12 V LED papildu apgaismojuma joslu vadībai. Sākumā domāju, ka mūsdienās atrast šādu ierīci būtu viegli, bet izrādījās grūtāk. Viss, ko es satiku veikalos, vai nu neatbilda manām prasībām, vai arī bija ļoti dārgs. Tāpēc es nolēmu izveidot savu, īpaši savām vajadzībām.
Manas LED sloksnes patērē 20 vatus uz metru, un uz vienu dimmeru ir ne vairāk kā 5 metri LED sloksnes, tāpēc man vajag apmēram 100 vatus. Maksimālā strāva bija aptuveni 8,3 ampēri.
Protams, kopējai jaudas izkliedei dimmerā jābūt zem, piemēram, 1 vata. Tāpēc, ja mēs izmantojam vienu FET, mums ir nepieciešama Rds vērtība 14,5 mOhm. Un, ja nepieciešams, mēs vienmēr varam pielodēt divus vai vairākus paralēli, un, ja nepieciešams, samazināt kanāla pretestību.
Spilgtuma regulēšana ar vienkāršu mainīgu rezistoru ir vienkāršākais veids, kā kontrolēt dimmeru, taču šādas ierīces ir grūti atrast pārdošanā. Lielākā daļa veikalos pieejamo dimmeru ir aprīkoti ar IR tālvadības pultīm. Manuprāt, tas ir lieks sarežģījums.
Kopā ir nepieciešami 3 komplekti, tāpēc arī izmaksas bija svarīgs faktors. Visu pienācīgo dimmeru cena, ko es varēju atrast, bija USD 50 un vairāk. Un šeit jūs varat iekļaut visu šajā cenā.
Lielākajai daļai tālvadības dimmeru ir tikai 8 spilgtuma līmeņi. Un viss, ko atradu, darbojas lineāri, kas padara diagrammas bezjēdzīgas. Cilvēki spilgtumu uztver logaritmiski, nevis lineāri. Tātad pāreja no 1% uz 2% izskatās tāpat kā no 50% uz 100%.
Lineārā vadība nedos precīzu regulēšanu pie apakšējās robežas. Ideālā gadījumā PWM darba cikla kontrollera eksponenciāla pārsūtīšanas funkcija kompensētu cilvēka redzes logaritmisko raksturu. Un vienkāršākais veids, kā to izdarīt, ir ar mikrokontrolleri.
Šis dizains ir balstīts uz 8 bitu PIC16F1936 mikrokontrolleri. Šajā konkrētajā modelī nav nekā īpaša, esmu tos izmantojis tikai dažas reizes, un joprojām bija dažas rezerves.
Un LM2931 nodrošina stabilu 5 voltu spriegumu no 12 voltu ieejas sprieguma. Es izmantoju LM2931 kā standarta 5 V regulatoru. Tas ir saderīgs ar leģendāro regulatoru 7805, taču iztur ieejas spriegumu no -50 līdz +60 voltiem, padarot to ļoti izturīgu pret iespējamām pārejām.
MK darbina LM5111 dubultā FET draiveris, kas nodrošina jaudīgu 12 V izvadi, izmantojot IPB136N08N3 N-kanālu tranzistoru pāri. Tas ir lēts, SMD tipa un lielisks Rds - 11,5 mOhm.
Kopumā: ja jums ir nepieciešams LED dimmers sloksnēm, ir lodāmurs un nedaudz brīva laika, ir lietderīgi izveidot savu ierīci. Tas nav pārāk grūti. Un diagrammai ir pievienots fails ar visiem nepieciešamajiem ērgļa failiem, izkārtojumiem, diagrammu un programmatūru.
PWM spilgtuma kontrolieris uz MK ATmega8, darbojas ar akumulatoru un uzlādes indikators.
Raksts ir paredzēts personām ar zināmām zināšanām radioelektronikā, proti:
Projekts bija paredzēts uzstādīšanai uz velosipēda. Kā tas viss sākās. Mēs ar draugiem bieži piedalījāmies nakts velobraucienos, tāpēc mums bija vajadzīgs priekšējais lukturis mūsu velosipēdam. Nu, es negribēju uzstādīt parastu lukturīti... Man vajadzēja kaut ko funkcionālāku. Piemēram, ar spilgtuma regulēšanu “zems / vidējs / maksimālais” un, tā kā kā barošanas avotu bija plānots izmantot litija jonu akumulatoru, bija nepieciešams arī uzlādes līmeņa indikators. Es redzēju daudzus līdzīgus projektus internetā, bet kaut kā tie man nederēja. Piemēram, es saskāros ar projektiem PWM spilgtuma regulatoriem, bet tiem vai nu nebija uzlādes līmeņa indikatora, vai arī uzlādes līmeņa indikators bija uz 1...3 LED, un man nepatika tik mazs informācijas saturs. Nu, dariet to tā, un es ķēros pie sava projekta montāžas. Tātad, kā uzlādes indikatoru es ņemu 10 gaismas diodes, vai drīzāk, es ņemu LED “kolonnu”, piemēram:
Šo LED “bollaru” pasūtīju interneta veikalā (mūsu pilsētā radio veikalu nav), tāpēc atnāks tikai pēc pāris nedēļām. Tā vietā es uz laiku uzstādīju 10 parastās gaismas diodes.
Kā vadības mikrokontrolleri izmantoju ATmega8 (vai ATmega328), jo šim MK ir ADC, ar kuru organizēju akumulatora uzlādes līmeņa mērīšanu. Šim MK ir arī pietiekams skaits tapu (un mēs vēlamies savienot pat 10 gaismas diodes). Šis mikrokontrolleris ir izplatīts radio veikalos, turklāt ir salīdzinoši lēts - 50...100 rubļu robežās, atkarībā no veikala alkatības un korpusa veida.
Lai saprastu, kā ierīce darbojas, apskatīsim blokshēmu:
Šajā rakstā ir aprakstīts tikai tas, kas attiecas uz PWM kontrolieri (blokshēmas kreisā puse), un jūs izvēlaties LED draiveri un pašu LED pēc savas gaumes, kas jums vislabāk atbilst. ZXSC400 draiveris man ir piemērots, tāpēc izmantošu to kā piemēru.
PWM kontrolleris ir jāpievieno LED draiverim, kuram ir aptumšošanas funkcija (DIM, PWM utt.), piemēram, ZXSC400. Varat izmantot jebkuru citu piemērotu draiveri, ja vien tas atbalsta PWM spilgtuma vadību un tiek darbināts ar to pašu akumulatoru, kas darbina PWM kontrolleri. Tiem, kas nezina, kas ir LED draiveris, paskaidrošu: draiveris ir vajadzīgs, lai LED spīdētu vienlīdz spilgti gan uzlādējot akumulatoru, gan tad, kad akumulators ir izlādējies. Citiem vārdiem sakot, LED draiveris uztur stabilu strāvu caur LED.
Tipiska shēmas shēma ZXSC400 LED draivera ieslēgšanai:
Šīs ķēdes jauda ir jāsavieno ar mūsu PWM regulatora jaudu, un regulatora PWM izeja ir jāpievieno ZXSC400 draivera “STDN” ieejai. “STDN” tapa tiek izmantota, lai pielāgotu spilgtumu, izmantojot PWM signālu. Līdzīgā veidā PWM kontrolieri var savienot ar daudziem citiem LED draiveriem, taču šī ir atsevišķa tēma.
Ierīces darbības algoritms. Kad tiek pieslēgta jauda, MK parāda akumulatora uzlādes līmeni 1 sekundi (LED skalā ar 10 LED), pēc tam LED skala nodziest, MK pāriet enerģijas taupīšanas režīmā un gaida vadības komandas. Es veicu visas vadības ierīces uz vienas pogas, lai velosipēdam uzvilktu mazāk vadu. Turot pogu nospiestu ilgāk par 1 sekundi, PWM kontrolleris ieslēdzas, un PWM izejai tiek piegādāts signāls ar 30% darba ciklu (1/3 no LED spilgtuma). Nospiežot pogu vēlreiz ilgāk par 1 sekundi, PWM kontrolleris izslēdzas un signāls netiek nosūtīts uz PWM izeju (0% darba cikls). Īsi nospiežot pogu, spilgtums tiek pārslēgts no 30% - 60% - 100%, un akumulatora uzlādes līmenis tiek parādīts 1 sekundi. Tādējādi, nospiežot vienu reizi, tiek mainīts gaismas diodes spilgtums, un, ilgstoši nospiežot, LED ieslēdzas/izslēdzas. Lai pārbaudītu PWM kontrollera funkcionalitāti, tā izejai pievienoju parasto LED, bet atkārtoju vēlreiz - tikai un vienīgi funkcionalitātes pārbaudes nolūkos. Nākotnē es savienošu PWM kontrolieri ar ZXSC400 draiveri. Ierīces darbība detalizētāk un uzskatāmāk parādīta video (saite raksta beigās).
Šajā diagrammā parādīts arī spilgtuma pielāgošanas process:
Ko darīt, ja neesat apmierināts ar šīm spilgtuma vērtībām? Piemēram, jūs vēlaties, lai tas būtu šādi: 1%, tad 5%, tad 100%. Esmu paredzējis arī šo iespēju. Tagad lietotājs var iestatīt šīs trīs spilgtuma vērtības, ko vien vēlas! Lai to izdarītu, es uzrakstīju nelielu programmu, kas, pamatojoties uz vēlamajām vērtībām, ģenerē failu EEPROM mirgošanai. Mirgojot šo failu mikrokontrollerī, spilgtums attiecīgi mainīsies uz vēlamajiem. Es pievienoju programmas loga ekrānuzņēmumu:
Ja EEPROM fails netiek mirgots, spilgtuma vērtības paliks “noklusējums” - 30%, 60%, 100%. Pareizi samontētai ierīcei nav nepieciešama konfigurācija. Ja vēlaties, pēc saviem ieskatiem varat pielāgot tikai minimālo, vidējo un maksimālo spilgtumu. Programma un lietošanas instrukcijas ir raksta beigās.
Izmantojamā akumulatora izvēle. Es izmantoju litija jonu akumulatoru tā izplatības un zemo izmaksu dēļ. Bet ķēdē es iekļāvu džemperi J1, ar kuru jūs varat izvēlēties, ko mēs izmantojam kā jaudu.
Ja džemperis J1 atrodas pozīcijā “1”, tad tiek izmantots viens litija jonu akumulators. Ja džemperis J1 atrodas pozīcijā “2”, tad tiek izmantotas trīs parastās AAA/AA/C/D baterijas, kas savienotas virknē. Jumper J1 ir nepieciešams, lai pareizi parādītu akumulatora uzlādes līmeni, jo litija jonu akumulatoram darba spriegums ir aptuveni 3,3...4,2V robežās, bet parastajiem akumulatoriem darba spriegums ir aptuveni 3,0...4,5V. . Raksta apakšā esmu pievienojis akumulatora spriegumu tabulas ar indikatoru rādījumiem.
Indikatora gaismas diodes. Gaismas diodes, kas parāda akumulatora uzlādes līmeni, var būt jebkas. Jūs varat pielāgot to spilgtumu nelielās robežās, mainot strāvu ierobežojošā rezistora R1 vērtību. Lai parādītu uzlādes līmeni, tiek izmantota dinamiska indikācija, pateicoties kurai tiek panākts enerģijas ietaupījums, jo vienlaikus deg tikai viena gaismas diode. Varat arī noskatīties video par akumulatora uzlādes līmeņa norādīšanu (saite raksta beigās).
Mikrokontrolleris var būt ATmega8 vai ATmega328. Abi šie mikrokontrolleri ir saderīgi kontaktu izkārtojumā un atšķiras tikai ar “programmaparatūras” saturu. Es izmantoju ATmega328, jo man bija šis MK noliktavā. Lai samazinātu enerģijas patēriņu, mikrokontrolleri darbina iekšējais 1 MHz RC oscilators. Mikrokontrollera programma ir uzrakstīta vidē 4.3.6.61 (vai 4.3.9.65).
Ķēdē tiek izmantota TL431 atsauces sprieguma avota mikroshēma. Ar tā palīdzību tiek panākta laba akumulatora sprieguma mērīšanas precizitāte. Barošana TL431 tiek piegādāta no mikrokontrollera PC1 tapas caur rezistoru R3. Barošanas spriegums TL431 notiek tikai uzlādes līmeņa indikācijas laikā. Kad indikatora gaismas diodes nodziest, barošanas spriegums tiek pārtraukts, taupot akumulatora enerģiju. TL431 mikroshēmu var atrast nederīgos barošanas blokos no datoriem, bojātos mobilo tālruņu lādētājus, pārslēdzamos barošanas blokos no klēpjdatoriem un dažādām elektroniskām iekārtām. Es izmantoju TL431 SOIC-8 pakotnē (smd versija), bet TL431 ir biežāk sastopams TO-92 pakotnē, tāpēc es izveidoju vairākas PCB variācijas.
Par emulāciju programmā " ". Proteus projekts nedarbojas pareizi. Sakarā ar to, ka ATmega8 modelis nepamostas no miega režīma, kā arī ar bremzēm, tiek parādīta dinamiska indikācija. Ja pēc projekta uzsākšanas jūs nekavējoties turiet pogu, lai PWM kontrolleris ieslēgtos, tad viss darbojas. Bet, tiklīdz vēlreiz turēsit nospiestu pogu, lai izslēgtu PWM kontrolieri, MK pāries miega režīmā un vairs nepamostos (kamēr projekts netiks restartēts). Es nepievienoju projektu Proteusā. Kas grib paspēlēties - rakstiet, projektu nosūtīšu Proteusam.
Galvenās tehniskās īpašības:
Zemāk varat lejupielādēt MK ATmega8 programmaparatūru un ATmega328
Šutovs Maksims, Velska
| Apzīmējums | Tips | Denominācija | Daudzums | Piezīme | Veikals | Mans piezīmju bloks | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| U1 | MK AVR 8 bitu | ATmega8-16PU | 1 | Uz piezīmju grāmatiņu | |||
| U2 | Sprieguma atsauces IC | TL431ILP | 1 | Uz piezīmju grāmatiņu | |||
| Rezistori | |||||||
| R1, R2 | Pastāvīgais rezistors SMD 1206 | 330 omi | 2 | Uz piezīmju grāmatiņu | |||
| R3 | Pastāvīgais rezistors SMD 1206 | 1 kOhm | 1 | Uz piezīmju grāmatiņu | |||
| R4 | Pastāvīgais rezistors SMD 1206 | 10 kOhm | 1 | Uz piezīmju grāmatiņu | |||
| R5 | Pastāvīgais rezistors SMD 1206 | 47 kOhm | 1 | Uz piezīmju grāmatiņu | |||
| Pastāvīgais rezistors SMD 1206 | |||||||
Katrs radioamatieris ir pazīstams ar NE555 mikroshēmu (analogs KR1006). Tā daudzpusība ļauj izstrādāt dažādus pašmāju izstrādājumus: no vienkārša viena vibratora impulsa ar diviem elementiem siksnā līdz daudzkomponentu modulatoram. Šajā rakstā tiks apspriesta shēma taimera ieslēgšanai taisnstūra impulsu ģeneratora režīmā ar impulsa platuma regulēšanu.
Izstrādājot lieljaudas gaismas diodes, NE555 atkal ienāca arēnā kā dimmer, atgādinot par tā nenoliedzamajām priekšrocībām. Uz tā bāzētām ierīcēm nav nepieciešamas dziļas zināšanas elektronikā, tās tiek ātri saliktas un darbojas uzticami.
Ir zināms, ka gaismas diodes spilgtumu var kontrolēt divos veidos: analogā un impulsa. Pirmā metode ietver tiešās strāvas amplitūdas vērtības maiņu caur LED. Šai metodei ir viens būtisks trūkums - zema efektivitāte. Otrā metode ietver strāvas impulsa platuma (darba koeficienta) maiņu ar frekvenci no 200 Hz līdz vairākiem kiloherciem. Šādās frekvencēs gaismas diožu mirgošana cilvēka acij ir neredzama. PWM regulatora shēma ar jaudīgu izejas tranzistoru ir parādīta attēlā. Tas spēj darboties no 4,5 līdz 18 V, kas norāda uz spēju kontrolēt gan viena jaudīga LED, gan visas LED lentes spilgtumu. Spilgtuma regulēšanas diapazons svārstās no 5 līdz 95%. Ierīce ir taisnstūra impulsu ģeneratora modificēta versija. Šo impulsu frekvence ir atkarīga no kapacitātes C1 un pretestībām R1, R2 un tiek noteikta pēc formulas: f=1/(ln2*(R1+2*R2)*C1), Hz
Elektroniskās spilgtuma kontroles darbības princips ir šāds. Brīdī, kad tiek pielikts barošanas spriegums, kondensators sāk uzlādēties caur ķēdi: +Piegāde – R2 – VD1 –R1 –C1 – -Piegāde. Tiklīdz spriegums uz tā sasniegs 2/3U līmeni, atvērsies iekšējais taimera tranzistors un sāksies izlādes process. Izlāde sākas no augšējās plāksnes C1 un tālāk pa ķēdi: R1 – VD2 –7 IC pin – -U padeve. Sasniedzot atzīmi 1/3U, taimera jaudas tranzistors aizvērsies un C1 atkal sāks iegūt jaudu. Pēc tam process tiek cikliski atkārtots, veidojot taisnstūrveida impulsus pie 3. tapas.
Apgriešanas rezistora pretestības maiņa noved pie impulsa laika samazināšanās (palielināšanās) taimera izejā (3. tapa), un rezultātā izejas signāla vidējā vērtība samazinās (palielinās). Ģenerētā impulsu secība tiek piegādāta caur strāvu ierobežojošo rezistoru R3 uz vārtiem VT1, kas ir savienots saskaņā ar ķēdi ar kopīgu avotu. Slodze LED sloksnes vai secīgi savienotu lieljaudas gaismas diožu veidā ir savienota ar atvērto drenāžas ķēdi VT1.
Šajā gadījumā tiek uzstādīts jaudīgs MOSFET tranzistors ar maksimālo drenāžas strāvu 13A. Tas ļauj kontrolēt vairākus metrus garas LED lentes spīdumu. Bet tranzistoram var būt nepieciešama siltuma izlietne.
Kondensatora C2 bloķēšana novērš traucējumu ietekmi, kas var rasties strāvas ķēdē, pārslēdzot taimeri. Tās kapacitātes vērtība var būt jebkura diapazonā no 0,01 līdz 0,1 µF.
Vienpusējās iespiedshēmas plates izmēri ir 22x24 mm. Kā redzams attēlā, tajā nav nekā lieka, kas varētu radīt jautājumus.
Pēc montāžas PWM dimmera ķēde nav jāpielāgo, un iespiedshēmas plati ir viegli izgatavot ar savām rokām. Plāksne papildus regulēšanas rezistoram izmanto SMD elementus.
Tranzistors VT1 jāizvēlas atkarībā no slodzes jaudas. Piemēram, lai mainītu viena vata gaismas diodes spilgtumu, pietiks ar bipolāru tranzistoru ar maksimālo pieļaujamo kolektora strāvu 500 mA.
LED lentes spilgtums jāvada no +12 V sprieguma avota un jāatbilst tā barošanas spriegumam. Ideālā gadījumā regulatoram jābūt barotam ar stabilizētu barošanas avotu, kas īpaši paredzēts lentei.
Slodze atsevišķu lieljaudas gaismas diožu veidā tiek darbināta atšķirīgi. Šajā gadījumā dimmera barošanas avots ir strāvas stabilizators (saukts arī par LED draiveri). Tā nominālajai izejas strāvai jāatbilst virknē pievienoto gaismas diožu strāvai.
Izlasi arī
Mikroshēma NCP1014 ir PWM kontrolieris ar fiksētu pārveidošanas frekvenci un iebūvētu augstsprieguma slēdzi. Papildu iekšējie bloki, kas ieviesti kā daļa no mikroshēmas (sk. 1. att.), ļauj tai nodrošināt visu funkcionālo prasību klāstu mūsdienu barošanas blokiem.
Rīsi. 1.
Sērijas kontrolieri NCP101X tika detalizēti apspriesti Konstantīna Staroverova rakstā žurnāla 2010. gada 3. numurā, tāpēc rakstā mēs aprobežosimies ar NCP1014 mikroshēmas galveno īpašību apsvēršanu un pievērsīsimies aprēķinu un atsauces projektā uzrādītā IP darbības mehānisms.
Kontrolieris NCP1014 ir pieejams trīs veidu pakotnēs - SOT-223, PDIP-7 un PDIP-7 GULLWING (skat. 2. att.) ar tapas izkārtojumu, kas parādīts attēlā. 3. Jaunākā pakete ir īpaša PDIP-7 pakotnes versija ar speciālu tapu formējumu, padarot to piemērotu montāžai uz virsmas.
Rīsi. 2.
Rīsi. 3.
Tipiska NCP1014 kontrollera pielietojuma shēma flyback režīmā ( Lidot atpakaļ) pārveidotājs ir parādīts 4. attēlā.
Rīsi. 4.
Apskatīsim metodi, kā soli pa solim aprēķināt atgriezenisko pārveidotāju, pamatojoties uz NCP1014, izmantojot barošanas avota ar izejas jaudu līdz 5 W standarta konstrukcijas piemēru, lai darbinātu trīs sērijveidā savienotu gaismas diožu sistēmu. Viena vata baltas gaismas diodes ar normalizācijas strāvu 350 mA un sprieguma kritumu 3,9 V tiek uzskatītas par gaismas diodēm.
Pirmais solis ir noteikt izstrādātā IP ieejas, izejas un jaudas raksturlielumus:
Pin = 4,1 W/0,78 =5,25 W
Vdc (min) = Vdc (min) x 1,41 = 85 x 1,41 = 120 V (līdzstrāva)
Vdc (maks.) = Vdc (maks.) x 1,41 = 265 x 1,41 = 375 V (līdzstrāva)
Pirmā ievades saite ir drošinātājs un EMI filtrs, un to izvēle ir otrais solis projektējot IP. Drošinātājs jāizvēlas, pamatojoties uz pārrāvuma strāvas vērtību, un parādītajā dizainā ir izvēlēts drošinātājs ar pārrāvuma strāvu 2 A. Mēs neiedziļināsimies ievades filtra aprēķināšanas procedūrā, bet tikai ņemiet vērā, ka kopējā režīma un diferenciālā trokšņa slāpēšana lielā mērā ir atkarīga no iespiedshēmas plates topoloģijas, kā arī no filtra tuvuma strāvas savienotājam.
Trešais solis ir parametru aprēķins un diodes tilta izvēle. Galvenie parametri šeit ir:
IFSM ≥ 5 x IF = 5 x 0,066 = 330 mA.
Ceturtais solis ir aprēķināt diodes tilta izejā uzstādītā ieejas kondensatora parametrus. Ievades kondensatora izmēru nosaka rektificētā ieejas sprieguma maksimālā vērtība un norādītais ievades pulsācijas līmenis. Lielāks ieejas kondensators nodrošina zemākas pulsācijas vērtības, bet palielina barošanas avota ieslēgšanas strāvu. Parasti kondensatora kapacitāti nosaka pēc šādas formulas:
Cin = Pin/, kur
fac ir maiņstrāvas tīkla frekvence (60 Hz attiecīgajam dizainam);
DV ir pieļaujamais pulsācijas līmenis (mūsu gadījumā 20% no Vdc(min).
Cin = 5,25/ = 17 µF.
Mūsu gadījumā mēs izvēlamies alumīnija elektrolītisko kondensatoru ar jaudu 33 μF.
Piektais un galvenais solis ir tinuma produkta aprēķins - impulsa transformators. Transformatora aprēķins ir vissarežģītākā, svarīgākā un “smalkākā” daļa no visa barošanas avota aprēķina. Transformatora galvenās funkcijas flyback pārveidotājā ir enerģijas uzkrāšana, kad vadības slēdzis ir aizvērts un strāva plūst caur tā primāro tinumu, un pēc tam tā pārvade uz sekundāro tinumu, kad ķēdes primārā daļa ir izslēgta. .
Ņemot vērā pirmajā solī aprēķinātās barošanas avota ieejas un izejas raksturlielumus, kā arī prasības barošanas avota darbības nodrošināšanai transformatora nepārtrauktas strāvas režīmā, aizpildījuma koeficienta maksimālā vērtība ( cikls) ir vienāds ar 48%. Mēs veiksim visus transformatora aprēķinus, pamatojoties uz šo piepildījuma koeficienta vērtību. Apkoposim galveno parametru aprēķinātās un norādītās vērtības:
Tagad mēs varam aprēķināt transformatora primārā tinuma induktivitāti:
Lpri = Vin(min) x dmax/(Ipeak x fop) = 2,09 mH
Tinumu apgriezienu skaita attiecību nosaka vienādojums:
Npri/Nsec = Vdc(min) x dmax/(Vout + V F x (1 - dmax)) ≈ 7
Atliek tikai pārbaudīt transformatora spēju caur sevi “sūknēt” nepieciešamo izejas jaudu. To var izdarīt, izmantojot šādu vienādojumu:
Pin(kodols) = Lpri x I 2 maksimums x fop/2 ≥ Pout
Tap(serde) = 2,09 mH x 0,22 2 x 100 kHz/2 = 5,05 W ≥ 4,1 W.
No rezultātiem izriet, ka mūsu transformators var sūknēt nepieciešamo jaudu.
Var atzīmēt, ka šeit mēs neesam devuši pilnīgu transformatora parametru aprēķinu, bet esam tikai noteikuši tā induktīvos raksturlielumus un parādījuši izvēlētā risinājuma pietiekamu jaudu. Par transformatoru aprēķinu ir uzrakstīti daudzi darbi, un lasītāju interesējošās aprēķinu metodes var atrast, piemēram, vai. Šo metožu apraksts ir ārpus šī raksta darbības jomas.
Barošanas avota elektriskā ķēde, kas atbilst veiktajiem aprēķiniem, ir parādīta 5. attēlā.
Rīsi. 5.
Tagad ir pienācis laiks iepazīties ar iepriekš minētā risinājuma iezīmēm, kuru aprēķins netika sniegts iepriekš, bet kuriem ir liela nozīme mūsu IP funkcionēšanai un izpratnei par NCP1014 ieviesto aizsardzības mehānismu ieviešanas iezīmēm. kontrolieris.
Ķēdes sekundārā daļa sastāv no diviem galvenajiem blokiem - bloka strāvas pārvadīšanai uz slodzi un barošanas bloka atgriezeniskās saites ķēdei.
Kad vadības slēdzis ir aizvērts (tiešais režīms), darbojas atgriezeniskās saites ķēdes barošanas ķēde, kas realizēta uz diodes D6, strāvas regulēšanas rezistora R3, kondensatora C5 un Zenera diodes D7, kas kopā ar diodi D8 iestata nepieciešamo barošanas spriegumu ( 5.1 V) optrona un šunta regulatora IC3 .
Reversā gājiena laikā transformatorā uzkrātā enerģija tiek pārnesta uz slodzi caur diodi D10. Tajā pašā laikā tiek uzlādēts uzglabāšanas kondensators C6, kas izlīdzina izejas viļņus un nodrošina pastāvīgu slodzes barošanas spriegumu. Slodzes strāvu nosaka rezistors R6, un to kontrolē šunta regulators IC3.
IP ir aizsardzība pret slodzes atvienošanu un slodzes īssavienojumu. Aizsardzību pret īssavienojumu nodrošina TLV431 šunta regulators, kura galvenā loma ir OS ķēdes regulators. Īssavienojums notiek visu slodzes gaismas diožu īsa pārtraukuma gadījumā (ja viena vai divas gaismas diodes neizdodas, to funkcijas pārņem paralēlās Zener diodes D11...D13). Rezistora R6 vērtība ir izvēlēta tā, lai pie darba slodzes strāvas (mūsu gadījumā 350 mA) sprieguma kritums tajā būtu mazāks par 1,25 V. Kad notiek īssavienojums, strāva caur R6 strauji palielinās, kas noved pie šunta IC3 atvēršana un optrona IC2 un spēku kontroliera NCP1014 aktivizēšana samazina izejas spriegumu.
Aizsardzības mehānisms pret slodzes atvienošanu ir balstīts uz Zener diodes D9 pievienošanu paralēli slodzei. Kad slodzes ķēde atveras un līdz ar to barošanas avota izejas spriegums palielinās līdz 47 V, tiek atvērta Zenera diode D9. Tas ieslēdz optronu un piespiež kontrolieri samazināt izejas spriegumu.
Tiem, kuri, pirms sāk izstrādāt savu IP, pamatojoties uz NCP1014, vēlas pārliecināties, vai tas ir patiešām vienkāršs, uzticams un efektīvs risinājums, ONSemiconductor ražo vairāku veidu vērtēšanas plates (skat. 1. tabulu, 6. att.; pieejams pasūtīšanai izmantojot COMPEL).
1. tabula. Vērtēšanas komisiju pārskatīšana
| Pasūtījuma kods | Vārds | Īss apraksts |
|---|---|---|
| NCP1014LEDGTGEVB | 8W LED draiveris ar 0,8 jaudas koeficientu | Plāksne ir izstrādāta, lai demonstrētu iespēju izveidot LED draiveri ar jaudas koeficientu > 0,7 (Energy Star standarts), neizmantojot papildu PFC mikroshēmu. 8 W izejas jauda padara šo risinājumu ideāli piemērotu tādu konstrukciju barošanai kā Cree XLAMP MC-E, kas satur četras virknes gaismas diodes vienā iepakojumā. |
| NCP1014STBUCGEVB | Neinvertējošs buks pārveidotājs | Tāfele ir pierādījums apgalvojumam, ka NCP1014 kontrolieris ir pietiekams, lai izveidotu zemas cenas barošanas avotus skarbos darbības apstākļos. |
Rīsi. 6.
Turklāt papildus rakstā apskatītajiem ir vēl vairāki dažādu IP gatavu dizainu piemēri. Šis ir 5 W maiņstrāvas/līdzstrāvas adapteris mobilajiem tālruņiem un vēl viena IP opcija LED, kā arī liels skaits rakstu par NCP1014 kontroliera lietošanu, ko varat atrast uzņēmuma ONSemiconductor oficiālajā vietnē - http://www.onsemi.com/.
Uzņēmums COMPEL ir oficiālais ONSemiconductor izplatītājs un līdz ar to arī mūsu tīmekļa vietnē Jūs vienmēr varat atrast informāciju par ONS ražoto mikroshēmu pieejamību un izmaksām, kā arī pasūtīt prototipus, tostarp NCP1014.
Izmantojot ONS ražoto kontrolieri NCP1014, varat izveidot ļoti efektīvus maiņstrāvas/līdzstrāvas pārveidotājus, lai nodrošinātu slodzes ar stabilizētu strāvu. Pareiza kontroliera galveno iespēju izmantošana ļauj nodrošināt gala barošanas avota drošu darbību slodzes atvērtas vai īssavienojuma apstākļos ar minimālu papildu elektronisko komponentu skaitu.
1. Konstantīns Staroverovs “NCP101X/102X kontrolleru izmantošana vidējas jaudas tīkla barošanas bloku izstrādē”, žurnāls Electronics News, Nr. 3, 2010, lpp. 7-10.
4. Maks Raimonds. Komutācijas barošanas avoti. Dizaina teorētiskie pamati un praktiskā pielietojuma vadlīnijas / Tulk. no angļu valodas Prjaņičņikova S.V., M.: Izdevniecība "Dodeka-XXI", 2008, - 272 lpp.: ill.
5. Vdovins S.S. Impulsu transformatoru projektēšana, L.: Energoatomizdat, 1991, - 208 lpp.: ill.
6. TND329-D. "5 W mobilā tālruņa CCCV AC-DC Adepter"/ http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/TND329-D.PDF.
7. TND371-D. "Bezsaistes LED draiveris, kas paredzēts ENERGY STAR"/ http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/TND371-D.PDF.
Tehniskās informācijas iegūšana, paraugu pasūtīšana, piegāde - e-pasts:
NCP4589 - jauns 300 mA CMOS LDO regulators no ON Pusvadītājs. NCP4589 pārslēdzas uz zema patēriņa režīmu pie zemas strāvas slodzes un automātiski pārslēdzas atpakaļ uz "ātro" režīmu, kad izejas slodze pārsniedz 3 mA.
NCP4589 var ievietot pastāvīgā ātrajā režīmā, piespiežot izvēlēties režīmu (vadība, izmantojot īpašu ievadi).
Galvenās NCP4589 īpašības:
Zema patēriņa režīms - 1,0 µA pie V OUT< 1,85 В
Ātrais režīms - 55 µA
Enerģijas taupīšanas režīms - 0,1 µA
NCP4620 -Šis ir CMOS LDO regulators strāvai 150 mA no ON Pusvadītājs ar ieejas sprieguma diapazonu no 2,6 līdz 10 V. Ierīcei ir augsta izejas precizitāte - aptuveni 1% - ar zemu temperatūras koeficientu ±80 ppm/°C.
NCP4620 ir aizsardzība pret pārkaršanu un Iespējošanas ieeja, un tas ir pieejams standarta un automātiskās izlādes versijās.
Galvenās NCP4620 īpašības:
Gaismas diodes kļūst arvien izplatītākas mūsu ikdienas dzīvē. Kvēlspuldzes mainām dzīvoklī vai mājā, halogēna spuldzes automašīnā ar LED. Lai regulētu Addison spuldzes spilgtumu, parasti tiek izmantots dimmers - tā ir lieta, ar kuru var ierobežot maiņstrāvu, tādējādi mainot spīduma spilgtumu uz vajadzīgo. Kāpēc maksāt vairāk un pat justies diskomforts pārmērīgi spilgtas gaismas dēļ? Jaudas regulatoru parasti var izmantot daudziem patērētājiem (lodāmurs, slīpmašīna, putekļu sūcējs, urbis...) no maiņstrāvas tīkla sprieguma; tie parasti ir izgatavoti uz triaka pamata.
Gaismas diodes darbina ar līdzstrāvu un stabilizētu strāvu, tāpēc standarta dimmeru šeit nevar izmantot. Ja vienkārši nomainīsiet tam pievadīto spriegumu, tad ļoti strauji mainīsies spilgtums, viņiem svarīga ir strāva, bet strāvas regulatora vietā darīsim ko citu, proti, PWM (Pulse Wide Modulator), tas izslēgs barošanu. no gaismas diodes uz noteiktu laiku spilgtums samazināsies, bet mēs nepamanīsim mirgošanu, jo frekvence ir tāda, ka cilvēka acs to nepamanīs. Mikrokontrolleri šeit neizmanto, jo to klātbūtne var kļūt par šķērsli ierīces salikšanai, ir jābūt programmētājam, noteiktai programmatūrai... Tāpēc šajā vienkāršajā shēmā tiek izmantoti tikai vienkārši un publiski pieejami radio komponenti.
Šāda veida lietas var izmantot jebkurām inerciālām slodzēm, tas ir, tādām, kas var uzglabāt enerģiju, jo, piemēram, atvienojot līdzstrāvas motoru no strāvas avota, tas nekavējoties nepārtrauks griezties.
Shēmu, manuprāt, var aptuveni sadalīt divās daļās, proti, ģeneratorā, kas izgatavots uz megapopulārā taimera NE555 (analogs -KR1006VI1) un jaudīgā atvēršanas/aizvēršanas tranzistorā, ar kura palīdzību slodzei tiek piegādāta jauda. (šeit 555 darbojas stabilā multivibratorā). Mēs izmantojam jaudīgu bipolārā tranzistora NPN struktūru (es paņēmu TIP122), taču to ir iespējams aizstāt ar lauka efekta (MOSFET) tranzistoru. Impulsu ģeneratora frekvenci, periodu un impulsa ilgumu nosaka divi rezistori (R3, R2) un kondensatori (C1, C2), un mēs to varam mainīt ar rezistoru ar pretestības regulēšanu.
Shematiski komponenti
555 analogā taimera aprēķināšanai ir daudz programmu, varat eksperimentēt ar komponentu vērtībām, kas ietekmē ģeneratora frekvenci - to visu var viegli aprēķināt, izmantojot daudzas programmas, piemēram, šo. Var nedaudz pamainīt nominālvērtības, viss darbosies kā ir. Impulsu diodes 4148 var viegli nomainīt ar sadzīves KD222. Kondensatori 0,1 µF un 0,01 µF keramiskie diska kondensatori. Mēs iestatām frekvenci ar mainīgu rezistoru, labam un vienmērīgam regulēšanai tā maksimālā pretestība ir 50 kOhm.
Viss ir salikts uz diskrētiem elementiem, dēļa izmēri ir 50-25 mm.
Kā shēma darbojas?
Ierīce darbojas kā slēdzis starp diviem režīmiem: slodzei tiek piegādāta strāva Un slodzei netiek piegādāta strāva. Pārslēgšanās notiek tik ātri, ka mūsu acis neredz šo mirgošanu. Tātad šī ierīce regulē jaudu, mainot intervālu starp strāvas padeves un izslēgšanas laiku.Es domāju, ka jūs saprotat PWM būtību. Šādi tas izskatās uz osciloskopa ekrāna.
Pirmajā attēlā redzams vājš mirdzums, jo periodā T impulsa garums t1 aizņem tikai 20% (tas ir tā sauktais darba cikls), bet atlikušie 80% ir loģiski 0 (nav sprieguma).
Otrajā attēlā redzams signāls, ko sauc par kvadrātvilni, tad mums ir t1=0,5*T, tas ir, darba cikls un koeficients. Pildījums ir 50%.
Trešajā gadījumā mums ir D=90%. LED spīd gandrīz pilnā spilgtumā.
Iedomāsimies, ka T=1 sekunde, tad pirmajā gadījumā
§ 1) 0,2 s strāva plūst uz LED, bet ne 0,8 s
§ 2)0,5s strāva tiek piegādāta 0,5s Nr
Starp citu, pēc shēmas izgatavojot trīs PWM regulatoru plates un savienojot tās ar vienu RGB sloksni, kļūst iespējams iestatīt vēlamo gaismas gammu. Katra no plāksnēm kontrolē savas gaismas diodes (sarkano, zaļo un zilo) un, sajaucot tās noteiktā secībā, tiek sasniegts vēlamais spīdums.
Kādi enerģijas zudumi ir šai ierīcei?
Pirmkārt, tie ir daži miliampēri, kas patērē impulsu ģeneratoru mikroshēmā, un pēc tam ir jaudas tranzistors, kas izkliedē jaudu, kas vienāda ar aptuveni P=0,6V*I patēriņa slodze . Bāzes rezistoru var atstāt novārtā. Kopumā PWM zudumi ir minimāli, jo impulsa platuma kontroles sistēma ir ļoti efektīva, jo tiek iztērēts ļoti maz enerģijas (un līdz ar to tiek ģenerēts maz siltuma).
Apakšējā līnija
Rezultātā mēs saņēmām brīnišķīgu un vienkāršu PWM. Viņiem izrādījās ļoti ērti pielāgot sev patīkamo mirdzuma intensitāti. Šāda ierīce vienmēr noderēs ikdienā.
