Світлодіодний диммер з токовим управлінням

Метою цього проекту була модернізація системи підсвічування настінної картини. Як тільки я встановив світлодіодне підсвічування, яскравість просто осліпила мене - набагато яскравіше, ніж оригінальна люмінесцентна лампа T20. Я зрозумів, що необхідно використовувати пристрій для регулювання сили світла, тобто діммер.

Схема ланцюга управління яскравістю світлодіодного освітлення

Світлодіодна стрічка

Як китайці можуть заробити гроші, коли продають світлодіодну котушку всього за $4.60 (з безкоштовною доставкою) — і забезпечити відмінну якість! (Зверніть увагу, що з тих пір ціна трохи збільшилася…)

Світлодіоди прийшли в котушці довжиною 5 метрів, загальна кількість світлодіодів 300 штук (стрічка з 100 груп по 3 світлодіоди в групі). Виміряний струм 1 А @ 12В, потужність споживання 12 Вт відповідно. Оскільки мій блок живлення був розрахований на 0,8 А, я укоротив стрічку до 240 світлодіодів (відрізалося по 3 світлодіоди, місця розрізів позначені на стрічці).

Збірка не викликала жодних проблем. Я довго думав, як мені приклеїти світлодіодні стрічки, але в кінцевому підсумку зрозумів, що стрічка має клейку задню сторону.

Опис схеми

Я вибрав простий регулятор струму. Якщо використовувати регулятор напруги, тоді обмеження напруги чітко не визначається і існує багато зон, нечутливих до регулювання. Регулятор струму, з іншого боку, має відмінний діапазон регулювання, мале падіння напруги і мінімальну кількість зон нечутливості.

Силове пристрій – це складна PNP/NPN пара, яка діє як PNP-транзистор з високим коефіцієнтом посилення. Тут також можна використовувати складний PNP-транзистор з об'єднаними колекторами, однак напруга відпускання (насичення) буде трохи вищою. Цю функцію можна реалізувати також за допомогою складної NPN/PNP пари, але я захотів, щоб світлодіоди були заземлені до негативної шини для можливого модернізації в майбутньому.

Далі необхідно встановити емекторний повторювач з резистором номіналом 0,6Ω (шунт) в ланцюг еміттера. Напруга через цей резистор визначається напругою на базі Q1. Струм колектора (світлодіодне навантаження) зазвичай збігається з струмом еміттера. Оскільки напруга на базі Q1 може бути регульованою, струм в навантаженні також можна регулювати. Діод Шоткі D1 забезпечує фіксоване падіння напруги величиною 0,3 В, щоб зменшити зону нечутливості потенціометра. Стандартний діод може запобігти повному вимкненню Q1 — це дуже важливо, оскільки потенціометр також є вимикачем вкл/викл. Однак він повністю не знімає живлення з схеми, але втрати у вимкненому режимі набагато менші, ніж втрати на намагнічування і втрати в обмотках постійно працюючого блоку живлення.

C1 є розв'язуючим конденсатором, який допомагає запобігти коливанням; насправді, схеми подібного плану можуть генерувати коливання і я підключив осцилограф, щоб перевірити стабільність роботи схеми.

C2 згладжує коливання AC блоку живлення для того, щоб струм в навантаженні був чисто постійним. Я хотів отримати яскраве підсвічування, без будь-яких мерехтінь. Багато світлодіодних схем мають пульсацію струму — я ж хотів уникнути цього.

Зміни опору для інших струмів і вхідної напруги

При регулюванні струму в навантаженні також відбувається і регулювання напруги, тому початкове вхідне напруження може бути вищим, ніж необхідно і не повинно точно відповідати навантаженню. Однак додаткове напруження викликає додаткове розсіювання потужності в силовому транзисторі Q2. У моєму випадку знадобилося встановити невеликий радіатор; при цьому транзистор був трохи теплим при найекстремальніших умовах роботи. Спеціальне напруження схеми вказано на малюнку. Для інших номінальних струмів, необхідно збільшити лише R3 і R4 (падіння 0,5 В @ при повному навантаженні) (можна замість двох встановити один резистор). Також необхідно збільшити номінальне значення R2 для початкового вхідного напруги при повному навантаженні.

Вибір транзистора

Я мав під рукою 2N3906 (PNP TO-92) і D44H8 (NPN TO-220), тому і використав їх у своїй схемі. Вибір транзистора абсолютно не критичний.

Фотогалерея

Список радіоелементів

Оригінал статті