
Вот и все!
Cхема. РИСУНОК 1
Z1 супрессор или стабилитрон для дешевых светодиодов можно и не ставить, но диод в автомобиле обязателен! Рекомендую его ставить даже, если вы просто подключаете светодиоды с гасящим резистором. Как рассчитывать сопротивление резистора для светодиодов я думаю описывать излишне, но если надо пишите на форуме.
Краткое описание к схеме рис.1
Количество светодиодов в цепочке надо выбирать с учетом вашего рабочего напряжения минус падение напряжения на стабилизаторе и минус на диоде.
Например: Вам необходимо в автомобиле подключить белые светодиоды с рабочим током в 20 мАм. Обратите внимание, что 20 мА — это рабочий ток для ФИРМЕННЫХ дорогих светодиодов!!! Только фирма гарантирует такой ток. Если вы не знаете точного происхождения, то выбирайте ток в пределах 14-15 мА. Это для того, что бы потом не удивляться, почему так быстро упала яркость или, вообще, почему они так быстро перегорели. Это тоже актуально и для мощных светодиодов. Потому что к нам завозят не всегда то, что маркировано на изделии.
Вопрос 1. Сколько можно включить их последовательно? Для белых светодиодов рабочее напряжение 3,0-3,2 вольта. Примем 3,1. Напряжение минимальное рабочее на стабилизаторе (исходя из его опорного 1,25) приблизительно 3 V. Падение на диоде 0,6 V. Отсюда суммируем все напряжения и получаем минимальное рабочее напряжение выше которого наступает режим стабилизации тока на заданном уровне (если ниже, соответственно ток будет ниже) = 3,1*3 +3,0+0,6 = 12,9 V. Для автомобиля минимальное напряжение в сети 12,6 — это нормально.
Для белых светодиодов на 20 мА можно включать 3 шт, для сети 12,6 V. Учитывая, что при включенном двигателе нормальное рабочее напряжение сети 13,6 V (это номинальное, в других вариантах может быть и выше!!!), а рабочее LM317 до 37 V
Вопрос 2 — как рассчитать сопротивление резистора задающего ток! Хотя выше и было описано, вопрос задают постоянно.
R1 = 1,25/Ist.
где R1 — сопротивление токозадающего резистора в Омах.
1,25 — опорное (минимальное напряжение стабилизации) LM317
Ist — ток стабилизации в Амперах.
Нам нужен ток в 20 мА — переводим в амперы = 0,02 А.
Вычисляем R1 = 1,25 / 0,02 = 62,5 Ом. Принимаем ближайшее значение 62 Ома.
Еще пару слов о групповом включении светодиодов.
Идеально — это последовательное включение со стабилизацией тока.
Светодиоды — это в принципе стабилитроны с очень малым обратным рабочим напряжениям. Если есть возможность наводок высокого напряжения от близ лежащих высоковольтных проводов, то необходимо каждый светодиод зашунтировать защитным диодом. (для справки многие производители особенно для мощных диодов это уже делают вмонтируя в изделие защитный диод).
если необходимо подключить массив из светодиодов, то рекомендую такую схему включения.
Резисторы необходимы для выравнивания токов по цепям и являются балластными нагрузками при повреждениях светодиодов в массиве.
Как рассчитать значение гасящего резистора для светодиода? Расчет проводиться по закону Ома.
Ток в цепи равен напряжению делённому на сопротивление цепи.
I led = V pit / на сопротивление диода и резистора.
Сопротивление резистора и диода мы не знаем, но знаем наш рабочий ток и падение напряжения на светодиоде.
Для маломощных светодиодов с током 20 мАм необходимо принимать:
| Тип светодиода | Рабочее напряжение (падение на светодиоде) |
| Инфракрасный | 1,6-1,8 |
| Красный | 1,8-2,0 |
| Желтый (зеленый) | 2,0-2,2 |
| Зеленый | 3,0-3,2 |
| Синий | 3,0-3,2 |
| Ультрафиолетовый | 3,1-3,2 |
| Белый | 3,0-3,1 |
Зная падение напряжения на светодиоде можно вычислить остаток — напряжение на резисторе.
Например, питающее напряжение V pit = 9 V. Мы подключаем 1 белый светодиод, падение на нем 3,1 V. Напряжение на резисторе будет = 9 — 3,1 = 5,9 V.
Вычисляем сопротивление резистора:
R1 = 5.9 / 0.02 = 295 Ом.
Берем резистор с близким более высоким сопротивлением 300 ом.
PS. Не всегда характеристики на рабочий ток светодиода соответствуют истине, это актуально особенно для светодиодов изготовленных «не знаю где», для светодиодов (любых) надо большое внимание уделить отводу тепла, а так как это условие не всегда выполнимо, то по этому рекомендую для «20 мА» светодиодов выбирать ток в районе 13-15 мА. Если это SMD на 50 мА, нагружать током 25-30 мА. Эта рекомендация особенно актуальна для светодиодов с рабочим напряжением в районе 3,0 вольт (белые, синие и истинно зеленые) и светодиодов в SMD исполнении. Т.е. не задавайте максимальный ток по описанию, сделаете его на 10-25% меньше, срок службы будет в 10 дольше :)…
Рекомендую обратить внимание на драйверы, правда цена на них еще кусается
NSI45015W
NSI45020
NSI45020A
NSI45020J
NSI45025
NSI45025A
NSI45025AZ
NSI45025Z
NSI45030
NSI45030A
NSI45030AZ
NSI45030Z
NSI45035J
NSI45060JD
NSI45090JD
NSI50010YT1G
NSI50350AD
NSI50350AS
open.e-voron.dp.ua