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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Illuminazione interna con LED super luminosi. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Automobile. Dispositivi elettronici L'affidabilità dell'illuminatore per interni dell'auto "Volga GAZ-3110" su una lampada fluorescente lascia molto a desiderare. Nella mia macchina, la luce interna si è guastata nel secondo anno di funzionamento. I tentativi di assemblare in modo indipendente un convertitore più affidabile, simile a quello descritto nell'articolo di V. Kharyakov "Alimentazione per una lampada di illuminazione fluorescente" ("Radio", 2006, n. 7, pp. 47, 48), hanno portato solo a un temporaneo successo. La lampada fluorescente, che normalmente funziona in estate, ha smesso di accendersi con l'inizio del freddo. Per il suo inizio affidabile, tuttavia, a quanto pare, è necessaria l'incandescenza degli elettrodi. L'apparizione in vendita di LED super luminosi ha spinto l'idea di sostituirli con una lampada in una lampada per interni di un'auto. Tipicamente, il LED è collegato a una fonte di alimentazione tramite un resistore di zavorra. Un test dei LED KIPD80 acquistati ha mostrato che la caduta di tensione diretta media su ciascun dispositivo è di 3,5 V con una corrente diretta media di 50 mA. L'aumento della corrente superiore a 70 mA provoca il guasto del LED. Di conseguenza, il consumo energetico massimo di un LED è di 0,175 watt. Il calcolo mostra che con una tensione di alimentazione di 12 V e sette ghirlande di tre LED collegati in serie e un resistore di zavorra da 30 Ohm in ciascun illuminatore, l'efficienza dell'illuminatore è dell'87,5%. Ma la tensione di bordo nelle auto è piuttosto instabile (nel GAZ-3110, una variazione di tensione da 11 a 15 V è considerata normale). A bassa tensione, quando i fari, il riscaldatore di vetro e altri consumatori sono accesi, l'efficienza di tale illuminatore è nettamente ridotta. Con un aumento superiore a 14 V, la corrente attraverso i LED supererà il massimo consentito, che li disabiliterà. In questo caso, ovviamente, puoi utilizzare stabilizzatori di corrente da 50 mA invece di resistori di zavorra, ma rimane il problema di lavorare con una tensione di bordo ridotta. Pertanto, si è deciso di assemblare una ghirlanda di venti LED collegati in serie e alimentarla da un convertitore flyback step-up. Lo studio dell'esperienza nella costruzione di lampade a LED su Internet ha determinato la base del convertitore: un microcontrollore economico e conveniente con controllo della larghezza dell'impulso. MS34063 (di ON Semiconductor) o la sua controparte domestica KR1156EU5. Poiché la tensione limite dei transistor di uscita di questo microcircuito è 40 V e una ghirlanda di venti LED richiede 70 V, era necessario un transistor di commutazione ad alta tensione esterno, che è stato scelto come transistor ad effetto di campo IRL640 con una tensione massima di 200 V, una corrente massima di 18 A e una resistenza a canale aperto inferiore a 0,18 ohm. Un altro argomento a favore di questo transistor era il suo breve tempo di commutazione.
Lo schema schematico del convertitore è mostrato in fig. 1. L'accensione del chip MC34063 presenta tre differenze rispetto a quella tipica. Innanzitutto, i transistor di pre-uscita e uscita del microcontrollore sono collegati a uno stabilizzatore di micropotenza 78L05 (DA1) per una tensione di 5 V, necessaria per controllare il transistor IRL640 (in un circuito tipico, sono collegati direttamente all'alimentazione fonte). Alimentare una stringa di LED con una corrente stabile consente di mantenere il livello di potenza trasmessa ad essa entro un ampio intervallo di variazioni della tensione di alimentazione. Fornisce inoltre la compensazione della temperatura per la modalità di funzionamento dei LED: all'aumentare della temperatura, la caduta di tensione diretta attraverso il LED diminuisce. Di conseguenza, la potenza consumata da esso è ridotta. Come risultato di condizioni di alimentazione confortevoli per i LED: l'affidabilità e la longevità del loro lavoro. Per limitare la tensione di uscita al di sotto della tensione di rottura del transistor IRL640, è stato introdotto un dispositivo di protezione sul transistor KT315B con un partitore di tensione R5R6 nel circuito di base. Il transistor VT1 si apre quando la tensione all'uscita del convertitore raggiunge circa 150 V. Questa soluzione evita il guasto del transistor IRL640 quando la ghirlanda di LED è spenta. La resistenza del resistore R1 è stata scelta sulla base della limitazione della corrente attraverso il transistor IRL640 al livello di 3 A. A causa della mancanza di resistori di questo valore in vendita, era costituito da due giri di filo di nichelcromo con un diametro di 0,5 mm, avvolta su un gambo di trapano con un diametro di 4,5 mm. I conduttori sono stati stagnati con acido fosforico. La bobina del convertitore è realizzata nel circuito magnetico corazzato B18 dal convertitore del vecchio illuminatore fluorescente. Consiste di 30 giri di filo PEV-2 0,3. La bobina è avvolta sul telaio girando per girare, gli strati sono separati da uno strato di carta del condensatore. Lo spazio tra le tazze del circuito magnetico viene eseguito utilizzando una rondella ritagliata da carta da ufficio. Le coppe vengono serrate con una vite MXNUMX in rame o ottone. Attaccano anche il circuito magnetico alla scheda. Il telaio della bobina è fissato all'interno del nucleo magnetico con rondelle in polietilene poroso. Il transistor IRL640 è montato su un dissipatore di calore fatto in casa tagliato da una lastra di rame spessa 1 mm. I bordi laterali del dissipatore di calore sono dentellati, piegati e ruotati di 90 gradi con una pinza. Per un migliore contatto termico tra il transistor e il dissipatore di calore, viene utilizzata una pasta termoconduttrice. Il dissipatore di calore con il transistor è fissato alla scheda del convertitore con una vite e un dado MXNUMX. Il diodo raddrizzatore VD1 è stato scelto con una tensione inversa massima di 400 V e un tempo di ripristino di 150 non solo perché disponibile in commercio. Si riscalda leggermente e riduce l'efficienza del convertitore. È preferibile utilizzare diodi con un tempo di recupero più breve (HER105 o SF18).
La scheda del convertitore è realizzata in lamina di fibra di vetro con uno spessore di 1,5 mm. Il disegno della scheda è mostrato in fig. 2. La lamina è incisa solo a strisce sottili lungo i conduttori stampati, la lamina rimanente funge da filo comune collegato alla carrozzeria (polo negativo della tensione di bordo). Per fissare la scheda del convertitore alla base della lampada, vengono saldati due dadi MOH, che fungono anche da contatti che collegano il filo comune della scheda alla base. Anche il contatto per un connettore standard da 6,3 mm per il collegamento del cavo di alimentazione di bordo positivo alla scheda è ricavato da una lamiera di rame spessa 1 mm. È fissato alla scheda con una staffa in filo di rame con un diametro di 1 mm e saldata. L'aspetto della scheda installata sulla base dell'illuminatore è mostrato in fig. 3.
Una ghirlanda di LED è assemblata su una scheda separata dalla stessa fibra di vetro. È fissato alla base dell'illuminatore al posto di una lampada fluorescente su due boccole lunghe 5 mm con due viti MOH, che sono avvitate in dadi saldati alla scheda del convertitore. I LED sono disposti uniformemente sulla scheda e collegati in serie secondo. La ghirlanda è collegata al convertitore con due fili flessibili MGTF. Dalla base dell'illuminatore è necessario rimuovere le parti di fissaggio della lampada fluorescente. L'illuminatore praticamente non necessita di regolazioni e, con parti riparabili, entra subito in funzione. Ci possono essere da sei a quaranta LED in una ghirlanda. L'efficienza misurata del convertitore è del 75% con un consumo energetico di 4,29 W e, di conseguenza, una potenza nella ghirlanda di 3,22 W. Autore: V. Gorbatykh, Ulan-Ude, Repubblica di Buriazia; Pubblicazione: radioradar.net
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