Driver - limiteur pour lampe de poche LED
Dans le précédent fait maison «Lampe de poche rechargeable - lampe de table»A été pris en compte, y compris le changement de la matrice LED dans la lampe de poche achetée. Le but de la révision était d'augmenter la fiabilité de la source lumineuse, en changeant le schéma de connexion des LED, de parallèle à combiné.
Les LED sont beaucoup plus exigeantes sur une source d'alimentation que les autres sources lumineuses. Par exemple, un excès de courant de 20% réduira leur durée de vie de plusieurs fois.
La principale caractéristique des LED, qui déterminent la luminosité de leur éclat, n'est pas la tension, mais le courant. Afin de garantir que les LED fonctionnent sur le nombre d'heures déclaré, un pilote est nécessaire pour stabiliser le courant traversant le circuit LED et maintenir une luminosité lumineuse constante pendant une longue période.
Pour les diodes électroluminescentes de faible puissance, il est possible de les utiliser sans pilote, mais dans ce cas, des résistances limitantes jouent son rôle. Une telle connexion a été utilisée dans le produit fait maison ci-dessus. Cette solution simple protège les LED contre le dépassement du courant admissible dans l'alimentation nominale, mais il n'y a pas de stabilisation.
Dans cet article, nous considérons l'opportunité d'améliorer la conception ci-dessus et d'améliorer les propriétés opérationnelles d'une lampe de poche alimentée par une batterie externe.
Pour stabiliser le courant à travers les LED, nous ajoutons un pilote linéaire simple à la conception de la lampe - un stabilisateur de courant avec rétroaction. Ici, le courant est le paramètre principal et la tension d'alimentation de l'ensemble LED peut varier automatiquement dans certaines limites. Le pilote assure la stabilisation du courant de sortie avec une tension d'entrée instable ou des fluctuations de tension dans le système, et le courant est ajusté en douceur sans créer de caractéristique d'interférence à haute fréquence des stabilisateurs d'impulsions. Le schéma d'un tel pilote est extrêmement simple à fabriquer et à configurer, mais une efficacité moindre (environ 80%) est payante.
Pour exclure une décharge critique de la source d'alimentation (inférieure à 12 V), ce qui est particulièrement dangereux pour les batteries au lithium, nous introduisons en outre l'indication de la décharge limite ou de la déconnexion de la batterie à basse tension dans le circuit.
Fabrication de pilotes
1. Pour résoudre ces propositions, nous produirons le circuit d'alimentation suivant pour la matrice LED.
Le courant d'alimentation de la matrice LED traverse le transistor de régulation VT2 et la résistance limite R5. Le courant traversant le transistor de commande VT1 est réglé par la sélection de la résistance R4 et peut varier en fonction de la variation de la chute de tension aux bornes de la résistance R5, également utilisée comme résistance de rétroaction de courant. Lorsque le courant dans le circuit augmente, les LED, VT2, R5, pour une raison quelconque, augmentent la chute de tension aux bornes de R5. L'augmentation correspondante de la tension sur la base du transistor VT1, l'ouvre, réduisant ainsi la tension sur la base de VT2. Et cela couvre le transistor VT2, réduisant et stabilisant cela, le courant à travers les LED. Avec une diminution du courant sur les LED et le VT2, les processus se déroulent dans l'ordre inverse. Ainsi, en raison de la rétroaction, lorsque la tension à la source d'alimentation change (de 17 à 12 volts) ou des changements possibles dans les paramètres du circuit (température, panne de la LED), le courant à travers les LED est constant pendant toute la période de décharge de la batterie.
Sur le détecteur de tension, une puce spécialisée DA1, un dispositif de contrôle de tension est assemblé. Le microcircuit fonctionne comme suit. À la tension nominale, la puce DA1 est fermée et est en veille. Lorsque la tension diminue à la borne 1 connectée au circuit contrôlé (dans ce cas, la source d'alimentation) à une certaine valeur, la borne 3 (à l'intérieur du microcircuit) est connectée à la borne 2 connectée à un fil commun.
Le schéma ci-dessus propose différentes options de commutation.
Option 1 Si nous connectons la LED témoin (LED1 - R3) connectée au fil positif à la borne 3 (point A) (voir le schéma électrique), nous obtenons une indication de la décharge maximale de la batterie. Lorsque la tension d'alimentation tombe à une certaine valeur (dans notre cas 12 V), la LED1 s'allume, signalant la nécessité d'une charge de la batterie.
Option 2 Si le point A est connecté au point B, alors lorsqu'une basse tension (12 V) est atteinte sur la batterie, nous déconnecterons automatiquement la matrice LED de l'alimentation. Le détecteur de tension, la puce DA1, lorsque la tension de commande est atteinte, connecte la base du transistor VT2 avec un fil commun et ferme le transistor en déconnectant la matrice LED. Lorsque la lampe de poche est rallumée à basse tension (moins de 12 V), les LED matricielles s'allument pendant quelques secondes (en raison de la charge / décharge C1) et s'éteignent à nouveau, signalant que la batterie est faible.
Option 3Lors de la combinaison des options 2 et 3, lorsque la matrice LED est éteinte, la LED1 s'allume.
Les principaux avantages des circuits de détection de tension sont la simplicité de la connexion du circuit (presque aucune pièce de cerclage supplémentaire n'est requise) et la consommation d'énergie extrêmement faible (ampères microampères) en état de veille (en mode veille).
2. Nous assemblons le circuit du pilote sur la carte de circuit imprimé.
Nous réalisons l'installation de VT1, VT2, R4. Nous connectons, en tant que charge, la matrice LED, considérée au début de l'article. Nous incluons un milliampèremètre dans le circuit d'alimentation des LED. Afin de vérifier et d'ajuster le circuit à une tension stable et spécifique, nous le connectons à une source d'alimentation réglable. Nous sélectionnons la résistance de la résistance R5, ce qui permet de stabiliser le courant à travers les LED dans toute la plage de réglage prévue (de 12 à 17 V). Afin d'augmenter l'efficacité, la résistance R5 a été initialement installée avec une valeur nominale de 3,9 ohms (voir photo), mais la stabilisation du courant dans toute la gamme (avec les pièces réellement installées) a nécessité une valeur nominale de 20 ohms, car il n'y avait pas assez de tension pour ajuster VT1 à partir de pour une faible consommation de courant de la matrice LED.
Le transistor VT1 est souhaitable de choisir avec un coefficient de transmission de courant de base important. Le transistor VT2 doit fournir un courant de collecteur acceptable supérieur au courant de la matrice LED et à la tension de fonctionnement.
3. Ajoutez le circuit indicateur - limiteur limiteur à la carte de circuits imprimés. Les microcircuits du détecteur de tension sont disponibles pour différentes valeurs de contrôle de tension. Dans notre cas, en raison de l'absence d'un microcircuit 12 V, j'ai utilisé celui disponible à 4,5 V (souvent trouvé dans les appareils électroménagers d'occasion - téléviseurs, magnétoscopes). Pour cette raison, pour contrôler la tension de 12 V, nous ajoutons au circuit un diviseur de tension pour la résistance constante R1 et la variable R2, qui est nécessaire pour un réglage fin à la valeur souhaitée. Dans notre cas, en ajustant R2, nous atteignons une tension de 4,5 V sur la broche 1 de DA1 à une tension de 12,1 ... 12,3 V sur le bus d'alimentation. De même, lors de la sélection d'un diviseur de tension, vous pouvez utiliser d'autres microcircuits similaires - détecteurs de tension, diverses sociétés, noms et tensions de commande.
Dans un premier temps, nous vérifions et configurons le circuit pour qu'il fonctionne selon l'indicateur LED. Ensuite, nous vérifions le fonctionnement du circuit en connectant les points A et B pour éteindre la matrice LED. Nous nous arrêtons sur l'option sélectionnée (1, 2, 3).
4. Nous préparons le flan pour la planche de travail en découpant la taille souhaitée à partir d'une planche universelle typique.
5. Nous réalisons le câblage du circuit débogué sur la carte de travail.
6. Nous connectons la matrice LED à la carte de travail et vérifions le fonctionnement de l'ensemble pilote - limiteur, dans toute la plage de réglage prévue (de 12 à 17 V), reliant le pilote à une source d'alimentation réglable. Avec des résultats positifs, nous vérifions le fonctionnement du pilote connecté à la batterie et faisant partie de la lampe de la batterie. Une configuration supplémentaire n'est généralement pas nécessaire.
