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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Alimentatore per lampada LED. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Alimentatori Le sorgenti luminose a LED stanno gradualmente sostituendo non solo le solite lampade a incandescenza, ma anche le cosiddette a risparmio energetico o CFL. Pertanto, quando si è reso necessario realizzare una piccola lampada da tavolo, la scelta è naturalmente ricaduta sui LED. Si è scoperto che il modo più semplice è acquistare una striscia LED con una tensione di alimentazione di 12 V, con un numero di LED di 30 pezzi/me una potenza di 4,7 W/m. Sfortunatamente, non è possibile collegare i LED direttamente alla rete, poiché fallirebbero. È necessario un alimentatore che fornisca 12 V CC. Tuttavia, il prezzo di tale alimentatore nel negozio è piuttosto elevato, quindi questa opzione non è stata presa in considerazione. L'alimentatore l'ho dovuto realizzare io stesso. Si è scoperto che 18 LED sono sufficienti per un'illuminazione confortevole, ma l'alimentatore è progettato con una piccola riserva di carica. Principali caratteristiche tecniche
Poiché il LED è un dispositivo con una caratteristica corrente-tensione non lineare pronunciata, la lampada a LED è sensibile anche a piccole variazioni della tensione di alimentazione, quindi la tensione di alimentazione deve essere stabilizzata. Va notato che la lampada a LED non è così sensibile all'ampiezza delle pulsazioni, poiché la frequenza delle pulsazioni è molto elevata. Naturalmente l’alimentatore deve avere una protezione da cortocircuito, essere costruito su parti comuni ed avere un’elevata efficienza. Inoltre, doveva anche avere un'altezza ridotta (non più di 15 mm). Il più adatto per costruire un tale alimentatore è un convertitore flyback auto-oscillante (OSC). Il suo principale vantaggio è la semplicità e il fatto che è protetto dai cortocircuiti in uscita. Rispetto al kit, il convertitore-stabilizzatore di tensione push-pull OHP ha un'efficienza maggiore. È anche importante che se l'unità si guasta, sostituire il transistor è molto più semplice che cercare un microcircuito. Lo schema di alimentazione è mostrato in Fig. 1. Il resistore R1 limita la corrente di carica del condensatore del filtro C1 e viene utilizzato anche come fusibile. Il resistore R2 imposta la corrente di base iniziale del transistor di commutazione VT2. Il diodo Zener VD9, l'accoppiatore ottico U1, il transistor VT1 e i resistori R3 e R8 formano un circuito di stabilizzazione della tensione di uscita. Il funzionamento dell'OCP è descritto in dettaglio in [1], quindi non ci soffermeremo su di esso. Dovresti prestare attenzione al diodo VD5 nel circuito di base del transistor di commutazione VT2, che molti sviluppatori non installano. Senza questo diodo è possibile la rottura del transistor a causa della tensione negativa alla base. Come hanno dimostrato le misurazioni con un oscilloscopio, i picchi di questa tensione possono superare i 5 V.
Tutte le parti sono montate su un circuito stampato, il cui disegno è mostrato in Fig. 2. Per ridurre le dimensioni del blocco, alcuni elementi (R2, R3, R5-R8, C3) vengono utilizzati per il montaggio superficiale della dimensione standard 1206. Resistori R1, R4 - MLT, C2-23, condensatori all'ossido - importati . Poiché al resistore R3 viene applicata una tensione di rete raddrizzata, questo è composto da tre resistori da 1 MΩ collegati in serie per evitare guasti. Il transistor MJE13003 può essere sostituito con il transistor ST13003. Al posto del transistor BC847 è possibile utilizzare un transistor a montaggio superficiale a bassa potenza con una corrente di collettore consentita di almeno 50 mA e un rapporto di trasferimento di corrente superiore a 50.
I diodi 1N4007 possono essere sostituiti con diodi KD243 con indici di lettere D, E, Z o KD247 con indici G e D. Il diodo KD247G può essere sostituito con diodi KD257G KD257D, diodo 1N4148 con diodi KD510, KD521, KD522. Al posto del diodo KD226D è possibile utilizzare il diodo KD226 con qualsiasi indice di lettere. Diodo Zener - con una tensione di stabilizzazione di circa 11 V. Se si dispone di un diodo Zener con una tensione di stabilizzazione inferiore, è possibile installare un diodo o un diodo Zener in serie con esso. Per questo, la scheda ha un sedile su cui è installato un ponticello. Il dissipatore di calore per il transistor VT2 è tagliato dal dissipatore di calore dell'alimentatore del computer. Per il trasformatore viene utilizzato un telaio a basso profilo di un "reattore elettronico" (CFL), la marca della ferrite è sconosciuta, la sua dimensione standard è EE19/8/5. Il nucleo magnetico è assemblato con uno spazio nel nucleo centrale di 0,3 mm. L'avvolgimento I viene avvolto per primo, contenente 148 spire di filo PEV-2 0,18, quindi l'avvolgimento II è di 18 spire dello stesso filo, l'ultimo è l'avvolgimento III, contenente 28 spire di filo PEV-2 0,28. Ciascuno strato dell'avvolgimento I è separato dal resto da uno strato di carta condensatore spesso 0,1 mm. Ci sono due strati di carta tra gli avvolgimenti I e II e tre strati di carta tra gli avvolgimenti II e III. Dopo il controllo, il trasformatore viene impregnato di vernice. L'induttore L1 proviene da una CFL, l'induttanza è 0,2...1 mH, può essere realizzato indipendentemente su un nucleo magnetico in ferrite del tipo a manubrio con un diametro di 6 mm. Avvolgimento: filo PEV-2 0,18 fino al riempimento, quindi viene verniciato. Per configurare l'unità avrete bisogno di un multimetro, un oscilloscopio, un trasformatore di isolamento con una tensione di uscita di circa 150 V (ad esempio TAN-17-22050) e LATr. Innanzitutto, è consigliabile assemblare l'unità su una breadboard e, dopo la regolazione, montare le parti su un circuito stampato. Il primo collegamento dell'unità al trasformatore deve essere effettuato tramite una lampada a incandescenza da 40 W. All'uscita dell'unità deve essere collegato un carico standard. Utilizzare immediatamente un oscilloscopio per controllare la forma della tensione sul sensore di corrente - resistore R7; dovrebbe essere approssimativamente uguale a quella mostrata in Fig. 3. Monitorare la tensione all'uscita dell'alimentatore e, se differisce da 12 V, sarà necessario selezionare un diodo zener (o diodi zener) con la tensione di stabilizzazione richiesta. Dopo 5...10 minuti, controllare come si riscalda l'alimentatore. Se funziona normalmente, aumentare la tensione in ingresso a 250 V. La tensione in uscita dovrebbe rimanere stabile. Dopo un po ', controllare nuovamente il riscaldamento dell'unità: durante il funzionamento a lungo termine, il dissipatore di calore del transistor, del trasformatore e del diodo VD8 non deve riscaldarsi oltre i 50 оC. Successivamente è necessario verificare la resistenza dell'unità al cortocircuito dell'uscita e alla disconnessione del carico. In caso di cortocircuito potrebbe verificarsi un caratteristico cigolio con una frequenza di 10...15 kHz. Quando il carico è disconnesso, la tensione può aumentare di 0,5...1 V.
Si consiglia di verificare il funzionamento dell'unità senza circuito di stabilizzazione: per fare ciò chiudere temporaneamente i terminali 1 e 2 del fotoaccoppiatore U1 e sempre con un carico collegato o equivalente. Il fatto è che quando funziona il circuito di stabilizzazione della tensione, la corrente del collettore del transistor VT2 di solito non raggiunge il suo valore massimo, al quale il circuito magnetico del trasformatore può entrare in saturazione. Può entrare in questa modalità quando la tensione di rete scende a 150 V o meno. In tutte le modalità operative, la forma della tensione sul resistore R7 dovrebbe essere la stessa di Fig. 3. Ma è meglio controllare il trasformatore con un dispositivo, la cui descrizione è presentata in [2]. Dopo aver verificato la funzionalità, si consiglia di verniciare tutti gli elementi del blocco, ad eccezione del dissipatore di calore. L'aspetto dell'alimentatore installato nel corpo della lampada da tavolo è mostrato in Fig. 4.
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