Zasilacz LED niskiego napięcia. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / oświetlenie

 Komentarze do artykułu

Źródła promieniowania optycznego LED w zakresie widzialnym, ze względu na cechy konstrukcyjne, nie mogą świecić przy napięciach poniżej 1,6...1,8 V. Ta okoliczność znacznie ogranicza możliwość stosowania diod LED w urządzeniach o zasilaniu niskonapięciowym (z jednego ogniwa galwanicznego) .

Proponowane emitery LED z zasilaniem niskonapięciowym (0,1...1,6 V) mogą służyć do wskazywania napięcia, transmisji danych poprzez optyczne kanały komunikacyjne itp. Do ich zasilania można również wykorzystać ogniwa elektrochemiczne ultraniskonapięciowe, w których rolę elektrolitu pełni zwilżona gleba lub media aktywne biologicznie.

Różnorodność niskonapięciowych obwodów zasilających LED można zredukować do dwóch głównych typów konwersji niskiego napięcia na wysokie napięcie. Są to układy z pojemnościowymi i indukcyjnymi zasobnikami energii.

Rysunek 1 przedstawia obwód zasilania diody LED wykorzystujący zasadę podwojenia napięcia zasilania. Generator impulsów o niskiej częstotliwości, których częstotliwość powtarzania jest określona przez łańcuch R1-C1, a czas trwania - R2-C1, jest wykonany na tranzystorach pn-p i npn. Z wyjścia generatora krótkie impulsy przez rezystor R4 są doprowadzane do podstawy tranzystora VT3, w obwodzie którego połączone są czerwona dioda LED HL1 i dioda germanowa VD1. Kondensator elektrolityczny C2 o dużej pojemności jest podłączony między wyjściem generatora impulsów a punktem połączenia diody LED i diody germanowej.

Rys.1. Schemat zasilania LED oparty na zasadzie podwojenia napięcia,

Podczas długiej przerwy między impulsami (tranzystor VT2 jest zamknięty i nie przewodzi prądu), kondensator ten jest ładowany przez VD1 i R3 do napięcia zasilania. Po wygenerowaniu krótkiego impulsu otwiera się tranzystor VT2. Ujemnie naładowana płyta kondensatora C2 jest połączona z dodatnią szyną zasilającą. Dioda VD1 jest zablokowana. Naładowany kondensator C2 jest połączony szeregowo ze źródłem zasilania i ładowany na łańcuch: dioda LED jest złączem emiter-kolektor tranzystora VT3. Ponieważ tranzystor VT3 jest odblokowywany tym samym impulsem, jego rezystancja emiter-kolektor maleje. W ten sposób na krótki czas do diody LED podawane jest prawie dwukrotnie większe napięcie zasilania (z wyłączeniem niewielkich strat), co powoduje jej jasny błysk. Następnie proces ładowania-rozładowania kondensatora C2 jest okresowo powtarzany.

W przypadku stosowania diod LED typu AL307KM o napięciu żarzenia 1,35 ... 1,4 V napięcie robocze generatora wynosi 0,8 ... przy którym prąd pobierany przez urządzenie wynosi 1,6 mA.

Ponieważ generator pracuje w trybie pulsacyjnym, generowane są jasne błyski światła, które przyciągają uwagę. W obwodzie konieczne jest zastosowanie niskonapięciowego, ale raczej nieporęcznego kondensatora elektrolitycznego C2 o dużej pojemności.

Źródła zasilania niskonapięciowych diod LED oparte na multiwibratorach przedstawiono na rys. 2, 3. Pierwszy z nich oparty jest na multiwibratorze asymetrycznym, który generuje krótkie impulsy z dużą przerwą międzyimpulsową. Magazyn energii - kondensator C3 - jest okresowo ładowany ze źródła zasilania i rozładowywany do diody LED, sumując jej napięcie z napięciem zasilania.

Rys.2. Zasilacz niskonapięciowy LED oparty na multiwibratorze asymetrycznym (jarzenie impulsowe)

Generator (rys. 3) zapewnia, w przeciwieństwie do poprzedniego obwodu, ciągły charakter świecenia diody LED. Urządzenie oparte jest na multiwibratorze symetrycznym i pracuje na wyższych częstotliwościach. Pod tym względem pojemności kondensatorów w tym obwodzie są dość małe. Oczywiście jasność blasku jest zauważalnie zmniejszona, ale średni prąd pobierany przez generator przy napięciu zasilania 1,5 V nie przekracza 3 mA.

Rys.3. Zasilacz niskonapięciowy LED oparty na multiwibratorze symetrycznym (świecenie ciągłe)

Pojemnościowe przetworniki napięcia (z podwojeniem napięcia) do zasilania emiterów LED mogą teoretycznie obniżyć robocze napięcie zasilania tylko o 60%. Zastosowanie do tego celu wielostopniowych powielaczy napięcia jest mało obiecujące ze względu na stopniowo rosnące straty i spadek sprawności przekształtnika.

Bardziej obiecujące pod względem dalszego obniżania napięcia zasilania są przekształtniki z indukcyjnym magazynowaniem energii. Dzięki przejściu na wersje LC obwodów generatora z wykorzystaniem indukcyjnych zasobników energii możliwe stało się zauważalne obniżenie dolnej granicy napięcia zasilania.

Kapsuła telefoniczna służy jako indukcyjny magazyn energii w pierwszym ze schematów (ryc. 4). Równolegle z promieniowaniem świetlnym generator generuje sygnały akustyczne. Gdy pojemność kondensatora wzrasta do 200 mikrofaradów, generator przełącza się w tryb pulsacyjny, generując przerywane sygnały świetlne i dźwiękowe. Jako element aktywny zastosowano nieco nietypową strukturę - szeregowe połączenie tranzystorów o różnych typach przewodnictwa pokrytego dodatnim sprzężeniem zwrotnym.

Rys.4. Źródło z indukcyjnym (kapsuła telefoniczna) magazynowaniem energii

Przetworniki napięcia do zasilania diody LED na rys. 5 i 6 są wykonane na analogach tranzystorów polowych wtryskowych. Pierwszy z przekształtników (rys. 5) wykorzystuje kombinowany układ indukcyjno-pojemnościowy do zwiększania napięcia wyjściowego, łącząc zasadę podwojenia napięcia pojemnościowego z uzyskaniem zwiększonego napięcia na przełączanej indukcyjności.

Rys.5. Przetwornik napięcia do zasilania diody LED na analogu tranzystora polowego wtryskowego nr 1

Najprostszy generator oparty jest na analogu tranzystora polowego iniekcyjnego (rys. 6), w którym dioda LED pełni jednocześnie rolę kondensatora i jest obciążeniem generatora. Urządzenie pracuje w wąskim zakresie napięć zasilających, jednak jasność diody LED jest dość wysoka, ponieważ przetwornik jest czysto indukcyjny i ma wysoką sprawność.

Rys.6. Przetwornik napięcia do zasilania diody LED na analogu tranzystora polowego wtryskowego nr 2

Rysunek 7 przedstawia generator transformatorowy do zasilania diod LED o niskim napięciu. Generator zawiera trzy elementy, z których jednym jest dioda elektroluminescencyjna. Bez diody LED urządzenie jest najprostszym generatorem blokującym, a na wyjściu transformatora może powstać dość wysokie napięcie. Jeśli używasz diody LED jako obciążenia generatora, zaczyna świecić jasno. W obwodzie jako transformator zastosowano pierścień ferrytowy F1000 K10x6x2,5. Uzwojenia transformatora mają 15 ... .20 zwojów drutu PEV o średnicy 0,23 mm. W przypadku braku generacji końce jednego z uzwojeń transformatora są zamienione.

Rys.7. Generator transformatorowy do zasilania diod LED niskim napięciem

Przy przejściu na tranzystory germanowe wysokiej częstotliwości, takie jak 1T311, 1T313 i zastosowaniu zunifikowanych transformatorów impulsowych, takich jak MIT-9, TOT-45 itp., dolna granica napięć roboczych może zostać obniżona do 0,125 V.

Napięcie zasilania wszystkich rozważanych obwodów, w celu uniknięcia uszkodzenia diod LED, nie powinno przekraczać 1,6...1,7 V.

Autor: M. Szustow, Tomsk; Publikacja: radioradar.net

Zobacz inne artykuły Sekcja oświetlenie.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum DPP-3 - Zasilacze trójfazowe TDK-Lambda na szynę DIN 31.01.2011 Seria DPP-3 składa się z 4 mocy znamionowych: 120, 240, 480 lub 960 W o napięciach wyjściowych 12, 24, 48 V i przeznaczona jest do automatyki przemysłowej, systemów pomiarowo-kontrolnych, rozproszonych systemów elektroenergetycznych. Zasilacze DPP-3 pracują na sieci trójfazowej AC w ​​zakresie 3...340 V, częstotliwości 575...47 Hz bez konieczności przełączania i regulacji. Każdy model zawiera korektor współczynnika mocy. Ważną właściwością serii jest wydajność dwufazowa: w przypadku awarii jednej fazy urządzenie będzie nadal pracować z redukcją mocy do 80%! Napięcie wyjściowe modułu można regulować za pomocą potencjometru na panelu przednim. Jest to konieczne, aby skompensować spadek napięcia w przewodach zasilających do obciążenia. Możliwe jest równoległe połączenie 2 modułów w celu zwiększenia mocy. Niestabilność obciążenia przy połączeniu równoległym wynosi + 5%, przy pojedynczej operacji - + 1%. Dla większej wygody w zastosowaniach automatyki i sterowania, modele 24 V są wyposażone w przekaźnik monitorujący napięcie wyjściowe.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Zimno jest bardziej niebezpieczne niż upał

▪ W Android Market jest już 38 tys. aplikacji

▪ Globalne badanie wody słodkiej

▪ Stworzył sztuczną trzustkę

▪ Samochodowa nawigacja GPS Garmin nuviCam LMTHD

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ w dziale Eksperymenty Fizyczne. Wybór artykułów

▪ artykuł O ludzie! Tworzenie krokodyli! Popularne wyrażenie

▪ artykuł Jaki jest najliczniejszy drób? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Pracownik betonu. Opis pracy

▪ artykuł Wykrywacz metalu o wysokiej czułości na mikroukładach. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Ładowarka do akumulatorów samochodowych i motocyklowych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024