Paprastas maitinimo šviesos diodų linijinės srovės reguliatorius, peržiūrėtas ir patikslintas: 3 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

Ši instrukcija iš esmės yra Dano linijinės srovės reguliatoriaus grandinės pakartojimas. Žinoma, jo versija yra labai gera, tačiau trūksta kažko aiškumo. Tai yra mano bandymas tai išspręsti. Jei suprasite ir sugebėsite sukurti Dano versiją, mano versija jums greičiausiai nepasakys nieko baisiai naujo. Tačiau …… Surinkdamas savo reguliatorių, pagrįstą Dano, aš nuolat žiūrėjau į jo komponentų nuotraukas ir prisimerkiau- kuris kaištis jungiasi prie kito kaiščio ?? Ar tai susiję su tuo ar ne? Žinoma, tai paprasta grandinė, bet aš nesu elektros inžinierius ir nenorėjau suklysti … Nes jei suklysti, net ir šiek tiek, kartais viskas dega. Pridėjau komponentą: jungiklį tarp teigiamo nuolatinės srovės maitinimo laido ir likusios grandinės, kad galėčiau jį įjungti ir išjungti. Nėra priežasties to atmesti, ir tai labai patogu. Pradžioje taip pat turėčiau atkreipti dėmesį: kad ir kokie būtų „Dan“teiginiai, gali būti priešingai, ši grandinė galiausiai nėra tinkama valdyti šviesos diodą iš maitinimo šaltinio, kuris yra žymiai didesnis už šviesos diodo įtampos kritimą. Aš bandžiau vairuoti vieną 3,2 V mėlyną šviesos diodą, esant 140 mAh (išbandyta srovė iš tikrųjų buvo 133 mAh- labai arti), iš maitinimo šaltinio, kurio vardinė įtampa yra 9,5 voltai, ir galutinis rezultatas buvo tas, kad per 60 sekundžių šviesos diodas pradėjo mirksėti ir galiausiai išsijungti … Tai buvo daroma kelis kartus, vis trumpėjant laikotarpiams nuo įjungimo iki gedimo. Dabar jis visiškai neįsijungs. Tai sakydamas, aš taip pat beveik mėnesį nuolat variau vieną RGB didelės galios šviesos diodą, naudodamas kitą maitinimo šaltinį, kuris labiau atitinka šviesos diodo įtampos kritimą, todėl ši grandinė gali veikti, bet ne visada, tikrai ne taip, kaip buvo žadėta iš pradžių, ir gali labai sugadinti jūsų maitinimo šviesos diodą. Patirties balsas čia sako, kad jis veiks tol, kol jūsų šviesos diodų reikalavimai labai atitiks jūsų maitinimo šaltinio galią voltais. Jei pastebėjote mirgėjimą, tai reiškia, kad šviesos diodas (-ai) dega ir yra visam laikui pažeistas. Man prireikė šešių sugadintų maitinimo šviesos diodų, kad tai suprasčiau. „Daugelis Bothanų mirė, kad atnešė mums šią informaciją …“Tiekimas: čia yra Dano tiekiamų komponentų sąrašas, žodis po žodžio, bet pataisytas pirmam elementui (Danas per klaidą nurodė 10K omo, o ne 100K omų produkto numerį) sąraše dabar rodomas tinkamo tipo numeris). Taip pat pridėjau nuorodų į konkrečius paminėtus produktus:-R1: maždaug 100 kΩ rezistorius (pvz., „Yageo FMP100JR-52-100K“) R3: srovės nustatymo rezistorius-žr. Žemiau) 2 klausimas: didelis N kanalų FET (pvz., „Fairchild FQP50N06L“) LED: maitinimo šviesos diodas (pvz., „Luxeon“1 vatų balta žvaigždė LXHL-MWEC)

- Jungiklio komponentas S1 turi būti įvertintas pagal nuolatinės srovės maitinimo šaltinio, kurį ketinate naudoti, įtampą. Pavyzdžiui, 12 V jungiklis nebus skirtas 18 V galiai valdyti. Atminkite, kad Q2 taip pat vadinamas MOSFET, nMOSFET, NMOS, n kanalų MOSFET ir n kanalų QFET MOSFET pakaitomis, Q1 taip pat vadinamas NPN bipoliniu sandūros tranzistoriumi arba NPN BJT. Danas nesigilina į tai, ką reiškia „apytiksliai“, ir nepaaiškina, kiek toli galite nueiti ar ką tai paveiks; jis taip pat nepaaiškina „mažų“ar „didelių“ir jų galimo poveikio. Deja, aš taip pat negaliu. Atrodo, kad laikomės šių specifinių komponentų, nebent įgyjame elektrotechnikos laipsnį. Ypač atsižvelgiant į šviesos diodų subtilumą, griežtas jų laikymasis yra vienintelė pagrįsta galimybė.

Dėl R3:

Pasak Dano, R3 vertė omuose turi būti susijusi su srove, kuria norite valdyti savo šviesos diodą (kurio ribas gamintojas jau nustatė), kad jūsų norima srovė amperais = 0,5/R3. Esant tokiai lygčiai, didesnis atsparumas R3 sumažins srovės srautą per šviesos diodą. Intuityviai tai leidžia daryti išvadą, kad tobulas pasipriešinimas (t. Y. Jokio rezistoriaus nebuvimas) reikštų, kad šviesos diodas neveiks (0,5/begalybė = mažiau nei nulis). Tiesą sakant, aš nesu tikras, kad tai tiesa, ir mano pačios atlikti šios grandinės bandymai rodo, kad taip nėra. Nepaisant to, jei mes elgsimės pagal Dano planą, 5 omų R3 sukels pastovią 0,5/5 = 0,1 ampero arba 100 miliamperų srovę. Atrodo, kad didelė dalis šviesos diodų veikia apie 350 mAh, todėl jiems turėsite nustatyti maždaug 1,5 omo R3 vertę. Tiems, kurie mažiau susipažinę su rezistoriais, atminkite, kad 1,5 omo gali nustatyti naudodami lygiagretų skirtingų rezistorių derinį, jei galutinis bendras rezultatas yra 1,5 omo. Pavyzdžiui, jei naudojate du rezistorius, jūsų R3 reikšmė bus lygi 1 rezistoriaus vertei, padaugintai iš 2 rezistoriaus vertės, o produktą padalijus iš R1+R2 sumos. Kitas pavyzdys: vienas 5 omų rezistorius, sujungtas lygiagrečiai su kitu, pavyzdžiui, 3 omais, suteikia (5x3)/(5+3) = 15/8 = 1,875 omų, o tai sukeltų pastovią srovę šioje grandinėje 0,5/1,875 = 0,226 amperų arba 266 mAh.

Rezistoriai yra įvertinti dėl skirtingų gebėjimų išsklaidyti galią. Maži rezistoriai gali išsklaidyti mažiau energijos nei didesni, nes didesni nesudegs taip greitai, jei per juos tekės per daug srovės. Šioje grandinėje negalite naudoti ant paviršiaus sumontuoto rezistoriaus, nes jis negali valdyti energijos išsklaidymo. Be to, negalėsite rasti „per didelio“rezistoriaus. Didesni/ fiziškai didesni rezistoriai gali valdyti daugiau energijos nei mažesni. Didesnių įsigijimas gali kainuoti daugiau ir užims daugiau vietos, tačiau kaina paprastai yra nereikšminga (kiekviena sugedusi stereofoninė sistema turi šimtą rezistorių, turinčių didžiulę galią), o erdvės skirtumas yra maždaug kubinių milimetrų. nesivaržykite klysti atsargiai ir naudokite didžiausius tinkamo atsparumo rezistorius, kuriuos galite rasti. Galite pasirinkti vieną per mažą, bet neįmanoma pasirinkti per didelį.

Atkreipkite dėmesį, kad jei po ranka turite nichromo didelio atsparumo laidą, tikriausiai galite jį nupjauti iki tokio ilgio, kuris atitiks jūsų pasipriešinimo poreikius, nesinaudodami keliais rezistoriais. Jums reikės omų matuoklio, kad patikrintumėte tikrąją varžos vertę, ir atminkite, kad tarp dviejų omų matuoklio laidų tikriausiai yra tam tikras pasipriešinimo laipsnis (galbūt net 1 omas): pirmiausia išbandykite paliesdami juos kartu ir pažiūrėkite, ką skaito prietaisas, tada atsižvelkite į tai, kai nustatysite, kiek nichromo vielos naudosite (jei aptiksite 0,5 omo pasipriešinimą, kai kartu paliesite savo omų matuoklio laidus, ir turite baigti su, pavyzdžiui, 1,5 omo atsparumu jūsų nichromo vielai, jums reikia tos vielos, kad „išmatuotumėte“2,0 omų varžą jums omų matuokliu).

Arba taip pat yra būdas naudoti šiek tiek nichromo vielos, kad užbaigtumėte šią grandinę net ir šviesos diodui, kurio vardinės srovės jūs nežinote! Kai jūsų grandinė bus baigta, bet trūks R3, naudokite nichromo vielos ilgį, kuris neabejotinai yra bent coliu ar dviem ilgesnis už jums reikalingą atsparumą (kuo storesnė ši viela, tuo ilgesnė dalis jums reikės. Tada įjunkite grandinė- nieko neatsitiks. Dabar pritvirtinkite elektrinį grąžtą prie nichromo vielos U vidurio taip, kad gręžtuvas susisuktų ir pradėtų apvynioti vielą aplink grąžtą. LĖTAI įjunkite grąžtą. Jei visos kitos dalys Jei grandinė yra tinkamai prijungta, šviesos diodas netrukus įsijungs labai silpnai ir šviesės, nes laidas trumpės! Sustokite, kai šviesa yra ryški- jei laidas tampa per trumpas, jūsų šviesos diodas išdegs. Tačiau nebūtinai lengva nuspręsti, kada šis momentas buvo pasiektas, todėl pasinaudosite šia galimybe.

Dėl šilumos kriauklių: Danas taip pat pamini galimą šilumos kriauklių svarbą šiam projektui ir 4–18 voltų išorinio nuolatinės srovės maitinimo šaltinio poreikį (matyt, stiprintuvai nesvarbu šiam maitinimo šaltiniui, nors aš to nežinau) tam tikras). Jei naudojate maitinimo šviesos diodą, prie jo reikės pritvirtinti tam tikrą šilumos kriauklę, ir greičiausiai jums reikės tos, kuri neapima paprastos aliuminio lazdos „žvaigždės“, aprūpintos daugybe „Luxeon“šviesos diodų. Antrojo ketvirčio šilumos kriauklės jums reikės tik tuo atveju, jei per grandinę naudojate daugiau nei 200 mAh energijos ir (arba) įtampos skirtumas tarp nuolatinės srovės maitinimo šaltinio ir bendro šviesos diodų įtampos „kritimo“yra „didelis“(jei skirtumas yra didesnis nei 2 voltai, aš tikrai norėčiau naudoti radiatorių). Norint efektyviausiai naudoti bet kurį radiatorių, taip pat reikia naudoti nedidelį kiekį terminio tepalo („Arctic Silver“laikomas aukščiausios klasės produktu): nuvalykite radiatorių ir MOSFET/ LED korpusą alkoholiu, sutepkite lygus, plonas šiluminio tepalo sluoksnis ant kiekvieno paviršiaus (aš mėgstu naudoti „X-acto“peilio ašmenis, kad gautumėte absoliučiai lygiausius, lygiausius ir ploniausius rezultatus), tada suspauskite paviršius ir pritvirtinkite naudodami vieną ar kelis varžtus atitinkamoje vietoje. Arba yra keletas terminių juostų rūšių, kurios taip pat tarnaus tam pačiam tikslui. Štai keletas tinkamų variantų, skirtų įprastam vieno šviesos diodo sąrankos radiatoriui ir maitinimo šaltiniui (atminkite, kad daugelyje konfigūracijų jums gali prireikti Dviejų radiatorių- vieno šviesos diodui ir vieno MOSFET):

Dėl maitinimo šaltinių: Greita pastaba dėl maitinimo šaltinių: praktiškai visi maitinimo šaltiniai kažkur ant jų pakuotės nurodo, kiek voltų ir stiprintuvų jie gali tiekti. Tačiau voltų skaičius yra beveik visuotinai įvertintas ir praktiškai visi maitinimo šaltiniai iš tikrųjų tiekia didesnę įtampą, nei nurodyta ant jų pakuotės. Dėl šios priežasties bus svarbu išbandyti bet kurį maitinimo šaltinį, kuris, kaip teigiama, tiekia įtampą netoli viršutinio spektro galo (ty beveik 18 voltų), kad įsitikintų, jog iš tikrųjų nesuteikia per daug energijos (25 voltų viršyti mūsų grandinės projektinius apribojimus). Laimei, dėl grandinės pobūdžio šis įtampos pervertinimas paprastai nesukels problemų, nes grandinė gali valdyti įvairias įtampas nepažeisdama šviesos diodo (-ų).

1 žingsnis: sukurkite radiatorių

Jei jums reikės Q2 šilumos kriauklės, jums gali tekti išgręžti skylę tame radiatoriuje, kad galėtumėte įsukti varžtą per didelę MOSFET korpuso skylę. Tikslaus varžto nereikia, kol jūsų varžtas gali patekti per MOSFET skylę, varžto galvutė yra didesnė (tik šiek tiek) už šią skylę, o jūsų sukurtos angos skersmuo yra ne mažesnis už varžto cilindro skersmenį. Paprastai, jei naudojate grąžtą, kurio skersmuo yra artimas, bet šiek tiek mažesnis už varžto cilindro skersmenį, jums nebus sunku pritvirtinti MOSFET prie radiatoriaus. Daugumos plieninių varžtų sriegiai yra pakankamai stiprūs, kad juos būtų galima įpjauti į radiatorių (jei jis yra aliuminis arba varis) ir taip „sukurti“reikiamą skylę su sriegiu. Gręžimas į aliuminį turėtų būti atliekamas su keliais lašais labai plonos mašininės alyvos antgalio gale (pvz., „3 viename“arba siuvimo mašinos alyvos), o grąžtas švelniai ir stipriai spaudžiamas maždaug 600 aps./min. in-lbs sukimo momento (šis „Black & Decker“grąžtas ar kažkas panašaus veiks gerai). Būkite atsargūs: tai bus labai maža, sekli skylė ir labai plonas gręžtuvas gali sulūžti, jei per ilgai spaudžiate! Gerai įsidėmėkite: Q2 korpusas yra elektriškai prijungtas prie Q2 šaltinio kaiščio- jei kas nors jūsų grandinėje paliečia šią šilumos kriauklę, išskyrus MOSFET korpusą, galite sukurti elektros trumpumą, kuris gali sudeginti jūsų šviesos diodą. Apsvarstykite galimybę uždengti radiatoriaus pusę, nukreiptą į jūsų laidus, elektros juostos sluoksniu, kad taip neatsitiktų (tačiau neuždenkite šilumos kriaukle daugiau nei būtina, nes jos tikslas yra perkelti šilumą iš MOSFET į aplinkinis oras- elektros juosta yra šilumos energijos izoliatorius, o ne laidininkas).

2 žingsnis: grandinė

Štai ką turite padaryti, kad sukurtumėte šią grandinę:

* Lituokite teigiamą maitinimo laidą prie teigiamo šviesos diodo mazgo. Taip pat lituokite vieną 100K rezistoriaus galą į tą patį tašką (teigiamas šviesos diodo mazgas).

* Lituokite kitą rezistoriaus galą prie MOSFET GATE kaiščio ir mažesnio tranzistoriaus COLLECTOR kaiščio. Jei būtumėte suklijavę abu tranzistorius kartu ir metalinė MOSFET pusė būtų nukreipta į jus nuo savęs, o visi šeši tranzistoriaus kaiščiai būtų nukreipti žemyn, GATE kaištis ir KOLEKTORIAUS kaištis yra PIRMIEJI DUO tų tranzistorių PINS- kitaip tariant, lituokite du kairiuosius tranzistorių kaiščius ir lituokite juos prie neprikabinto 100K rezistoriaus galo.

* Laidu prijunkite vidurinį MOSFET kaištį, DRAIN kaištį, prie neigiamo šviesos diodo mazgo. Daugiau nieko nebus pritvirtinta prie šviesos diodo.

* Prijunkite mažo tranzistoriaus BASE kaištį (t. Y. Vidurinį kaištį) prie MOSFET šaltinio kaiščio (kuris yra jo dešiniausias kaištis).

* Prijunkite mažesnio tranzistoriaus EMITTER kaištį (dešiniausią kaištį) prie neigiamo maitinimo šaltinio laido.

* Prijunkite tą patį kaištį prie vieno R3 galo, pasirinkto (-ų) rezistoriaus (-ų) pagal jūsų LED poreikius.

* KITĄ rezistoriaus galą prijunkite prie anksčiau minėto abiejų tranzistorių BASE pin/ SOURCE kaiščio.

Santrauka: visa tai reiškia, kad jūs jungiate mažo tranzistoriaus vidurinį ir kraštutinį dešinįjį kaiščius vienas prie kito per rezistorių R3, o tranzistorius jungiate vienas su kitu du kartus tiesiogiai (vartai - KOLEKTORIUI, ŠALTINIS - PAGRINDAS) ir dar kartą netiesiogiai per R3 (EMITTER to SOURCE). Vidutinis MOSFET kaištis, DRAIN, neturi nieko bendra, išskyrus prisijungimą prie neigiamo jūsų šviesos diodo mazgo. Šviesos diodas jungiamas prie jūsų gaunamo maitinimo laido ir prie vieno R1 galo, 100K rezistoriaus (kitas šviesos diodo mazgas yra prijungtas prie DRAIN kaiščio, kaip ką tik minėta). EMITTER kaištis jungiamas tiesiai prie neigiamo maitinimo šaltinio laido, o tada trečią ir paskutinį kartą per R3 rezistorių, kuris taip pat tiesiogiai prijungiamas prie neigiamo laido, jungiasi prie savęs (prie savo BASE kaiščio) ir prie MOSFET. maitinimo šaltinį. MOSFET niekada tiesiogiai neprisijungia prie neigiamo ar teigiamo maitinimo šaltinio laidų, tačiau prie abiejų jų jungiasi per abu rezistorius! Nėra rezistoriaus tarp mažo tranzistoriaus trečiojo kaiščio, jo EMITTER ir neigiamo maitinimo laido- jis tiesiogiai jungiasi. Kitame sąrankos gale įeinantis maitinimo šaltinis yra tiesiogiai prijungtas prie šviesos diodo, nors gali būti, kad iš pradžių jis per daug išsikrauna, kad šis LED nesudegtų: papildoma įtampa, kuri būtų padariusi šią žalą nukreiptas atgal per 100K rezistorių ir per mūsų tranzistorius, kurie jį kontroliuos.

3 veiksmas: įjunkite: jei reikia, pašalinkite triktis

Kai prijungtas (-i) radiatorius (-ai) ir visos lydmetalio jungtys yra tvirtos, ir esate tikri, kad jūsų šviesos diodas (-ai) yra tinkamai (-i), ir prijungėte tinkamus laidus prie tinkamų laidų, laikas prijungti nuolatinės srovės maitinimo šaltinį ir pasukite jungiklį! Šiuo metu tikėtina, kad įvyks vienas iš trijų dalykų: šviesos diodas (-ai) užsidegs, kaip tikėtasi, šviesos diodas (-ai) trumpai ryškiai mirksės, o po to tamsės (arba nieko neįvyks). Jei pasiekėte pirmąjį iš šių rezultatų, sveikiname! Dabar turite darbo grandinę! Tegul tai truks labai ilgai. Jei gausite rezultatą Nr. 2, jūs ką tik susprogdinote šviesos diodą (-us) ir turėsite pradėti iš naujo su visiškai naujais (ir turėsite iš naujo įvertinti savo grandinę ir išsiaiškinti, kur suklydote, tikriausiai prisijungę) viela neteisingai arba leidžiama kirsti 2 laidus, kurių neturėtumėte). Jei gausite 3 rezultatą, tada jūsų grandinėje yra kažkas negerai. Išjunkite jį, atjunkite nuolatinės srovės maitinimo šaltinį ir pereikite prie grandinės jungties, įsitikindami, kad teisingai prijungiate kiekvieną laidą ir kad visi šviesos diodai yra teisingai nukreipti grandinėje. Be to, apsvarstykite galimybę dar kartą patikrinti žinomą savo šviesos diodų (-ų) miliampų vertę ir įsitikinti, kad pasirinkta ir naudojama R3 vertė suteiks pakankamai srovės, kad galėtų juos valdyti. Dar kartą patikrinkite R1 vertę ir įsitikinkite, kad ji yra 100k omų. Galiausiai galite išbandyti Q1 ir Q2, tačiau metodai, kaip tai padaryti, nepatenka į šios instrukcijos taikymo sritį. Vėlgi: labiausiai tikėtinos šviesos nebuvimo priežastys yra šios: 1.) jūsų šviesos diodas (-ai) yra netinkamai orientuotas (-i)- patikrinkite orientaciją naudodami multimetrą ir, jei reikia, persiorientuokite; 2.) kažkur savo grandinėje turite laisvą lydmetalį- paimkite lituoklį ir iš naujo lituokite visas laisvas jungtis; 3.) kažkur savo grandinėje turite perbrauktą laidą- patikrinkite visus laidus, ar nėra trumpųjų jungčių, ir atskirkite visus, kurie gali liesti- tam, kad grandinė sugestų, reikia tik vienos mažos laisvos varinės vielos; 4.) jūsų R3 yra per didelė, kad galėtų veikti šviesos diodas (-ai)- apsvarstykite galimybę jį pakeisti mažesnio pasipriešinimo rezistoriumi arba šiek tiek sutrumpinkite nichromo laidą; 5.) jūsų jungiklis nesugeba uždaryti grandinės- išbandykite multimetrą ir pataisykite arba pakeiskite; 6.) anksčiau sugadinote šviesos diodą (-us) arba vieną iš kitų diagramoje esančių komponentų: a.) Nenaudodami pakankamai didelių rezistorių (ty pakankamos galios rezistorius- R3 turi būti ne mažesnis kaip.25 vatų rezistorius) arba pakankamai didelis šilumnešis Q2 arba jūsų šviesos diodams (tiek Q2, tiek jūsų šviesos diodai gali greitai patirti galimą šiluminę žalą, jei jie nebus prijungti prie radiatorių prieš įjungiant grandinę), arba; b.) kryžminant laidus ir netyčia sugadinant šviesos diodą (-us) (paprastai tai lydi kvapas). arba 7.) naudojate Q1 arba Q2, kuris nėra tinkamas šiai grandinei. Kiti rezistorių tipai nėra žinomi kaip suderinami šių dviejų komponentų pakaitalai- jei bandysite sukurti šią grandinę iš kitų tipų tranzistorių, turėtumėte tikėtis, kad grandinė neveiks. Norėčiau, kad galėčiau atsakyti į techninius klausimus, susijusius su šviesos diodų grandinių ir tvarkyklių konstrukcija, tačiau, kaip jau sakiau anksčiau, nesu ekspertas ir dauguma to, ką matote čia, jau buvo aprašyta kitoje instrukcijoje, kurią parašė kažkas, kas daugiau žino apie šį procesą nei aš. Tikimės, kad tai, ką aš jums čia daviau, yra bent aiškiau ir aiškiau nei kitos panašios instrukcijos, prieinamos šioje svetainėje. Sėkmės!

Jei jūsų grandinė veikia, sveikiname! Prieš vadindami projektą užbaigtu, būtinai pašalinkite likusį srautą iš litavimo siūlių alkoholiu arba kitu tinkamu tirpikliu, pvz., Toluenu. Jei srautui leidžiama likti jūsų grandinėje, jis suerzins jūsų kaiščius, sugadins jūsų nichromo laidą (jei jį naudosite) ir netgi sugadins jūsų šviesos diodą, turintį pakankamai laiko. Flux yra puikus, bet kai baigsite tai, turite eiti! Taip pat įsitikinkite, kad, nors ir nustatėte šviesą, kad ji veiktų, kad nebūtų jokios galimybės, kad jo laidai netyčia prisiliestų arba išsiskirstytų, kai grandinė naudojama ar perkeliama. Didelis karštų klijų pluoštas gali būti naudojamas kaip tam tikras vazoninis mišinys, tačiau tikrasis vazoninis mišinys būtų geresnis. Nesaugi grandinė, kuri pripranta prie bet ko, yra linkusi į gedimą, turint pakankamai laiko, o litavimo jungtys kartais nėra tokios stabilios, kaip mes norėtume manyti. Kuo saugesnė jūsų galutinė grandinė, tuo daugiau naudos iš jos gausite!