Стабилизатор тока для led схема

Стабилизатор тока для светодиодов двух выводной

Все знают, что для питания светодиодов требуется стабильный ток, иначе их кристалл не выдерживает и быстро разрушается. Для этого применяют токовую стабилизацию — специальные схемы драйверов или просто резисторы. Последний метод используется чаще всего, особенно в светодиодных лентах, где на каждые 3 LED элемента ставят по одному сопротивлению. Но резисторы, справляются со своим делом стабилизации не слишком эффективно, так как во-первых греются (лишний расход энергии), а во-вторых поддерживают заданный ток в узком диапазоне напряжений — согласно закона Ома.

Представляем радиоэлемент нового поколения — компактный регулятор тока для светодиодов от OnSemi NSI45020AT1G. Его важное преимущество — он двухвыводной и миниатюрный, создан специально для управления маломощными светодиодами. Устройство выполнено в SMD корпусе SOD-123 и обеспечивает стабильный ток 20 мА в цепи, не требуя дополнительных внешних компонентов. Такое простое и надежное устройство позволяет создавать недорогие решения для управления светодиодами. Внутри него находится схема из полевого транзистора и нескольких деталей обвязки, естественно с сопутствующими радиоэлементами защиты. Что-то типа такого LED драйвера.

Регулятор включается последовательно в цепь светодиодов, работает с максимальным рабочим напряжением 45 В, обеспечивает ток в цепи 20 мА с точностью ±10%, имеет встроенную ESD защиту, защиту от переполюсовки. При повышении температуры регулятора, выходной ток будет снижаться. Падение напряжения 0,5 В, а напряжение включения — 7,5 В.

Схемы включения стабилизатора тока LED

Для обеспечения тока в цепи больше 20 мА нужно включить параллельно несколько регуляторов (2 регулятора – ток 40 мА, 3 регулятора – ток 60 мА, 5 регуляторов — 100 мА).

Основные характеристики регулятора NSI45020

• Регулируемый ток 20±10% мА;
• Максимальное напряжение анод-катод 45 В;
• Рабочий температурный диапазон -55…+150°С;
• Корпус SOD-123 выполненный с использованием без свинцовых технологий.

Сферы применения стабилизатора NSI45020AT1G: световые панели, декоративная подсветка, подсветка дисплеев. В автомобилях регулятор тока ставят на подсветку зеркал, приборной панели, кнопок. Также его используют в светодиодных лентах вместо обычных резисторов, что позволяет подключать LED ленты к источникам разного напряжения без потери яркости. Напряжение питания у NSI45020 до 45 В, на выходе стабильные 20 мА. Включается последовательно с цепочкой светодиодов, единственное условие: сумма падений напряжения на светодиодах должна быть меньше входного напряжения минимум на 0,7 В. В общем деталь полезная, и если бы ещё цена на них была низкая — можно смело закупать партию и ставить вместо резисторов, на все светодиоды в приборах и конструкциях. Даташит на NSI45020 здесь

Справочная информация по микросхеме 555 — характеристики, схема подключения, распиновка и аналоги таймера.

Теория и практика ОУ, описание работы и подключение типового операционного усилителя — микросхемы LM358.

Медицинские устройства для контроля параметров здоровья человека. Примеры современных микросхем снятия и обработки сигналов тела.

Стабилизатор тока на SN3350, часть 2

Если вам необходимо разработать устройство с применением мощных светодиодов, то никак не обойтись без применения стабилизатора тока. На настоящий момент стабилизаторы тока являются самым эффективным механизмом, для питания светодиода в течение всего его цикла жизни. SN3350 позволяет создавать недорогие и эффективнейшие стабилизаторы на ток до 700 мАм. Это вполне приемлемо для питания светодиодов до потребляемой мощностью до 3 ватт.

Для удобства использования проектом OpenVoron, была спроектирован печатная плата которая даст возможность применения стабилизатора тока SN3350.

Это полная схема платы. Для определенного устройства необходимо использовать не все элементы. Какие конкретно будет описано в дальнейшем.

Соединитель con1 предназначен для подачи питания на стабилизатор. В зависимости от применения необходимо на плату установить или выпрямительный мост или диод шоттки (если предполагается использовать стабилизатор в составе устройства, то диод можно не устанавливать). Если для питания используется источник постоянного тока, то конденсатор C1 можно не устанавливать. Цепь R2, DS1, предназначена для получения стабилизированного напряжения 5.1 вольта, для возможности использования регулировки яркости, при помощи переменного резистора. Цепь R3 и R4 можно использовать для ограничения максимального тока (для этого надо поставить перемычку между контактами 1-2 Con2. Конденсатор C3 можно использовать в конструкциях, где нет необходимости для регулировки яркости и вывод ADJ остается не подключенным. Схема V1, R5, R6 предназначена для регулировки яркости с использованием внешнего ШИМ.

Основная особенность стабилизатора которую необходимо учитывать.

Стабилизаторы такого типа предназначены для работы с разностью входного напряжения и напряжения нагрузки в пределах 1,4-1,9 вольта. Только при таком соотношении будет выполнение условия отдачи расчетного тока в светодиод. Если разность напряжения будет выше или ниже указанного значения, ток будет меньше расчетного.

Поэтому если необходимо эффективно использовать стабилизатор, необходимо подбирать такое количество светодиодов в цепи нагрузки, чтобы выдерживать это соотношение.

Например , если использовать трех вольтовые светодиоды (синий, белый, или зеленый), то исходя из минимального рабочего напряжения эффективная работа стабилизатора возможно, на два последовательно соединенных светодиодов при напряжении питания 8 вольт (расчет 3,1+3,1+1,9=8,1).

Учитывая выше сказанное, необходимо понимать, что эффективная работа стабилизатора на 1 светодиод невозможна.

Стабилизатор от сети переменного тока, для освещения.

Если необходимо изготовить осветительное устройство и для питания необходимо использовать источник переменного тока, то достаточно собрать следующую схему:

При подключении к сети переменного тока необходимо учитывать, чтобы входное напряжение не превышало 40 вольт. Из этого необходимо и выбирать рабочее напряжение конденсатора C1. При подаче 12 переменного напряжения после моста будет напряжение постоянное в 1,44 выше переменного (например, переменное 12 вольт, то после моста будет

17 вольт). Учитываете это, если вы проектируете устройство на 24 вольта.

Регулировка яркости в пределах 18%-100% и отключение устройства .

Если необходимо выполнить регулировку яркости то достаточно собрать следующею схему.

Задание тока стабилизации .

Корректировка тока стабилизации с применением встроенного переменного резистора. Для корректировки тока можно использовать возможность установки на плате стабилизатора потенциометра. Если нет возможности установить требуемый ток при помощи подбора резисторов сенсора тока, то его можно скорректировать при помощи установки требуемого тока потенциометром. Для этого необходимо замкнуть контакты 1 и 2 на соединители CON2.

При необходимости можно не отключая питание, выключить светодиод и перевести драйвер режим минимального потребления. Для этого необходимо замкнуть на “землю” контакт ADJ. На схеме это контакт 1 и 4.

Режим диммирования. регулировки яркости с применением внешней ШИМ.

Для организации управления яркость от 0 до 100% можно использовать внешний сигнал широтноимпульсной модуляции. Для это на плате предусмотрено место для установки ключа.

Примечание. Резистор R5 – может быть заменен перемычкой. R6 – 51-200 кОм.

Плата стабилизатора в минимальной комплектации.

вариант для работы от источника постоянного тока (например, от бортовой сети автомобиля).

Комплектующие необходимые для стабилизатора в минимальном варианте.

Схема в минимальном варианте, питание от сети постоянного тока в диапазоне 7-30 вольт.

Внимание. Количество светодиодов в цепочке нагрузки стабилизатора выбирайте, чтобы их общее напряжение было ниже напряжения питания на 1-1,5 вольта. Это даст максимальный КПД. Например, для 12 вольтового питания необходимо выбрать три белых светодиода или пять красных. Минимальное напряжение питания 7-6 вольт.

Сборочный чертеж платы

Выводы . Стабилизатор имеет максимальный КПД при разности входного и выходного напряжения (на LED) от 1,4 до 1,9 вольта. При изменении этих параметров КПД будет падать (соответственно и ток стабилизации уменьшаться). При использовании стабилизатора в автомобиле, для бортовой сети 12-14 вольт, необходимо для получения максимальной эффективности использовать нагрузку на три последовательно включенных светодиодов (это справедливо для синих, белых или зеленых (истинно-зеленых) светодиодов – 3,2-3,4 v).

ВНИМАНИЕ. Для самостоятельно собирающих стабилизаторы, “убить” SN3350 можно если не подключен диод Шоттки DSC2. Проверяйте эту цепь перед включением .

[box title=”Файлы для загрузки” color=”#521BDE”]Статья в PDF[wpdm_file >

Светодиодная лампа smartbuy с драйвером на SM2082D

В led лампе smartbuy установлено 30 последовательно включенных светодиодов, балластный конденсатор отсутствует, а ток светодиодов поддерживается драйвером с запатентованной технологией управления током стабилизации. Такие лампы можно диммировать.

Светодиоды многокристальные с общим падением до 300В, по три светодиода в каждом корпусе. Таким образом падение напряжения и, соответственно, рассеиваемая мощность на SM2082D минимальные.

Колба из матового пластика приклеена к основанию белым герметиком, разборка путем многократного прорезания по кругу канцелярским ножом, а затем тонкой отверткой. Микросхема драйвера тока установлена на плате со светодиодами, которая снимается после отпайки двух контактов и сдвига в сторону, теплоотвод из алюминия.

Микросхема SM2082D — одноканальный стабилизатор постоянного тока. Внутри, похоже, полевик с резистором от стока к затвору, устанавливающим минимальный ток без внешнего резистора. Кроме этого встроена защита от перегрева

Резистор R1 разряжает конденсатор С1 после отключения схемы.

Рабочий выходной ток устанавливается внешним резистором Rext в пределах 5 – 60 mA и не изменяется при небольших изменениях входного напряжения в обе стороны. При значительном уменьшении входного напряжения питающей сети переменного тока (до 180 -190 вольт) лампа погаснет, а при увеличении стабилизатор будет греться сильнее и начнет работать температурная защита.
Когда внутренняя температура лампы (чипа) превышает 110 ° C, начинает работать температурная компенсация, выходной ток будет уменьшаться и температура в колбе лампы автоматически понизится.
Чем больше последовательно включенных светодиодов установлено в цепи стабилизатора, тем выше эффективность работы. Такая оптимизация должна учитывать уровень колебаний питающего напряжения. Светодиоды в лампе могут быть подключены последовательно или последовательно-параллельно.

При небольшом количестве последовательно включенных светодиодов в схему устанавливается высоковольтный керамический конденсатор С1 (от 0 до 4,7 мкф), который снижает входное напряжение на стабилизаторе тока. Когда количество светодиодов достаточно велико, C1 не нужен.

Пример схемы на 18 Вт. В цепочке 80 светодиодов, включенных последовательно.

Для увеличения мощности светильника, микросхемы можно включать параллельно

С2 — электролитический конденсатор, который используется для снижения пульсации входного напряжения. Чем больше емкость С2, тем меньше пульсации напряжения. Величина С2 определяется суммарным рабочим током через цепочку LED. Чем выше этот ток, тем больше величина С2 (от 4.7 мкф/400В до 22мкф/400В). Rext используется для установки рабочего тока светодиодной цепочки.

SM2082D в схеме может быть подключена на массу, внутри цепочки или перед ней. Это улучшает возможности компоновки платы светильника.

Зависимость тока стабилизации от сопротивления внешнего резистора Rext.

Описание sm2082d, все параметры, схемы включения, формулы, графики можно посмотреть в SM2082D datasheet.

Правила выбора и схемы подключения драйверов для различных светодиодных модулей

Что такое светодиодный драйвер? Светодиодным драйвером, называют устройство, предназначенное для стабилизации тока светодиодов, при включении их в бортовую сеть автомобиля. Бывают также и драйвера, подключаем.

Что такое светодиодный драйвер?

Светодиодным драйвером, называют устройство, предназначенное для стабилизации тока светодиодов, при включении их в бортовую сеть автомобиля. Бывают также и драйвера, подключаемые в сеть, 220 В, но речь пойдет не о них.
Необходимость драйвера при подключении светодиодов обоснована особенностью светодиодов уменьшать свое внутреннее сопротивление при нагреве.
Из-за этого свойства, ток на светодиоде, включенном в сеть с условно-постоянным напряжением, будет самопроизвольно возрастать, что приведет к усиленному нагреву светодиода и опять же возрастанию тока. В конечном итоге светодиод выйдет из строя из-за теплового пробоя.
Также, в бортовой сети автомобиля присутствуют импульсы напряжения до 100 В, которые могут вывести из строя светодиод. Драйвер также обеспечивает защиту также и от подобных импульсов.
По какому принципу работает стабилизатор тока? Стабилизатор тока работает по принципу поддержания стабильного, заданного тока не зависимо от напряжения питания и падения напряжения на нагрузке, если падение напряжения не превышает напряжение питания.
Напряжение на выходе стабилизатора, может меняться. Оно будет зависеть от падения напряжения на нагрузке. Напряжение на выходе будет меняться так, чтобы через нагрузку протекал, заданный стабилизатором ток. При изменении падения напряжения на нагрузке (например, включении еще одного светодиода в цепь), напряжение на выходе драйвера автоматически изменится для поддержания заданного тока.
Какие существуют стабилизаторы тока? Существуют линейные и импульсные (ШИМ) стабилизаторы тока. Сейчас мы расскажем о линейных стабилизаторах.

Линейным стабилизатором называется стабилизатор, работающий по принципу, ограничения тока на светодиодах, путем падения лишнего напряжения на силовых элементах схемы стабилизатора.
Достоинством существующего ряда линейных стабилизаторов на основе микросхемы AMC 7140D являются.

1.Шаг стабилизации тока 10 мА (в импульсных стабилизаторах шаг стабилизации больше).
2. Возможность подключать готовые светодиодные модули с токоограничивающими резисторами (в импульсных стабилизаторах подобное делать категорически запрещено из-за нарушения работы схемы стабилизации тока).
Существенным недостатком линейных драйверов, является повышенное тепловыделение, поэтому при включении таких драйверов на ток свыше 250 мА (а для всех кроме белых светодиодов-200) необходимо использовать дополнительные радиаторы. Без них будет срабатывать защита от перегревания и светодиодный модуль будет прерывисто мигать либо выйдет из строя.
В существующем каталоге товаров есть следующие типы линейных стабилизаторов:

Примером использования типа стабилизаторов “3.Светодиодный драйвер на базе AMC7140 80 mA (стоп-габарит с управляющим плюсом)“, может служить подключение светодиодных модулей в качестве дневных ходовых огней. В таком случае на входы питания подается напряжение с системы включения ДХО, а на вход отключения (белый провод) подается плюс питания с системы основного света. Также подобный драйвер можно использовать в светодиодных сборках для задних фонарей в качестве модуля, стоп-габарит.
Примером использования стабилизаторов типа ” 2.Контроллер TPC Ver.3.ST для реверсивных светодиодов R-LED со стабилизацией“, являются подключение светодиодного модуля с реверсивными светодиодами в качестве габарита-поворота, который бы выключал сигнал габарита, при включении сигнала поворота и включал его через некоторое время после выключения сигнала-поворота.
Примером же светодиодного модуля типа “ 1.exModule 2way“, может служить модуль на бело-желтых светодиодах не реверсивного типа, габарит-поворот.

Схемы подключения линейных стабилизаторов.

Схема подключения линейного стабилизатора с безрезисторными сборками модуля типа,1.exModule 2way

Схема подключения линейного стабилизатора с безрезисторными сборками модуля типа, 2. Контроллер TPC Ver.3.ST для реверсивных светодиодов R-LED со стабилизацией

Схема подключения линейного стабилизатора с безрезисторными сборками модуля типа, 3. Светодиодный драйвер на базе AMC7140 80 mA (стоп-габарит с управляющим плюсом)

Схема подключения линейного стабилизатора с резисторными сборками модуля типа, 1. exModule 2way

Схема подключения линейного стабилизатора с резисторными сборками модуля типа, 2.Контроллер TPC Ver.3.ST для реверсивных светодиодов R-LED со стабилизацией

Схема подключения линейного стабилизатора с резисторными сборками модуля типа, 3.Светодиодный драйвер на базе AMC7140 80 mA (стоп-габарит с управляющим плюсом)

Импульсные светодиодные драйверы.

Также существуют импульсные светодиодные драйверы, называемые также, ШИМ-драйверы. Принцип работы их основан на создании тока в цепи светодиодов, путем подачи импульсов напряжения на цепочку, состоящую из конденсатора и дросселя, величина тока в цепи светодиода определяется длинной этих импульсов. Чем импульс длинней, тем величина тока больше.
Из-за импульсного режима работы такие стабилизаторы не обладают повышенным тепловыделением. Это означает, что при работе на токах до 1 А включительно дополнительное охлаждение им не требуется. Также из-за зависимости длительности импульса от входного напряжения и автоматического его изменения при изменении его входного напряжения, есть возможность использования подобных стабилизаторов при входном напряжении до 30 В, что не возможно при использовании линейных стабилизаторов.
Недостатки импульсных стабилизаторов:

1. Большой диапазон между токами стабилизации (50-100 мА)
2. Невозможность использования драйвера со сборками, в составе которых есть токоограничивающий резистор.
ЭТО ПРИВЕДЕТ К ВЫХОДУ ИЗ СТРОЯ ДРАЙВЕРА И САМОЙ СБОРКИ!
3. Невозможно использовать на токах до 150 мА

В существующем каталоге товаров есть следующие типы импульсных (ШИМ) стабилизаторов:

К примеру, подключим светодиодную сборку в качестве ДХО. Включаться она будет по желанию водителя. Для этого используем драйвер под номером “1. Драйверы ШИМ с управляющим ПЛЮСОМ

Если же мы захотим чтобы ДХО включались автоматически при запуске двигателя, то необходимо использовать драйвер под номером “3. Драйверы ШИМ с управляющим ПЛЮСОМ и контролем работы двигателя

Если мы захотим подключить дополнительное световое оборудование, которое бы включалось и выключалось по желанию водителя, то лучше использовать драйвер под номером ” 2. Драйверы ШИМ с управляющим МИНУСОМ, т.к. минусовой провод в бортовой сети найти гораздо проще, чем плюсовой.

Для подключения сборок в качестве стопа и габарита, ДХО с возможностью имитации эффекта ксенона (резкой вспышки и плавного разгорания) и других светодиодных сборок, где необходимо настроить ток с точностью 5 мА от 0 до 700 мА , необходимо использовать драйвер под номером “4. Программируемые светодиодные драйверы ШИМ

ЕЩЕ РАЗ НАПОМИНАЕМ, ЧТО С РЕЗИСТОРНЫМИ СБОРКАМИ ИМПУЛЬСНЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ (ШИМ) ИСПОЛЬЗОВАТЬ КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩЕНО!

Как выбрать стабилизатор?

Подойдем к критериям выбора для нашей светодиодной сборки.
Вам нужен линейный стабилизатор если:

1. Вы используете светодиодную сборку с резисторами.
2. Вам необходим ток менее 150 мА, но максимальное его значение не должно быть выше 350 мА.
3. Вам нужен режим стоп-габарит, но вы не хотите покупать программируемый стабилизатор.
4. Используете сборку с реверсивными светодиодами

Вам нужен импульсный стабилизатор, если:

1. Вы хотите подключить светодиодную сборку без резисторов на ток свыше 300 мА, до одного ампера включительно.
2. Если вы хотите чтобы ваша сборка включалась автоматически при запуске двигателя.
3. Если вы хотите настроить токи на безрезисторной светодиодной сборке с точностью до 5 мА.

Подбор номинала стабилизации.

Для того чтобы правильно подобрать по току необходимый вам драйвер, необходимо измерить потребляемый ток сборки светодиодов и взять драйвер с таким же током стабилизации или ниже примерно на 30-50 мА. НО, НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ, НЕ ВЫШЕ, СБОРКА ВЫЙДЕТ ИЗ СТРОЯ!

НИЖЕПЕРЕЧИСЛЕНОЕ ПОДХОДИТ ТОЛЬКО ДЛЯ СБОРОК LED STUDIO.

Для того чтобы измерить потребляемый ток светодиодной сборки, вам необходимо проверить, находятся ли резисторы в составе светодиодной сборки. Если сборка резисторная, то необходимо подключить ее к источнику напряжения, 14 В и последовательно подключить мультиметр в режиме амперметра и зафиксировать полученный ток. Отнять от полученного значения 50 и полученный результат будет являться необходимым для выбора драйвера током стабилизации.
Для сборок в составе которых нет резисторов, необходимо определить тип и количество светодиодов. Если светодиоды такие же как, светодиоды по ссылке, 3528то это светодиод 3528. Если же светодиод похож на светодиод по ссылке 5450то это светодиод 5450.
Необходимо определить количество светодиодов и тип их подключения. Если на сборке нет никаких надписей вида, “1:4”, “1:2”, то по умолчанию идет подключение “1:3”.
Разобравшись с типом подключения, необходимо разделить количество светодиодов на вторую цифру в обозначении типа подключения (4, 2, 3). Затем для светодиодов 3528 полученное значение умножить на 10. Это будет искомый ток стабилизации.
Для светодиодов 5450, нужно проделать все, то же самое, только умножить на 30.
Для светодиодных сборок, купленных в Китае, необходима своя методика. Их необходимо подключить к источнику напряжения 12 В последовательно с амперметром и от полученного значения отнять 100 мА, это и будет искомый ток. Подключать китайские сборки только к линейным стабилизаторам!

Какие частые ошибки допускают люди при выборе стабилизаторов тока?

1. Подключают резисторные сборки к импульсным стабилизаторам, что приводит к выходу из строя как стабилизатора, так и сборки
2. Понимание тока в названии стабилизатора, как максимально-возможного тока, который стабилизатор выдает, а не тока стабилизации и подключение, например, сборки, потребляющей 200 мА, к стабилизатору, выдающему 500 мА, что приводит к выходу из строя сборки. Ток в названии будет на выходе стабилизатора всегда.
3. Использование импульсных стабилизаторов, ток которых во много раз меньше, чем необходим сборке. Из-за этого ключевой элемент стабилизатора находится постоянно в открытом состоянии и стабилизатор может выйти из строя. .