2 Beste Strombegrenzer-Schaltungen erklärt

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In diesem Beitrag werden zwei einfache universelle Stromreglerschaltungen erläutert, mit denen jede gewünschte Hochleistungs-LED sicher betrieben werden kann.

Die hier erläuterte universelle Hochleistungs-LED-Strombegrenzungsschaltung kann in jede rohe Gleichstromversorgungsquelle integriert werden, um einen hervorragenden Überstromschutz für die angeschlossenen Hochwatt-LEDs zu erzielen.



Warum Strombegrenzung für LEDs entscheidend ist

Wir wissen, dass LEDs hocheffiziente Geräte sind, die bei relativ geringem Verbrauch blendende Beleuchtungen erzeugen können. Diese Geräte sind jedoch besonders anfällig für Wärme und Strom, die komplementäre Parameter sind und die LED-Leistung beeinträchtigen.

Insbesondere bei LEds mit hohem Watt, die dazu neigen, beträchtliche Wärme zu erzeugen, werden die oben genannten Parameter zu entscheidenden Problemen.



Wenn eine LED mit höherem Strom betrieben wird, neigt sie dazu, über die Toleranz hinaus heiß zu werden und zerstört zu werden. Wenn umgekehrt die Wärmeableitung nicht gesteuert wird, zieht die LED mehr Strom, bis sie zerstört wird.

In diesem Blog haben wir einige vielseitige Arbeitspferde-ICs wie LM317, LM338, LM196 usw. untersucht, denen viele herausragende Leistungsregelungsfunktionen zugeschrieben werden.

Der LM317 ist für die Verarbeitung von Strömen bis zu 1,5 Ampere ausgelegt. Der LM338 erlaubt maximal 5 Ampere, während der LM196 für die Erzeugung von bis zu 10 Ampere ausgelegt ist.

Hier verwenden wir diese Geräte für die Strombegrenzungsanwendung für LEds auf einfachste Weise:

Die erste unten angegebene Schaltung ist an sich einfach. Mit nur einem berechneten Widerstand kann der IC als genauer Stromregler oder Begrenzer konfiguriert werden.

Strombegrenzer mit LM338-Schaltung

BILDERVERTRETUNG DES OBEN GENANNTEN SCHALTKREISES

Berechnung des Strombegrenzungswiderstands

Die Abbildung zeigt einen variablen Widerstand zum Einstellen der Stromregelung. R1 kann jedoch durch Berechnen mit der folgenden Formel durch einen festen Widerstand ersetzt werden:

R1 (Begrenzungswiderstand) = Vref / Strom

oder R1 = 1,25 / Strom.

Der Strom kann für verschiedene LEDs unterschiedlich sein und kann berechnet werden, indem die optimale Durchlassspannung durch ihre Leistung geteilt wird. Beispielsweise würde für eine 1-Watt-LED der Strom 1 / 3,3 = 0,3 Ampere oder 300 mA betragen. Der Strom für andere LEDs kann in berechnet werden ähnliche Mode.

Die obige Abbildung würde maximal 1,5 Ampere unterstützen. Für größere Strombereiche kann der IC einfach durch einen LM338 oder LM196 gemäß den LED-Spezifikationen ersetzt werden.

Anwendungsschaltungen

Stromgesteuertes LED-Röhrenlicht herstellen.

Die obige Schaltung kann sehr effizient verwendet werden, um präzise stromgesteuerte LED-Röhrenlichtschaltungen herzustellen.

Im Folgenden ist ein klassisches Beispiel dargestellt, das gemäß den Anforderungen und LED-Spezifikationen leicht geändert werden kann.

30 Watt Konstantstrom-LED-Treiberschaltung

30 Watt LED-Strombegrenzung Design

Der mit den drei LEDs verbundene Vorwiderstand wird nach folgender Formel berechnet:

R = (Versorgungsspannung - Gesamt-LED-Durchlassspannung) / LED-Strom

R = (12 - 3,3 + 3,3 + 3,3) / 3 Ampere

R = (12 - 9,9) / 3

R = 0,7 Ohm

R Watt = V x A = (12-9,9) x 3 = 2,1 x 3 = 6,3 Watt

Beschränken des LED-Stroms mithilfe von Transistoren

Falls Sie keinen Zugriff auf den IC LM338 haben oder das Gerät in Ihrer Nähe nicht verfügbar ist, können Sie einfach einige Transistoren oder BJTs konfigurieren und eine bilden effektive Strombegrenzungsschaltung für Ihre LED .

Das Schema für die Stromsteuerschaltung unter Verwendung von Transistoren ist unten zu sehen:

Transistorbasierte LED-Strombegrenzungsschaltung

PNP-Version der obigen Schaltung

So berechnen Sie die Widerstände

Um R1 zu bestimmen, können Sie die folgende Formel verwenden:

R1 = (Us - 0,7) Hfe / Laststrom,

wobei Us = Versorgungsspannung, Hfe = T1 Vorwärtsstromverstärkung, Laststrom = LED-Strom = 100 W / 35 V = 2,5 Ampere

R1 = (35 - 0,7) 30 / 2,5 = 410 Ohm,

Die Leistung für den obigen Widerstand wäre P = V.zwei/ R = 35 x 35/410 = 2,98 oder 3 Watt

R2 kann wie folgt berechnet werden:

R2 = 0,7 / LED-Strom
R2 = 0,7 / 2,5 = 0,3 Ohm,
Die Leistung kann berechnet werden als = 0,7 x 2,5 = 2 Watt

Mit einem Mosfet

Die obige BJT-basierte Strombegrenzungsschaltung kann verbessert werden, indem T1 durch einen Mosfet ersetzt wird, wie unten gezeigt:

Die Berechnungen bleiben die gleichen wie oben für die BJT-Version beschrieben

Konstantstrombegrenzungsschaltung auf Mosfet-Basis

Stromkreis mit variablem Strombegrenzer

Wir können den obigen festen Strombegrenzer leicht in eine vielseitige Schaltung mit variablem Strombegrenzer umwandeln.

Verwendung eines Darlington-Transistors

Diese Stromreglerschaltung weist ein Darlington-Paar T2 / T3 auf, das mit T1 gekoppelt ist, um eine negative Rückkopplungsschleife zu implementieren.

Die Arbeitsweise kann wie folgt verstanden werden. Nehmen wir an, der Eingang versorgt den Quellstrom I, der aus irgendeinem Grund aufgrund des hohen Verbrauchs durch die Last zu steigen beginnt. Dies führt zu einer Erhöhung des Potentials über R3, wodurch das T1-Basis- / Emitterpotential ansteigt und eine Leitung über seinen Kollektoremitter entsteht. Dies würde wiederum dazu führen, dass die Basisvorspannung des Darlington-Paares mehr geerdet wird. Aufgrund dessen würde der Stromanstieg durch die Last ausgeglichen und eingeschränkt.

Die Einbeziehung des R2-Pull-up-Widerstands stellt sicher, dass T1 immer mit einem konstanten Stromwert (I) leitet, wie durch die folgende Formel festgelegt. Somit haben die Versorgungsspannungsschwankungen keinen Einfluss auf die Strombegrenzungswirkung der Schaltung

R3 = 0,6 / I.

Hier ist I die Strombegrenzung in Ampere, wie von der Anwendung gefordert.

Eine weitere einfache Strombegrenzungsschaltung

Dieses Konzept verwendet eine einfache gemeinsame BJT-Kollektorschaltung. welches seine Basisvorspannung von einem variablen 5 k Widerstand erhält.

Dieser Topf hilft dem Benutzer, den maximalen Abschaltstrom für die Ausgangslast einzustellen oder einzustellen.

Mit den angezeigten Werten kann der Ausgangsunterbrechungsstrom oder die Strombegrenzung von 5 mA bis 500 mA eingestellt werden.

Aus dem Diagramm können wir zwar erkennen, dass der aktuelle Abschaltprozess nicht sehr scharf ist, aber er reicht tatsächlich aus, um eine angemessene Sicherheit für die Ausgangslast in einer Überstromsituation zu gewährleisten.

Der Grenzbereich und die Genauigkeit können jedoch in Abhängigkeit von der Temperatur des Transistors beeinflusst werden.




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