Импульсный светодиод своими руками

Светодиод в лампу на импульсном драйвере

Как -то раньше я делал лампу в салон из шести светодиодов и линейных стабилизаторов NSI45020AT1G на 20 мА. Сделал платку, раздавил обычную лампу, мял кончики, пока из них не высыпало всё стекло, залил припоем и воткнул плату туда. Зрелище, конечно, не для слабонервных.

Светит поярче штатной лампы, но света, как и денег, всегда мало. Тут я подумал, а нельзя ли между такими же клеммами разместить светодиод типа emitter на 1Вт?

Тут у нас две проблемы: одна — отвод тепла. Подложка “star”, с которой мне пришли светодиоды, худо-бедно с задачей справляется.

Так что, главная задача — стабилизировать ток. Про линейный стабилизатор забываем сразу: на нём будет рассеиваться 3 Ватта тепла. Поэтому, для стабилизации тока используется импульсный драйвер.

Прикупил я драйвер светодиодов MBI6651GST в корпусе sot23-6. Требуемая для него обвязка:

• — дроссель, индуктивностью чем больше тем лучше, рассчитанный на ток в 1,5 больше выходного. Я взял SDR0604-101K 100мкГн на ток 520мА, в корпусе smd диаметром 6мм.
• — диод Шоттки. Он должен быть рассчитан на напряжение в 1,5 раза больше входного и ток в 1,5 раза больше выходного. У меня таковым стал 10MQ040N на 40В 1А в корпусе SMA.
• — Два конденсатора от 10мкФ, на напряжение в 1,5 раза больше входного. Я взял танталовые 10мкФ/50В, а в качестве выходного — что было под рукой 15мкФ/35В, оба в корпусах размера D.
• — Резистор-шунт выбирающий ток. Ток стабилизируется так, чтобы падение напряжения на резисторе было 0,1 Вольта. Т.к. в магазине резисторов меньше Ома не оказалось, я воткнул 3 штуки на 1 Ом параллельно, в результате схема стабилизирует ток на уровне 300мА (чуть меньше номинальных 350мА).

Ещё один диод Шоттки, точно такой же, я использовал чтобы защитить схему от обратной полярности.

Схема включения:

Принцип работы импульсного стабилизатора прост: он открывает спрятанный внутри него транзистор и ток течёт через резистор-шунт Rsen, через светодиоды и через катушку индуктивности L1. Катушка не даёт току нарасти резко, поэтому он плавно повышается, а вместе с ним, по закону Ома, повышается и напряжение на резисторе Rsen.

Как только падение напряжения на Rsen превысит 0,1-с-копеечками Вольта, драйвер закрывает транзистор, обрубает подачу тока. Катушка индуктивности так просто не даёт току в цепи упасть, а продолжает гнать его прямо. Тут в действие вступает диод Шоттки D1, который заворачивает этот самый ток обратно в цепь светодиодов.

Как только напряжение на Rsen упадёт ниже 0,1-без-копеечек Вольта, драйвер снова открывает транзистор и всё начинается по новой. Таким образом получается ШИМ с плавающей частотой от 40кГц до 1МГц.

Входное напряжение очень эффективно, практически без потерь преобразуется, чтобы обеспечить в цепи нужный ток.

Очевидно, что ток в цепи определяется номиналом резистора Rsen: ток будет стабилизирован на уровне 0,1 / Rsen, а значит Rsen можно выбрать по формуле 0,1 / I. 1-ваттные светодиоды работают при токе 350 мА. Поскольку в магазинчике между 0 и 1 Омом резисторов не было, я взял сборку резисторов сопротивлением 1/3 Ома, то есть ток стабилизируется на уровне 300мА.

А вот назначение выводов MBI6651 в разных корпусах:

Вся задача — разместить эту схемку между двумя ушками-держателями лампы. Изготовил вот такую платку:

В этот раз крошить обычную стеклянную лампочку я не стал, а решил раскошелится и прикупил за 40 рублей какую-то китайскую лампочку:

у неё клеммы держатся на плевке сборщика, поэтому снимаются лёгким усилием:

Напаял на плату элементы, затем взял дощечку, сделал в ней дырку 9 мм, в которую вставил клемму, в неё сунул разогретый до 300 градусов паяльник и начал запихивать припой, чтобы он плавился. Когда весь припой стал жидким засунул туда контактный кончик платы и ждал пока не затвердеет. Вот что получилось:

Я пытался припаять алюминиевую подложку к специально заготовленной площадке меди на плате с обратной стороны, но у меня ничего не вышло: припой просто не хотел липнуть к алюминию! Зато в результате моих попыток лопнула линза у китайского светодиода от перегрева. Оказывается эти китайские светодиоды сделаны неизвестно из чего и жуть как боятся перегрева. Это объясняет почему теплоотводный контакт у них не припаян.
Светодиод пришлось заменить.

Всю подложку я прилепил на суперклей, а ток подвожу при помощи вот таких вот изогнутых в форме “весело и вкусно” контактиков. Они сделаны из старых откусанных ножек от выводных элементов — я их бережно храню на всякий случай, и часто пригождаются!

Вот так это выглядит в работе:

Такая конструкция работает при питании от 8 до 30 Вольт. Нижний предел 8 Вольт установлен встроенной в драйвер защитой.

Вместе с ярким свечением светодиод заметно греется после продолжительной работы. Поэтому рекомендую либо придумать доп.охлаждение, либо уменьшить ток (например, выпаяв один резистор). Впрочем, в тех местах где такая лампа используется: багажник, салон, бардачок и т.д., время во включенном состоянии достаточно невелико.

Внимательный читатель заметит и спросит: а на кой было тянуть две дорожки, ковырять две дырки в плате, чтобы затем замкнуть их проводочком?

А вот зачем:
Драйвер стабилизирует ток в цепи, и ему без разницы сколько там светодиодов, лишь бы напряжения питания хватало, чтобы запитать последовательно включенные светодиоды. Это значит, что можно в разрыв цепи включить ещё два дополнительных светодиода!

Если падение напряжения на светодиодах 3,2 Вольта, вся конструкция уверенно начинает работать где-то от 10,5 Вольт питающего напряжения.

Безделушка получилась интересная, но в багажник она мне не подошла а в салоне у меня уже была. Поэтому я чуток поигрался и разобрал её на запчасти, а вместо неё сделал лампочку в багажник с учётом формы плафона и его контактов:

Источник

6 простых самоделок со светодиодами. Схемы

Светодиоды давно и прочно вошли в нашу жизнь. Сегодня практически не найти электронного устройства, в котором бы не использовался этот полупроводник в том или ином качестве. В этой статье мы поэкспериментируем со светодиодами и соберем несколько простых самоделок с их использованием.

Реле-прерыватель

Обычно подобные конструкции собирают на основе мультивибраторов, но если использовать мигающий светоизлучающий диод, то схема существенно упростится, а эффект будет тот же.

Особых пояснений схема не требует. Подаем питание, начинает мигать диод, а в такт ему срабатывать реле, подключенное к полупроводнику через транзисторный ключ. На месте Т1 может работать отечественные КП630 или КП737. Реле – любое электромагнитное с напряжением срабатывания 5-7 В. Подойдет любой мигающий светодиод с падением напряжения не более 2.4 В.

Полезно! Единственный недостаток такой схемы – невозможность регулировать частоту срабатывания реле. Какой она была заложена при изготовлении мигающего диода, такой и останется.

Индикатор скрытой проводки

Этот прибор поможет найти проводку под слоем штукатурки или обнаружить точное место ее неисправности. Чувствительность прибора позволяет найти провод под напряжением на расстоянии до 5 см, что обычно вполне достаточно.

Конструкция представляет собой аналог составного транзистора, к входу которого подключена антенна. Электромагнитное поле провода, который должен быть под напряжением, но не обязательно под нагрузкой, улавливается антенной и открывает транзисторы Т1, Т2. Те в свою очередь зажигают светодиод LED1.

В конструкции можно использовать транзисторы КТ3102 и любой индикаторный светодиод. Антенна представляет собой отрезок медного обмоточного провода длиной 20-30 см, свернутого на оправке в спираль.

Полезно! Этим же прибором можно найти сгоревшую лампочку в новогодней гирлянде. Ведите антенной устройства вдоль гирлянды. На какой лампе светодиод индикатора погаснет, та и будет сгоревшей.

Акустическая цветомузыка

Этот небольшой и полностью автономный прибор улавливает звуки в помещении и в такт им зажигает светодиоды.

Устройство состоит из микрофона Mic, двухкаскадного усилителя, собранного на транзисторах T1, T2 и трех светодиодов, являющихся нагрузкой усилителя. На месте Т1 может работать КТ3102, вместо Т2 подойдет КТ315 с любой буквой. Светодиоды – индикаторные или сверхъяркие небольшой мощности. Такие можно найти в китайских зажигалках с фонариком. Микрофон взят из неисправного мобильного телефона.

Микрофон имеет встроенный предварительный усилитель, а потому при его включении необходимо соблюдать полярность.

Противопожарный датчик

Эта конструкция реагирует на инфракрасное излучение и способна обнаружить пламя на дистанции до 3 м.

ИК-излучение улавливается инфракрасным светодиодом D1. Сигнал с диода усиливается транзистором Т1. Открываясь, последний включает пъезо- или магнитоэлектрический звонок со встроенным генератором и зажигает светодиод LED1. Отечественный аналог BC517 – КТ645А. Звонок – любой со встроенным генератором, рассчитанный на напряжение 5-12 В. Подойдет, к примеру, КРХ-1201В. Фотодиод – любой ИК, реагирующий на длину волны около 940 нм.

Если добавить в схему ключ на транзисторе и реле (см. схему реле-прерывателя), то можно организовать дистанционное оповещение о пожаре или включение мощной сирены.

Мигающий светодиод из обычного

Если под рукой не оказалось мигающего светодиода, то его легко изготовить самому, добавив к полупроводнику лишь транзистор, конденсатор и пару резисторов.

После подачи питания начинается зарядка конденсатора C1. Как только напряжение на нем достигнет определенного значения, лавинообразно откроется транзистор Т1 и зажжет светодиод. Конденсатор разрядится, транзистор закроется и процесс повторится. Частоту вспышек можно регулировать подбором емкости конденсатора. Транзистор можно взять типа КТ3102, светодиод любой индикаторный или маломощный сверхъяркий (от зажигалки).

Автономный садовый фонарь

Этот фонарик оснащен солнечной батареей и не нуждается в питающем проводе или регулярной замене батареек. Кроме того, он самостоятельно включается с наступлением темноты и гаснет утром.

Пока на улице светло, солнечная панель SC1 вырабатывает напряжение, которое подзаряжает аккумулятор A/Bat1. При этом транзистор T1 заперт, светодиод погашен. С наступлением темноты из за смещения через резистор R1 транзистор открывается, светодиод зажигается, питаясь от аккумулятора.

На месте Т1 может работать любой маломощный кремниевый транзистор структуры n-p-n. Подойдет, к примеру, КТ315 с любой буквой или все тот же КТ3102. Аккумулятор можно взять от мобильного телефона или любой литиевый в цилиндрическом корпусе. Солнечная панель – маломощная на напряжение 5 В.

Полезно! В конструкции лучше использовать аккумулятор со встроенным контроллером. Это поможет избежать его глубокого разряда или перезаряда, к которым литиевые источники питания очень критичны.

На этом наш скромный обзор, думается, можно закончить. Конечно, предлагаемые конструкции больше похожи на игрушки, но зато они достаточно просты для повторения и наглядны. Впрочем, некоторые схемы вполне могут найти практическое применение.

Источник

Светодиодный драйвер своими руками

В данной статье мы рассмотрим много способов, позволяющих собрать драйверы самостоятельно, не используя специальных знаний. Много букв и картинок.

В настоящей статье рассмотрим ряд простейших и не очень схем, благодаря которым можно будет собрать светодиодный драйвер своими руками. Ранее мы начинали тему по этому поводу. Однако, большое количество читателей просили сделать более обширную статью без «воды» и не нужной информации. В принципе, наш журнал старается только такой контент предоставлять.

Поэтому и начнем. Статья будет большая, поэтому запасаемся терпением и приступаем.

Все рассмотренные ниже схемы могут быть собраны буквально каждым, причем «на коленке». Конечно, проще купить уже готовые драйверы, тем более за копейки, но куда интереснее собрать его самому.

Светодиодный драйвер своими руками для мощных светодиодов

Это одна из простейших схем, которую можно собрать своими руками из подручных материалов.

Q1 — N-канальный полевой транзистор (IRFZ48 или IRF530);

Q2 — биполярный npn-транзистор (2N3004, либо аналог);

R2 — 2,2 Ом, резистор мощностью 0,5-2 Вт;

Входное напряжение до 15 В;

Драйвер получится линейным и КПД определяется формулой: V_LED / V_IN

где V_LED – падение напряжения на светодиоде,

V_IN – входное напряжение.

Согласно законов физики чем больше разница между входным напряжением и падением на диоде и чем больше ток драйвера, тем сильнее греется транзистор Q1 и резистор R2.

V_IN должно быть больше V_LED на, как минимум, 1-2В.

Повторюсь, что схема очень простая и ее даже можно собрать простым навесным монтажом и она БУДЕТ работать без проблем.

Расчеты:
— Ток светодиода примерно равен: 0.5 / R1
— Мощность R1: мощность, рассеиваемая резистором, составляет приблизительно: 0,25 / R3. выберите значение резистора не менее двукратной рассчитанной мощности, чтобы резистор не раскалился.

Так, для тока светодиода 700мА:
R3 = 0,5 / 0,7 = 0,71 ом. Ближайший стандартный резистор — 0,75 ом.
Мощность R3 = 0,25 / 0,71 = 0,35 Вт. нам понадобится по крайней мере 1/2 ватта номинального резистора.

Модификации схемы с дополнительным резистором и стабилитроном

А теперь будем собирать светодиодный драйвер своими руками, используя некоторые модификации. Данные модификации имеют изменения касаемо ограничения напряжения первой цепи. Допустим, нам надо держать NFET (G-контакт) меньше 20 В и если мы желаем использовать источник питания выше 20 В. Данные изменения необходимы, если мы будем использовать с схемой микроконтроллер или подключать компьютер.

В первой схеме добавлен резистор R3, а во второй этот же резистор заменен на D2 — стабилитрон.

Если мы хотим установить напряжение G-pin примерно на 5 вольт — используйте стабилитрон 4,7 или 5,1 вольта (например: 1N4732A или 1N4733A).

Если входное напряжение ниже 10В, замените R1 на 22кОм.

Используя данные модификации можно получить возможность работы схемы с напряжением 60 В.

Используя данные модификации теперь можно преспокойно использовать микроконтроллеры, ШИМ или вообще подключаться к компьютеру.

Данные вещи рассматривать не буду. Но если заинтересует, то добавлю статью и такими схемами.

Как подключить светодиоды к драйверу — читайте тут.

Модификация схемы для «диммирования» светодиодов

Рассмотрим еще одну модификацию. Данный собранный драйвер для светодиодов своими руками позволит «диммировать» светодиоды. Вернее это не будет полноценным диммером. Здесь основную роль играют 2 резистора, которые рассчитаны таким образом, что при включении-выключении переключателя яркость диода будет меняться. Т.е. «по — русски — диммер с костылем». Но и такой вариант имеет право на существование. Калькуляторы для расчетов резисторов Вы всегда сможете найти на нашем портале и воспользоваться ими.

Кто-то скажет — что «можно использовать» подстроечный резистор. Могу поспорить — на такие малые величины, к сожалению, нет подстроечных резисторов. Для этого есть совершенно другие схемы.

Собираем простой светодиодный драйвер самостоятельно на схеме LM 317

Рассмотрим еще один очень простой (простейший) драйвер, который можно собрать даже без пайки, плат и т.п.

Максимальное входное напряжение для такого драйвера сне должно превышать 37 В. И должно быть на 3D выше падения напряжения самого светодиода.

Сопротивление R1 рассчитываем по формуле:

I — необходимая сила тока.

Ограничение по току — 1,5 А. И при таком токе резистор должен рассеивать 1.5 * 1.5 * 0.8 = 1.8 Вт тепла.

Микросхема LM317 однозначно будет «кипятком» и необходим в обязательном порядке радиатор.

Драйвер, как и в первом случае будет линейны и поэтому для максимального КПД необходима минимальная разница между V_IN и V_LED.

Простейший драйвер на микросхеме LD1585CV, либо LM1084IT для самостоятельной сборки

Рассмотрим драйвер, построенный на подобном LM 317, который мы рассматривали выше. Вообще драйверы без транзисторов мне не нравятся. Поэтому не всегда пользуюсь этими схемами. Хотя, если честно, то драйверы уже давно не собираю а покупаю. Проще и времени не тратится. Ссылка на дешевые драйверы — смотрите в начале статьи.

R — резистор задает ток, рассчитывается по формуле: 1.25 / R1.

Т.е. для тока в 550 мА нужен резистор на 2,2 Ом. Для расчета резисторов можете использовать наши калькуляторы.

Мощность резистора рассчитывается по формуле: 1,56 / R1

Еще одним недостатком данной схемы стоит отметить невозможность диммирования. Это возможно только с заменой резистора.
Данные регуляторы LD1585CV, либо LM1084IT-ADJ предпочтительнее стандартного LM 317 который мы рассматривали выше, по причине того, падение напряжение у него выше 3,5 В. А у LD1585CV, либо LM1084IT-ADJ от 2,4 В.

В схеме используется конденсатор на 6,3 В или выше от 10u до 100u.

Диммируемый аналоговый светодиодный драйвер своими руками

Рассмотрим теперь еще одну схему на регуляторе LD1585CV. Особенность от предыдущей схемы в том, что используя транзистор мы получим реальный аналоговый драйвер, позволяющий регулировать яркость диодов.

Регулятор понижает напряжение с соотношением между R2+R4 и R1.

Токоограничивающая цепь уменьшает сопротивление R2, понижая выход регулятора напряжения.

Эта схема позволяет установить напряжение на светодиоде на любое значение с помощью дисплея или «ползунка». Также она позволяет использовать и подстроечный резистор для диммирования.

Драйвер своими руками для мощных светодиодов используя схему QX5241

Не смотря на то, что схема большая, она также достаточно проста и в ней используется не много поболее деталей, чем в предыдущих. На коленях такую схему не собрать и понадобится плата. Сама микросхема очень мелкая и необходимо будет большое внимание, чтобы пропаять пины.

Входное напряжение не должно быть выше 36 В, максимальный ток стабилизации — 3А. Входной конденсатор можно использовать любой (по исполнению). Емкость до 100 мкФ Максимальное напряжение в 2 раза больше входного.

Конденсатор С2 керамический.

Конденсатор С3 керамический, емкость 10 мкФ. Напряжение – не менее чем в 2 раза больше, чем входное.

Резистор R1 рассчитываем по формуле: R1 = 0.2 / I,

где I – требуемый ток драйвера.

Резистор R2 — с любым сопротивлением 20-100 кОм.

Диод Шоттки D1 должен с запасом выдерживать обратное напряжение – не менее чем в 2 раза по значению больше входного. Рассчитанный ток не менее тока требуемого для драйвера.

Q1– N-канальный полевой транзистор с минимально возможным сопротивлением в открытом состоянии. Естественно, он должен с запасом выдерживать входное напряжение и нужную силу тока. Как правило. можно взять SI4178, IRF7201.

Дроссель L1 с индуктивностью 20-40мкГн и максимальный рабочий ток не менее требуемого тока драйвера.

Все детали мелкие и может получиться компактный и самое главное — мощный импульсный драйвер. КПД импульсного драйвера существенно выше, чем у линейных драйверов.

Интересно, что пин 2 у микросхемы можно использовать для диммирования. Для этого на этот выход нужно подавать импульсы (ШИМ) с частотой до 20КГц. С этим сможет справиться любой подходящий микроконтроллер. В итоге может получиться драйвер с несколькими режимами работы.

В общем, мы рассказали большинство известных простых драйверов, которые можно собрать своими руками не прибегая к макетированию плат. Есть еще некоторые другие, но о них как-нибудь в другой раз. Если этого будет не достаточно для читателей.

Но я в очередной раз замечу, что сам уже давно не паяю драйвера, а покупаю их за сущие копейки и полностью работоспособные.

Источник