Блок питания светодиодов с регулировкой яркости

Обновлено: 07.07.2024

Одним из важных преимуществ светодиодных светильников по сравнению с традиционными газоразрядными является возможность управления световым потоком. В светодиодном светильнике достаточно легко организовать плавное управление световым потоком (димминг) в автоматическом или ручном режиме в зависимости от условий эксплуатации и назначения осветительного прибора. К условиям эксплуатации можно отнести: изменение уровня естественной освещенности в зависимости от времени суток или погодных условий, присутствие человека в освещаемой зоне, температуру наиболее важных и критичных узлов самого светильника и т.д.

Варианты управления яркостью свечения

Управлять яркостью свечения светодиодного светильника можно несколькими способами:

1. Изменяя количество светодиодов

2. Изменяя значение тока, протекающего через светодиоды

3. С помощью симисторного регулятора мощности (TRIAC-диммера).

4. С помощью переменного резистора

Применение источников питания с функцией димминга

Рис. 1. Схема светодиодного светильника с функцией управления яркостью (диммингом)

Схема состоит из четырех основных блоков: источника питания со стабилизированным выходным током и встроенным интерфейсом управления, матрицы светодиодов, устройства управления и датчика Д. Для построения автономного светодиодного светильника необходим датчик, на основе показаний которого светильник будет включаться/выключаться (датчик движения) или изменять яркость (датчик уровня освещенности). В качестве устройства управления можно применить готовые контроллеры от производителей Philips и Osram или разработать собственное устройство. В таблице 1 приведены параметры источников питания со встроенными интерфейсами для управления выходным током (с диммингом).

Таблица 1. Источники питания для светодиодной техники с интерфейсом управления

Наименование	Производитель	Мощность, Вт	Аналоговый интерфейс	Цифровой интерфейс
LPF-16D-xx	MEAN WELL (MW)	16	Да	Да
LPF-25D-xx	MEAN WELL (MW)	25	Да	Да
EUC-025SxxxDS	INVENTRONICS	25	Да	Нет
EUC-035SxxxDT	INVENTRONICS	35	Да	Нет
HLP-40H-xx	MEAN WELL (MW)	40	Да	Да
LPF-40D-xx	MEAN WELL (MW)	40	Да	Да
HLG-40H-xxB	MEAN WELL (MW)	40	Да	Да
EUC-040SxxxDS	INVENTRONICS	40	Да	Нет
EUC-050SxxxDT	INVENTRONICS	50	Да	Нет
HLP-60H-xx	MEAN WELL (MW)	60	Да	Да
LPF-60D-xx	MEAN WELL (MW)	60	Да	Да
HLG-60H-xxB	MEAN WELL (MW)	60	Да	Да
EUC-075SxxxDT	INVENTRONICS	75	Да	Нет
HLP-80H-xx	MEAN WELL (MW)	80	Да	Да
HLG-80H-xxB	MEAN WELL (MW)	80	Да	Да < /font>
LPF-90D-xx	MEAN WELL (MW)	90	Да	Да
EUC-100SxxxDT	INVENTRONICS	100	Да	Нет
HLG-100H-xxB	MEAN WELL (MW)	80	Да	Да
HLG-120H-xxB	MEAN WELL (MW)	120	Да	Да
HLG-150H-xxB	MEAN WELL (MW)	150	Да	Да
EUC-150SxxxDT	INVENTRONICS	150	Да	Нет
HLG-185H-xxB	MEAN WELL (MW)	185	Да	Да
EUC-200SxxxDT	INVENTRONICS	200	Да	Нет
HLG-240H-xxB	MEAN WELL (MW)	240	Да	Да
HLG-320H-xxB	MEAN WELL (MW)	320	Да	Да

Аналоговый интерфейс управления позволяет регулировать выходной ток (предел ограничения выходного тока) при помощи внешнего управляющего напряжения, которое подается на управляющие выводы источника питания. Управляющее напряжение изменяется в диапазоне от 1 до 10 В, что приводит к изменению выходного тока источника питания. Пример регулировочной характеристики приведен на рисунке 2. Этот график не является общим для всех источников питания с аналоговым интерфейсом управления. Для каждого модуля питания регулировочная характеристика приведена в фирменном описании. В рассматриваемом примере подача максимального управляющего напряжения 10 В обеспечивает 100% значение выходного тока, 5 В на управляющем входе дают 50% выходного тока. Полностью выключить светодиодный светильник, питаемый этим источником, не получится: даже при минимальном управляющем напряжении 1 В выходной ток составит не менее 10% от номинала.

Рис. 2. Управляющая характеристика источника питания с диммингом (на примере HLP-60H-xx)

Все источники питания, у которых есть аналоговый интерфейс позволяют подключать внешний потенциометр. У разных производителей источников питания варианты подключения потенциометра различаются. Так, например, для моделей HLG-xxxH-xxB, LPF-xxD, HLP-xxH-xx компании MEAN WELL внешний потенциометр подключается к выводам управления ADJ1 (синий провод) и ADJ2 (белый провод). К источникам питания EUC-025SxxxDS, EUC-035SxxxDT, EUC-040SxxxDS, EUC-050SxxxDT, EUC-075SxxxDT, EUC-100SxxxDT, EUC-150SxxxDT, EUC-200SxxxDT компании Inventronics необходимо подключить резистивный делитель к выводам OUTPUT 10V (желтый провод), INPUT 1-10V (фиолетовый провод) и GND (зеленый провод).

Модули питания с аналоговым интерфейсом широко применяются в системах освещения с автономным управлением: в системах уличного освещения, подъездного освещения, при освещении парковок и т.д.

Встроенный цифровой интерфейс позволяет управлять значением выходного тока источника питания при помощи широтно-импульсной модуляции. На сигнал управления накладывается следующие ограничения:

Соответствие между значением длительности и выходным током можно найти по регулировочной характеристике.

Источники питания с цифровым интерфейсом применяются обычно в светильниках с централизованным управлением: в системах архитектурной подсветки зданий или внутренней подсветки помещений.

При переделке приборных панелей возникает потребность в регулировке яркости установленных плат. Особенно это нужно, если долго находишься за рулем в темное время суток. Все таки светодиоды светят сочнее и ярче, чем обычные лампы, да и без регулятора работы выглядит не законченной.
Вопрос решается покупкой готового диммера для регулировке светодиодных лент или простым переменным резистором, установленным в разрыв сети. Это не наш метод :) Регулятор должен быть на ШИМе (широтно-импульсный модулятор).

Немного теории (можно пропустить и переходить к картинкам):
ШИМ-регулировка заключается в периодическом включении и выключении тока через светодиод на короткие промежутки времени. Чтобы избежать эффекта мерцания, воспринимаемого человеческим зрением, частота этого цикла должна быть не менее 200Гц. Одним из вариантов регулировки яркости светодиодов является простое устройство на базе популярного таймера 555, который осуществляет эту операцию с помощью ШИМ-сигнала. Основной компонент схемы – таймер 555, который формирует ШИМ-сигнал, встроенный генератор меняет скважность импульсов с частотой 200Гц. Переменный резистор с помощью двух импульсных диодов осуществляет регулировку яркости. Не маловажный элемент схемы — ключевой полевой транзистор, работающий по схеме с общим истоком. Схема диммера способна осуществлять регулировку яркости в диапазоне от 5% до 95%. (инфа с "Чип и Дип")

Теория пройдена. Переходим к практике.
Было поставлено два условия:
1. Схема должны быть собрана на SMD компонентах
2. Минимальные размеры.

Сразу возникают трудности в подборе компонентов. В моем случает основное пришлось покупать в Мекке радиолюбителей — магазин "Чип и Дип" и ждать две недели доставкой, мать его, Почтой России. Остальное искать по местным магазинам. Это самое сложное, т.к. их всего пара штук. Скажу сразу получилось не с первого раза, пришлось поломать голову с полевым транзистором и несколько раз переделывать/перерисовать/перепаивать.

За основу взята классическая схема:

В схему внесены изменения:
1. Емкости заменены на 0,01мкф и 0,1мкФ
2. Заменен транзистор на IRF7413. Держит 30В 13А. Шикарно!

Первый и второй вариант.

Как видно во второй версии еще уменьшил общие размеры и заменил полевик, емкость.

С учетом всех ошибок переделал схему и еще немного уменьшим общие замеры.

Подключаем кусок шкалы :

Как видно использование SMD компонент позволяет собирать схемы с минимальными размерами, но с полным функционалом, хотя до гуру мне далеко :) Если собирать не на SMD, до все делали доступны или имеют аналоги.

Экспоненциальный рост количества светодиодных источников света сопровождается столь же бурным расширением ассортимента интегральных схем, предназначенных для управления питанием светодиодов. Импульсные драйверы светодиодов давно заменили неприемлемые для озабоченного экономией энергии мира прожорливые линейные регуляторы, став для отрасли фактическим стандартом. Любые приложения, от ручного фонарика до информационных табло на стадионах, требуют точного управления стабилизированным током. При этом часто бывает необходимо в реальном времени изменять интенсивность излучения светодиодов. Управление яркостью источников света, и, в частности, светодиодов, называется диммированием. В данной статье излагаются основы теории светодиодов и описываются наиболее популярные методы диммирования с помощью импульсных драйверов.

Яркость и цветовая температура светодиодов

Яркость светодиодов

Концепцию яркости видимого сета, испускаемого светодиодом, понять довольно легко. Числовое значение воспринимаемой яркости излучения светодиода может быть легко измерено в единицах поверхностной плотности светового потока, называемых кандела (кд). Суммарная мощность светового излучения светодиода выражается в люменах (лм). Важно понимать, также, что яркость светодиода зависит от средней величины прямого тока.

На Рисунке 1 изображен график зависимости светового потока некоторого светодиода от прямого тока. В области используемых значений прямых токов (I_F) график исключительно линеен. Нелинейность начинает проявляться при увеличении I_F. При выходе тока за пределы линейного участка эффективность светодиода уменьшается.

Рисунок 1.

Зависимость светового потока от тока через светодиод.

При работе вне линейной области значительная часть подводимой к светодиоду мощности рассеивается в виде тепла. Это потраченное впустую тепло перегружает драйвер светодиода и усложняет тепловой расчет конструкции.

Цветовая температура светодиодов

Цветовая температура является параметром, характеризующим цвет светодиода, и указывается в справочных данных. Цветовая температура конкретного светодиода описывается диапазоном значений и смещается при изменении прямого тока, температуры перехода, а также, по мере старения прибора. Чем ниже цветовая температура светодиода, тем ближе его свечение к красно-желтому цвету, называемому «теплым». Более высоким цветовым температурам соответствуют сине-зеленые цвета, называемые «холодными». Нередко для цветных светодиодов вместо цветовой температуры указывается доминирующая длина волны, которая может смещаться точно также, как цветовая температура.

Способы управления яркостью свечения светодиодов

Существуют два распространенных способа управления яркостью (диммирования) светодиодов в схемах с импульсными драйверами: широтно-импульсная модуляция (ШИМ) и аналоговое регулирование. Оба способа сводятся, в конечном счете, к поддержанию определенного уровня среднего тока через светодиод, или цепочку светодиодов. Ниже мы обсудим различия этих способов, оценим их преимущества и недостатки.

На Рисунке 2 изображена схема импульсного драйвера светодиода в конфигурации понижающего преобразователя напряжения. Напряжение V_IN в такой схеме всегда должно превышать сумму напряжений на светодиоде и резисторе R_SNS. Ток дросселя целиком протекает через светодиод и резистор R_SNS, и регулируется напряжением, подаваемым с резистора на вывод CS. Если напряжение на выводе CS начинает опускаться ниже установленного уровня, коэффициент заполнения импульсов тока, протекающего через L1, светодиод и R_SNS увеличивается, вследствие чего увеличивается средний ток светодиода.

Рисунок 2.

Топология понижающего преобразователя.

Аналоговое диммирование

Аналоговое диммирование – это поцикловое управление прямым током светодиода. Проще говоря, это поддержание тока светодиода на постоянном уровне. Аналоговое диммирование выполняется либо регулировкой резистора датчика тока R_SNS, либо изменением уровня постоянного напряжения, подаваемого на вывод DIM (или аналогичный вывод) драйвера светодиодов. Оба примера аналогового управления показаны на Рисунке 2.

Аналоговое диммирование регулировкой R_SNS

Из Рисунка 2 видно, что при фиксированном опорном напряжении на выводе CS изменение величины R_SNS вызывает соответствующее изменение тока светодиода. Если бы было возможно найти потенциометр с сопротивлением менее одного Ома, способный выдержать большие токи светодиода, такой способ диммирования имел бы право на существование.

Аналоговое диммирование с помощью управления напряжением питания через вывод CS

Более сложный способ предполагает прямое поцикловое управление током светодиода с помощью вывода CS. Для этого, в типичном случае, в петлю обратной связи включается источник напряжения, снимаемого с датчика тока светодиода и буферизованного усилителем (Рисунок 2). Для регулировки тока светодиода можно управлять коэффициентом передачи усилителя. В эту схему обратной связи несложно ввести дополнительную функциональность, такую, например, как токовую и температурную защиту.

Недостатком аналогового диммирования является то, что цветовая температура излучаемого света может зависеть от прямого тока светодиода. В тех случаях, когда изменение цвета свечения недопустимо, диммирование светодиода регулированием прямого тока применяться не может.

Диммирование с помощью ШИМ

Диммирование с помощью ШИМ заключается в управлении моментами включения и выключения тока через светодиод, повторяемыми с достаточно высокой частотой, которая, с учетом физиологии человеческого глаза, не должна быть меньше 200 Гц. В противном случае, может проявляться эффект мерцания.

Средний ток через светодиод теперь становится пропорциональным коэффициенту заполнения импульсов и выражается формулой:

I_DIM-LED – средний ток через светодиод,
D_DIM – коэффициент заполнения импульсов ШИМ,
I_LED – номинальный ток светодиода, устанавливаемый выбором величины сопротивления R_SNS (см. Рисунок 3).

Рисунок 3.

Двухпроводное ШИМ диммирование.

Модуляция драйвера светодиодов

Двухпроводное ШИМ-диммирование

Двухпроводное ШИМ-диммирование приобрело популярность в схемах внутренней подсветки автомобилей. Если напряжение на выводе VINS становится на 70% меньше, чем на VIN (Рисунок 3), работа внутреннего силового MOSFET транзистора запрещается, и ток через светодиод выключается. Недостаток метода заключается в необходимости иметь схему формирователя сигнала ШИМ в источнике питания преобразователя.

Быстрое ШИМ-диммирование с шунтирующим устройством

Запаздывание моментов включения и выключения выхода конвертора ограничивает частоту ШИМ и диапазон изменения коэффициента заполнения. Для решения этой проблемы параллельно светодиоду, или цепочке светодиодов, можно подключить шунтирующее устройство, такое, скажем, как MOSFET транзистор, показанный на Рисунке 4а, позволяющий быстро пустить выходной ток преобразователя в обход светодиода (светодиодов).

а)
б)
Рисунок 4.	Быстрое ШИМ диммирование (а), формы токов и напряжений (б).

Ток дросселя на время выключения светодиода остается непрерывным, благодаря чему нарастание и спад тока перестают затягиваться. Теперь время нарастания и спада ограничивается только характеристиками MOSFET транзистора. На Рисунке 4а изображена схема подключения шунтирующего транзистора к светодиоду, управляемому драйвером LM3406, а на Рисунке 4б показаны осциллограммы, иллюстрирующие различие результатов, получаемых при диммировании с использованием вывода DIM (сверху), и при подключении шунтирующего транзистора (внизу). В обоих случаях выходная емкость равнялась 10 нФ. Шунтирующий MOSFET транзистор типа Si3458.

При шунтировании тока светодиодов, управляемых преобразователями со стабилизаций тока, надо учитывать возможность возникновения бросков тока при включении MOSFET транзистора. В семействе драйверов светодиодов LM340x предусмотрено управление временем включения преобразователей, что позволяет решить проблему выбросов. Для сохранения максимальной скорости включения/выключения емкость между выводами светодиода должна быть минимальной.

Существенным недостатком быстрого ШИМ-диммирования, по сравнению с методом модуляции выхода преобразователя, является снижение КПД. При открытом шунтирующем приборе на нем рассеивается мощность, выделяющаяся в виде тепла. Для снижения таких потерь следует выбирать MOSFET транзисторы с минимальным сопротивлением открытого канала R_DS-ON.

Многорежимный диммер LM3409

National Semiconductor выпускает уникальный многорежимный драйвер светодиодов LM3409, предназначенный как для аналогового, так и ШИМ регулирования яркости. Диммирование может осуществляться одним из четырех способов:

Аналоговое регулирование прямой подачей напряжения 0 … 1.24 В на вывод IADJ.
Аналоговое регулирование с помощью потенциометра, подключенного между выводом IADJ и «землей».
ШИМ регулирование с помощью вывода EN.
ШИМ регулирование с помощью шунтирующего MOSFET транзистора.

На Рисунке 5 показана схема включения LM3409 для управления яркостью с помощью потенциометра. Внутренний источник тока 5 мкА создает падение напряжения на сопротивлении R_ADJ, которое, в свою очередь, влияет на внутренний порог схемы измерения тока светодиода. С точно таким же эффектом можно управлять микросхемой, непосредственно подавая постоянное напряжение на вывод IADJ.

Рисунок 5.

Аналоговое управление яркостью.

Рисунок 6 демонстрирует зависимость измеренного тока светодиода от сопротивления включенного между IADJ и «землей» потенциометра. Плато на уровне 1 А в верхней части графика определяется величиной показанного на Рисунке 4 резистора R_SNS, задающего максимальный номинальный ток светодиода.

Рисунок 6.

Зависимость тока светодиода от сопротивления потенциометра.

На Рисунке 7 изображена зависимость измеренного тока светодиода от постоянного напряжения, приложенного к выводу IADJ. Заметим, что максимальный ток здесь также определяется величиной R_SNS.

Рисунок 7.

Зависимость тока светодиода от напряжения на выводе IADJ.

Обе аналоговые технологии диммирования просты в реализации и позволяют с очень высокой линейностью регулировать яркость свечения, вплоть до уровня 10% от максимума.

Заключение

Регулировать яркость свечения светодиодов, питающихся от импульсных преобразователей, можно различными способами. Для каждого из двух основных методов, ШИМ и аналогового, характерны свои достоинства и недостатки. Ценою использования дополнительной логики, ШИМ регулирование значительно уменьшает вариации цвета светодиода при изменении яркости. Схемотехника аналогового диммирования проще, но неприменима там, где требуется поддержания постоянной цветовой температуры.

С развитием мощных светодиодов NE555 снова вышла на арену в роли регулятора яркости (диммера), напомнив о своих неоспоримых преимуществах. Устройства на её основе не требуют глубоких знаний электроники, собираются быстро и работают надёжно.

Известно, что управлять яркостью светодиода можно двумя способами: аналоговым и импульсным. Первый способ предполагает изменение амплитудного значения постоянного тока через светодиод. Такой способ имеет один существенный недостаток – низкий КПД. Второй способ подразумевает изменение ширины импульсов (скважности) тока с частотой от 200 Гц до нескольких килогерц. На таких частотах мерцание светодиодов незаметно для человеческого глаза.

Схема ШИМ-регулятора с мощным выходным транзистором показана на рисунке. Она способна работать от 4,5 до 18 В, что свидетельствует о возможности управления яркостью как одного мощного светодиода, так и целой светодиодной лентой. Диапазон регулировки яркости колеблется от 5 до 95%. Устройство представляет собой доработанную версию генератора прямоугольных импульсов. Частота этих импульсов зависит от ёмкости C1 и сопротивлений R1, R2 и определяется по формуле: f=1/(ln2*(R1+2*R2)*C1), Гц

Принцип действия электронного регулятора яркости заключается в следующем. В момент подачи напряжения питания начинает заряжаться конденсатор по цепи: +Uпит – R2 – VD1 –R1 –C1 – -Uпит. Как только напряжение на нём достигнет уровня 2/3Uпит откроется внутренний транзистор таймера и начнется процесс разрядки. Разряд начинается с верхней обкладки C1 и далее по цепи: R1 – VD2 –7 вывод ИМС – -Uпит. Достигнув отметки 1/3Uпит транзистор таймера закроется и C1 вновь начнет набирать ёмкость. В дальнейшем процесс повторяется циклически, формируя на выводе 3 прямоугольные импульсы.

Изменение сопротивления подстроечного резистора приводит к уменьшению (увеличению) времени импульса на выходе таймера (вывод 3), и как следствие, уменьшается (увеличивается) среднее значение выходного сигнала. Сформированная последовательность импульсов через токоограничивающий резистор R3 поступает на затвор VT1, который включен по схеме с общим истоком. Нагрузка в виде светодиодной ленты или последовательно включенных мощных светодиодов включается в разрыв цепи стока VT1.

В данном случае установлен мощный MOSFET транзистор с максимальным током стока 13А. Это позволяет управлять свечением светодиодной ленты длиной в несколько метров. Но при этом транзистору может потребоваться теплоотвод.

Блокирующий конденсатор C2 исключает влияние помех, которые могут возникать по цепи питания в моменты переключения таймера. Величина его ёмкости может быть любой в пределах 0,01-0,1 мкФ.

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.

Плата и детали сборки регулятора яркости

Односторонняя печатная плата имеет размер 22х24 мм. Как видно из рисунка на ней нет ничего лишнего, что могло бы вызвать вопросы.

Плата в файле Sprint Layout 6.0: reguljator-jarkosti.lay6

После сборки схема ШИМ-регулятора яркости не требует наладки, а печатная плата легка в изготовке своими руками. В плате, кроме подстроечного резистора, используются SMD элементы.

DA1 – ИМС NE555;
VT1 – полевой транзистор IRF7413;
VD1,VD2 – 1N4007;
R1 – 50 кОм, подстроечный;
R2, R3 – 1 кОм;
C1 – 0,1 мкФ;
C2 – 0,01 мкФ.

Заказать готовую сборку от автора можно здесь.

Схема подключения: на правую ножку стабилизатора тока LM317 подается «плюс» от блока питания 12V. К левой и средней ножкам поключается резистор переменного тока. Так же, к левой ножке подключается плюсовая ножка светодиода. Минусовой провод от блока питания подключается к минусовой ножке светодиода.

Получается, что ток, проходя через Lm317, уменьшается до величины, заданной сопротивлением переменного резистора.

На практике решено было припаять стабилизатор прямо на резистор. Сделано это в первую очередь для отведения тепла от стабилизатора. Теперь он будет нагреваться вместе с резистором. На резисторе у нас расположено 3 контакта. Мы используем центральный и крайний. Какой имеено крайний использовать — для нас не важно. В зависимости от выбора, в одном случае при повороте ручки по часовой стрелке яркость будет увеличиваться, в противоположном случае — уменьшаться. Если подключить крайние контакты, сопротивление будет постоянно 1 кОм.

Припаиваем провода, как на схеме. К коричневому проводу будет подходить «плюс» от блока питания, синий — «плюс» к светодиоду. При пайке специально оставляем побольше олова, чтобы была лучше теплопередача.

И напоследок одеваем термоусадку, чтобы исключить возможность короткого замыкания. Теперь можно пробовать.

Для первого теста мы используем светодиоды:

1) Epistar 1W, рабочее напряжение — 4V (в нижней части следующей фотографии).

2) Плоский диод с тремя чипами, рабочее напряжение — 9V (в верхней части следующей фотографии).

Результаты (можно увидеть в следующем ролике) не могут не радовать: ни один диод не сгорел, яркость регулируется плавно от минимума до максимума. Для питания полупроводника основное значение имеет ток питания, а не напряжение (ток растет экспоненциально относительно напряжения, при повышении напряжения резко повышается вероятность «сжечь» светодиод.

После чего проводится тест со светодиодными модулями на 12V. И на них наш контроллер отрабатывает без проблем. Именно этого мы и добивались.

Спасибо за внимание!

Принципиальная схема

Схема выполнена на микросхеме D1 типа 74АС14, которая содержит шесть инверторов — триггеров Шмитта. На трех из них сделан мультивибратор, с буферным каскадом и регулировкой скважности импульсов с помощью резистора R1.

На транзисторе VТ1 выполнен транзисторный ключ, через который ток поступает на светодиодную ленту.

Микросхема D1 питается напряжением 5V через параметрический стабилизатор на резисторе R2 и стабилитроне VD3.

В схеме на рис.1 остаются «лишние» еще три логических элемента микросхемы D1. Это позволяет сделать еще один регулятор, чтобы регулировать им яркость свечения еще одной светодиодной ленты.

Рис. 1. Принципиальная схема первого варианта регулятора яркости светодиодной ленты.

Что актуально для случая, когда в системе освещения используются две ленты с разной «температурой света» или с разным расположением в пространстве.

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.

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

Оставить комментарий Отменить ответ

На симисторе

Для начало рассмотрим схему светорегулятора, работающего от сети 220 Вольт. Данный тип устройств работает по принципу фазового смещения открывания силового ключа. Сердцем диммера является RC цепочка. Узел формирования управляющего импульса, в качестве которого выступает симметричный динистор. И собственно, сам силовой ключ, управляющий нагрузкой — симистор.

Рассмотрим работу схемы. Резисторы R1 и R2 образуют делитель напряжения. Так как R1 является переменным, то с его помощью меняется напряжение в цепочке R2C1. Динистор DB3 включен в точку между ними и при достижении напряжения порога его открывания на конденсаторе C1 он срабатывает и подает импульс на силовой ключ — симистор VS1. Он открывается и пропускает через себя ток, тем самым на выходе мы получаем напряжение. От положения регулятора зависит, какая часть волны пойдет на лампу. Чем быстрее заряжается конденсатор, тем быстрее открывается ключ, и большая часть волны и мощности пойдет на нагрузку. Таким образом, схема буквально отрезает часть синусоиды. Ниже представлен график работы устройства.

Значение (t*) — это время, за которое конденсатор заряжается до порога открывания силового элемента. Эта схема диммера проста и легко повторяется на практике. Лучше всего она работает на лампах накаливания, из-за того что спираль в лампе имеет инертность, а вот со светодиодными и иными лампами могут возникнуть проблемы, поэтому необходимо перед окончательной установкой проверить работоспособность схемы конкретно на ваших потребителях. Рекомендуем просмотреть предоставленное ниже видео, в котором наглядно показывается, как сделать светорегулятор на симисторе:

Читайте также: