Меню

Стабилизатор напряжения 220в для лампочек

Стабилизатор напряжения для светодиодных ламп 220в

Назначение стабилизатора

Основной функцией стабилизатора является выравнивание тока, независимо от перепадов напряжения в электрической сети. Всего существует два типа стабилизирующих устройств – линейные и импульсные. В первом случае осуществляется регулировка всех выходных параметров путем распределения мощности между нагрузкой и собственным сопротивлением.

Второй вариант значительно эффективнее, поскольку в этом случае на светодиоды поступает лишь необходимое количество мощности. Действие таких стабилизаторов основано на принципе широтно-импульсной модуляции.

У импульсных стабилизаторов более высокий коэффициент полезного действия, составляющий не менее 90%. Однако у них довольно сложная схема и соответственно высокая стоимость по сравнению с приборами линейного типа. Следует отметить, что использование стабилизаторов LM317 допустимо только для линейных схем. Они не могут включаться в цепи с большими значениями токов. Именно поэтому данные устройства наилучшим образом подходят для совместного использования со светодиодами.

Необходимость использования стабилизаторов объясняется особенностями параметров светодиодов. Они отличаются нелинейной вольтамперной характеристикой, когда изменение напряжения на светодиоде приводит к непропорциональному изменению тока. С увеличением напряжения, возрастание тока в самом начале происходит очень медленно, поэтому свечения не наблюдается. Далее, когда напряжение достигает порогового значения, начинается излучение света с одновременным быстрым возрастанием тока. Если напряжение продолжает увеличиваться, в этом случае происходит еще большее возрастание тока, что приводит к сгоранию светодиода.

Нужно ли учитывать пусковые токи светодиодных светильников?

Сегодня очень интересная тема про пусковые токи светодиодных светильников. Недавно я был удивлен, когда узнал, что у светодиодных светильников очень большие пусковые токи и я решил в этом вопросе разобраться чуть глубже, ну и конечно же, поделиться с вами.

Далеко не каждый производитель в каталоге указывает пусковые токи на светильники.

В каталоге светильника SLICK.PRS ECO LED 45 5000K указан пусковой ток 35 А. Мощность светильника при этом указана 42 Вт.

Недавно на моем канале youtube было видео, где я на примере рассказал, как бы я выполнил рабочее освещение. Я надеялся, что у меня спросят, а как же пусковые токи, автомат С6 разве не сработает? Почему-то на это никто не обратил внимание.

Дело в том, что сейчас я вам попытаюсь доказать, что на пусковые токи светодиодных светильников в большинстве случаев можно не обращать внимание.

При выборе автоматического выключателя важно знать не только рабочий ток, но и пусковой ток. Но, даже если вам известен пусковой ток, это не значит, что можно правильно выбрать защитный аппарат. Очень важное значение имеет длительность пускового тока.

Поскольку, в каталоге я не нашел длительность пускового тока, то задал вопрос производителю.

В этот же день я получил ответ:

Пусковой ток светильника SLICK.PRS ECO LED 45 5000K составляет 35А в течении 3 мкс. Рекомендуемый тип автоматического выключателя: C. На 16A автомат допускается подключать до 50 устройств.

Как видим, пусковой ток данного светильника составляет всего 3 мкс. На мой взгляд, длительность пускового тока всех светильников будет примерно такая.

Давайте займемся математикой и обоснуем все на цифрах.

Расчетный ток одного светильника: 0,2 А.

Расчетный ток 50 светильников: 0,2*50=10 А.

Пусковой ток одного светильника: 35 А.

Пусковой ток 50 светильников: 50*35=1750 А.

Выберем автоматический выключатель с характеристикой С16.

Отношение пускового тока к номинальному току автоматического выключателя: 1750/16=110.

Давайте определим, какая должна быть длительность данного пускового тока, чтобы сработал электромагнитный расцепитель автоматического выключателя С16.

Округлять буду в большую сторону, задавая таким образом задел прочности нашего расчета.


Время-токовая характеристика автоматического выключателя

Читайте также:  Хвостовой стабилизатор у самолета

По графику можно сказать, что пусковой ток должен иметь длительность приблизительно 0,005 с или 5 мс. А это в 100 раз больше (если считать 5 мкс), чем длительность пускового тока нашего светодиодного светильника.

А теперь давайте, проверим, сработает ли автомат, если запас по току будет всего 20%.

Исходные данные: 40 светильников.

Расчетный ток одного светильника: 0,2 А.

Расчетный ток 40 светильников: 0,2*40=8 А.

Пусковой ток одного светильника: 35А.

Пусковой ток 40 светильников: 35*40=1400 А.

Выберем автоматический выключатель с характеристикой С10.

Отношение пускового тока к номинальному току автоматического выключателя: 1400/10=140.

К этому варианту в принципе применим тот же график: пусковой ток должен составлять 0,005 с, чтобы автомат сработал.

Вывод: при выборе светодиодных светильников, пусковые токи практически не влияют на выбор номинального тока автоматического выключателя, если характеристика автоматического выключателя «С», а запас по току составляет не менее 20%. Я же советую запас автоматического выключателя для светодиодных светильников предусматривать 20-40%.

По светильникам, думаю, еще будут статья либо видео на youtube, где расскажу о некоторых особенностях и нюансах, о которых нужно знать при выборе светильников.

Советую почитать:

Форма для подсчета материалов для спецификации

Создание микроклимата в щите

Устройство вентиляции в помещениях трансформаторов

Программа для расчета поверхностных деформаций при ГНБ

Стабилизирующие устройства линейного типа

С помощью стабилизатора выполняется установка тока, проходящего через светодиод, с заданным значением, не зависящим от напряжения, приложенного к схеме. Если напряжение превысит пороговый уровень, ток все равно останется прежним и не будет изменяться. В дальнейшем, когда общее напряжение увеличится, его рост произойдет лишь на стабилизаторе тока, а на светодиоде оно останется неизменным.

Таким образом, при неизменных параметрах светодиода, стабилизатор тока может называться стабилизатором его мощности. Распределение активной мощности, выделяемой устройством в виде тепла, происходит между стабилизатором и светодиодом пропорционально напряжению на каждом из них. Данный тип стабилизатора получил название линейного.

Расчет мощности и подключение адаптера для светодиодных лент 12v

Сегодня светодиодное освещение пользуется особой популярностью, постепенно вытесняя остальные виды осветительной продукции. Но используя такие изделия необходимо помнить, что они являются продукцией с низким напряжением (12 и 24 вольт). Поэтому чтобы подключить светодиодные ленты к сети с напряжением в 220 вольт, нужен специальный переходник — адаптер.

На рынке имеются самые разнообразные адаптеры для такой продукции. Поэтому выбирая их, нужно руководствоваться определенными параметрами, а также знать принцип работы. Тем более это необходимо знать, если вы решили своими руками сделать подобный прибор. Обо всем, что касается адаптеров для светодиодной ленты, расскажет сегодняшняя статья.

Что это такое и каков принцип работы

Блок питания или адаптер представляет собой компактное устройство, которое способно обеспечивать питание светодиодной ленты. Внешний вид такой блок питания может иметь самый разнообразный, но зачастую он похож на зарядку от мобильного устройства. Хотя может и походить на обычный блок питания для ноутбуков.

По своей сути адаптер представляет собой преобразователь (переходник) переменного тока рассчитанный на 220 вольт и постоянный на 12 вольт. Блок питания для светодиодной ленты (на 12 или 24 вольт) позволяет подключать изделие к сети питания в 220 вольт для ее нормальной работы.

Адаптер или блок питания (БП) для светодиодных источников света служит преобразователем для входного напряжения до необходимого уровня напряжения на выходе.

Обратите внимание! Применять БП в данной ситуации необходимо при наличии определенной компетентности. Если применять адаптер по назначению, то он не будет представлять собой угрозу для здоровья человека, а также подключаемой техники.

Читайте также:  Стабилизатор напряжения 220в для низкого напряжения

Блок питания импульсного типа способен выравнивать скачки напряжения в сети 220 вольт благодаря применению специального фильтра. В результате электросеть, характеризующаяся нестабильным напряжением, обязательно нуждается в подобного рода устройстве.

Для любой электротехники нежелательны скачки напряжения, которые запросто могут вывести ее из строя. Блок питания в данной ситуации как раз служит определенной защитой для светодиодной ленты.

Поэтому очень важно сделать качественный и правильный выбор адаптера, чтобы исключить любые возможные риски.

Сегодня led ленты выпускают на 12 и 24 вольт. Принцип расчета и подбора аналогичен и для 12 и 24-вольтных изделий, так как они в любом случае будут подключаться к сети на 220 вольт. Это необходимо знать, собираясь изготовить такой блок питания для диодной подсветки своими руками.

Импульсные стабилизаторы тока

К более экономичным устройствам относятся стабилизаторы тока, основой которых является импульсный преобразователь. Данный элемент известен еще, как ключевой преобразователь или конвертер. Внутри преобразователя мощность прокачивается определенными порциями в виде импульсов, что и определило его название. В нормально работающем устройстве потребление мощности происходит непрерывно. Она непрерывно передается между входной и выходной цепями и также непрерывно поступает в нагрузку.

Основные электрические характеристики

Стабилизатор тока на lm317 для светодиодов имеет слабое звено. Это звено – сама китайская микросхема. Она хоть и имеет встроенную защиту от КЗ (коротких замыканий), всё же может не выдержать работы на предельных режимах.

Осторожно. В случае выхода из строя микросхемы могут выгореть и рядом стоящие элементы, или произойти замыкание в электроцепи схемы.

Электрические характеристики сборки следующие:

  • интервал входных напряжений – 1,25-37 В;
  • максимальный ток на выходе ИМС – 1,5 А;
  • коэффициент нестабильности на выходе – до 0,1%;
  • опорное Vref – в границах 0,1-1,3 В;
  • IAdj – ток, исходящий из подстроечного вывода 50-100 мкА.

Стабильная работа устройства возможна при температуре до 1250С.


Характеристики стабилизатора

Микросхемы L597x

Микросхемы L597x имеют аналогичное драйверам STCSx функциональное назначение — на их основе возможна реализация стабилизатора тока до 2 А, питаемого напряжением 4,4…36 В. Важное отличие — L597x выполнены по импульсной архитектуре и могут работать при больших перепадах напряжения на драйвере без риска перегрева и с более высоким КПД. Благодаря идентичности функционального назначения и схожести входных/выходных диапазонов микросхемы могут использоваться в тех же применениях, что и STCSx. Однако следует учитывать, что разменной монетой за преимущества импульсной архитектуры выступят точность стабилизации (±2%), несколько увеличенная сложность решения, необходимость применения индуктивного элемента и более высокий уровень электромагнитных излучений. Строго говоря, L597x — это не драйверы светодиодов, а импульсные понижающие стабилизаторы на ток нагрузки до 2 А и с возможностью регулировки выходного напряжения в диапазоне от 1,235 до 35 В, на основе которых возможна реализация простой схемы импульсной стабилизации тока. Стабилизаторы L597x выпускаются в миниатюрном 8-выводном корпусе SO. В этот же корпус интегрирован силовой коммутатор (p-канальный DMOS-транзистор с малым сопротивлением открытого канала), что способствует снижению занимаемой площади решения. В целях миниатюризации выходного LC-фильтра предусмотрена работа на достаточно высокой частоте: 250 или 500 кГц. Для полноты учета требований применений с батарейным питанием у L597x предусмотрен вход управления отключением/включением INH. Набор особенностей L597x завершают: возможность взаимной синхронизации микросхем (снижает пульсации входного тока); защита от перегрева и обрыва входа обратной связи; а также доступность внутреннего опорного напряжения (3,3 В ± 2%) на отдельном выводе VREF.

Читайте также:  Втулки заднего стабилизатора хонда цивик 4д

Ознакомиться с ассортиментом стабилизаторов L597x поможет таблица 2, из которой следует, что они главным образом различаются нагрузочной способностью (1; 1,5 или 2 А), частотой коммутации (250 или 500 кГц), наличием или отсутствием вывода INH и типом корпуса (SO-8 или HSOP-8). Посадочное место корпусов SO-8 и HSOP-8 полностью идентично, а отличие между ними состоит в наличии встроенной в основание корпуса HSOP-8 металлической площадки. Данная площадка предназначена для улучшения теплорассеивающих свойств корпуса. В этом можно убедится, оценив параметр теплового сопротивления «переход — окружающая среда»: у SO-8 он равен 120°С/Вт, а у HSOP-8 — 40°C/Вт (оба значения с учетом монтажа на печатную плату).

Таблица 2. Основные характеристики драйверов L597x

Наименование Корпус VIN, В VOUT, В IOUT, А Частота коммутации, кГц Вывод отключения
L5970AD SO-8 4,4…36 0,5…35 1 500 Есть
L5970D SO-8 4,4…36 0,5…35 1 250 Есть
L5972D SO-8 4,4…36 1,23…35 1,50 250 Нет
L5973AD HSOP8 4,4…36 0,5…35 1,50 500 Есть
L5973D HSOP8 4,4…36 0,5…35 2 250 Есть

На рисунке 4 представлен один из возможных вариантов построения стабилизатора тока. В схеме использован двухамперный стабилизатор L5973D (250кГц) и обычная понижающая топология.

Рис. 4. Понижающий импульсный стабилизатор тока на основе L5973D

Здесь также демонстрируется, как преодолеть недостаток микросхем L597x- достаточно большое пороговое напряжение на входе FB (1,235В), что в случае построения стабилизатора тока приводит к неоправданным потерям мощности на токоизмерительном резисторе, а также к увеличению его габаритов. Для уменьшения порогового напряжения здесь используется одна из упомянутых выше особенностей микросхем- все они оснащены выводом опорного напряжения 3,3В. Идея заключается в смещении входа FB до некоторого предпорогового уровня по отношению к потенциалу токоизмерительного резистора. На рис.4 данное смещение реализовано делителем напряжения на резисторах R1 и R2. Врезультате порог стабилизации тока (ILED) для такой схемы будет равен VSENSE/RS, где VSENSE = (R1+R2)/R1. Здесь IFB_BIAS— входной ток смещения по входу FB (номинальное значение 2,5мкА, максимальное- 4мкА).

Для приведенных на рисунке номиналов R1, R2 и RS величина VSENSE равна 0,45 В; ток стабилизируется на уровне порядка 350 мА.

Рассмотренная схема позволяет стабилизировать ток через цепочку последовательно включенных светодиодов. Количество светодиодов в такой цепочке — не более девяти (при входном напряжении близком к максимальному). Данное ограничение является следствием использования понижающей топологии. STMicroelectronics также предлагает альтернативные схемы включения по понижающее-повышающей и инвертирующей топологиям [3], которые позволяют преодолеть данное ограничение. В частности, при использовании рекомендуемой понижающее-повышающей схемы количество светодиодов в цепочке может достигать 17 штук при входном напряжении 24 В и выходном токе 350 мА.

Микросхема LM 317 (стабилизатор тока для светодиодов в автомобиле)

Сейчас автолюбители часто занимаются модернизацией светотехники своих машин, применяя для этих целей светодиоды или светодиодные ленты (читайте, как подключить светодиодную ленту в авто). Известно, что напряжение бортовой сети автомобиля может сильно меняться в зависимости от режима работы двигателя и генератора. Поэтому в случае с авто особенно важно применять не стабилизатор 12 вольт, а рассчитанный на конкретный тип светодиодов.

Читать далее: Toyota Camry в новой специальной версии S-Edition || Toyota Camry 2020 определилась с типами двигателей для новой модели

Для автомобиля можно посоветовать конструкции на основе LM317. Также можно использовать одну из модификаций линейного стабилизатора на двух транзисторах, в которой в качестве силового элемента использован мощный N-канальный полевой транзистор. Ниже приведены варианты подобных схем, в том числе и схема светодиодного драйвера.

Источник