Alimentatore lampada LED 8W su HV9961. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Gli autori offrono un alimentatore da 8 W, assemblato sul chip HV9961, per alimentare una lampada a LED.

Al giorno d'oggi, in letteratura e in Internet, ci sono molte descrizioni di alimentatori di varia complessità e funzionalità per sorgenti luminose a LED, spesso chiamati driver LED. Si tratta di alimentatori, solitamente pulsati, con stabilizzazione della corrente o della tensione in uscita. L'alimentatore proposto in questo articolo è una variante di una delle sorgenti luminose economiche prodotte in serie da un produttore nazionale. È semplice, il che lo rende accessibile per la ripetizione anche ai radioamatori alle prime armi e allo stesso tempo ha buoni parametri.

Principali caratteristiche tecniche

• Tensione CA in ingresso, V.......120...250
• Corrente di uscita, mA.......65
• Stabilità della corrente di uscita nell'intero intervallo di tensione di alimentazione, non più di, % ......2
• Massima tensione di uscita, V ....... 110
• Coefficiente di pulsazione del flusso luminoso, non superiore a, % ..... 1,5

L'alimentatore è un convertitore buck controllato da un microcircuito regolatore di corrente HV9961 specializzato ampiamente utilizzato. Lo schema del dispositivo è mostrato in fig. 1. Un piccolo numero di elementi esterni e una precisione piuttosto elevata della regolazione della corrente di carico hanno reso questo microcircuito una soluzione comune per vari driver LED.

Riso. 1. Schema del dispositivo (clicca per ingrandire)

La corrente di carico viene controllata modificando il valore medio della corrente del transistor di commutazione VT1. Misurando la caduta di tensione attraverso il resistore R2, il microcircuito DA1 corregge il tempo (durata) dello stato aperto del transistor VT1 e quindi mantiene la corrente di uscita a un determinato livello. In questo caso, il tempo dello stato chiuso, impostato dal resistore R1, è sempre costante.

Il resistore R2, infatti, è un sensore di corrente attraverso i LED. La sua resistenza è calcolata dalla formula

R2 = 0,275/l_LED

dove io_LED - corrente LED richiesta.

Tempo di riposo t_MENO (µs) gli stati dei transistor sono calcolati dalla formula

t_MENO = R1/25 + 0,3

dove la resistenza del resistore R1 è in kiloohm.

È auspicabile scegliere la resistenza del resistore nell'intervallo da 100 kΩ a 1 MΩ, sebbene in [1] sia consentito un intervallo più ampio - da 30 kΩ. Un tempo troppo breve dello stato chiuso può portare al surriscaldamento del transistor VT1.

L'induttanza dell'induttore L2 può essere stimata in modo abbastanza accurato dalla relazione

dove l'induttanza è ottenuta in henry, se la tensione è sostituita nella formula in volt, la corrente è in ampere e il tempo è in secondi.

Quando si calcola l'alimentazione per altre correnti e potenze di uscita, potrebbe essere necessario regolare manualmente l'induttanza dell'induttore mediante selezione, ottenendo un funzionamento stabile del dispositivo a diverse tensioni di ingresso. E non dobbiamo dimenticare che per l'induttanza L2 è necessario uno spazio non magnetico. È possibile calcolare il divario, ad esempio, secondo il metodo [2] o [3].

Per questo progetto, l'induttore L2 è stato avvolto su un telaio standard per il nucleo magnetico E 16/8/5 di Epcos realizzato in materiale N87, la distanza non magnetica era di 0,5 mm (la distanza totale del nucleo magnetico). L'avvolgimento contiene 700 giri di filo con un diametro di 0,15 mm.

Riso. 2. Disegno PCB del dispositivo

Riso. 3. Posizione delle parti di alimentazione

L'alimentatore è montato su un circuito stampato in fibra di vetro laminata su un lato con uno spessore di 1,5 mm. Il suo disegno è mostrato in Fig. 2, e la posizione delle parti - in Fig. 3. Sul lato dei conduttori stampati sono presenti un chip DA1, un transistor VT1, un ponte a diodi VD1, un diodo VD2, un condensatore C5 e resistori R1, R2. Il dispositivo utilizza condensatori importati, C1 e C4 - per una tensione alternata di 250 V. È consentito sostituirli con condensatori K73-17 per una tensione nominale di 630 V (C1) e 400 V (C4). La tensione nominale del condensatore C2 deve essere di almeno 1,5 kV. Questa condizione è soddisfatta, ad esempio, i condensatori K15-5. Diodo VD2 - HS1M o un diodo ad alta velocità simile in un pacchetto SMA (DO-241AC) con una tensione inversa di almeno 400 V e una corrente di 1 A.

Il transistor STD5N52K3 nel pacchetto D-PAK può essere sostituito da qualsiasi MOSFET a canale n con una tensione drain-source di 500 V, una resistenza del canale di 1 ... morsettiere a vite, rispettivamente, tre e due pin per il montaggio sul tabellone. Una fotografia del circuito stampato montato dal lato dei conduttori stampati è mostrata in fig. 2.

La scheda LED è realizzata su una base in alluminio per una migliore dissipazione del calore. Dispone di 36 LED Nichia NESL157BT sw30 collegati in serie e equidistanti (Fig. 5).

Riso. 4. Circuito stampato montato

Riso. 5. Dispositivo montato

Letteratura

1. Driver LED con controllo della corrente costante in modalità media. - URL: pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/637222/SUTEX/HV9961.html.
2. Kuznetsov A. Trasformatori e induttanze per SMPS. Rev 2. - URL: servotechnica.spb.ru/library/BOOKS/$D2$F0$E0$ED$F1$F4$EE$F0$EC$E0$F2$EE$F0$FB.
3. Brown M. Fonti di energia. Calcolo e progettazione. Per. cand. tech. Scienze S. L. Popov. - Kiev, MK-Press, 2007.

Autori: V. Lazarev, D. Golubin

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