超高輝度LEDを使用した室内照明。スキーム、説明

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超高輝度LEDを採用した室内照明。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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蛍光灯での車内照明「Volga GAZ-3110」の信頼性には、まだ多くの要望があります。私の車は、運転2006年目で室内灯が故障しました。 V. Kharyakovの記事「蛍光灯用電源」（「ラジオ」、7年、第47号、48、XNUMXページ）に記載されているものと同様の、より信頼性の高いコンバーターを独自に組み立てようとする試みは、一時的なものに過ぎませんでした。成功。普段は夏に点灯している蛍光灯が、寒さの始まりとともに点灯しなくなりました。それにもかかわらず、その信頼できる開始のためには、明らかに、電極の白熱が必要です。超高輝度LEDの発売がきっかけで、車内のシーリングライトのランプに置き換えようという発想が生まれました。

通常、LED はバラスト抵抗を介して電源に接続されます。購入した KIPD80 LED のテストでは、各デバイスの平均順方向電圧降下が 3,5 mA の平均順方向電流で 50 V であることが示されました。 70 mA を超えて電流を増やすと、LED の故障につながります。したがって、LED 0,175 個の最大消費電力は XNUMX ワットです。

計算によると、電源電圧が 12 V、直列に接続された 30 個の LED からなる 87,5 個のガーランドと、それぞれに抵抗値が 3110 オームのバラスト抵抗が 11 個ある場合、照明器の効率は 15% であることがわかります。ただし、車のオンボード電圧は非常に不安定です (GAZ-14 では、XNUMX V から XNUMX V への電圧変化は正常とみなされます)。低電圧では、ヘッドライト、ガラスヒーター、その他の消費者が点灯すると、そのようなライトの効率が急激に低下します。 XNUMX V を超えると、LED に流れる電流が最大許容値を超え、LED が損傷します。

この場合、もちろん、バラスト抵抗の代わりに50 mAの電流安定器を使用できますが、オンボード電圧を下げて作業するという問題は残ります。したがって、直列に接続されたXNUMX個のLEDのガーランドを組み立て、昇圧フライバックコンバータから給電することにしました。インターネットで LED ランプを構築した経験を研究することで、コンバーターの基礎が決定されました。これは、パルス幅制御を備えた安価で手頃なマイクロコントローラーです。

MS34063 (オンセミコンダクター製) またはその国内版 KR1156EU5。このマイクロ回路の出力トランジスタの限界電圧は 40 V であり、70 個の LED の花輪には 640 V が必要であるため、最大電圧が200 V、最大電流 18 A、オープンチャネル抵抗 0,18 オーム未満。このトランジスタを支持するもうXNUMXつの議論は、その短いスイッチング時間でした。

超高輝度LEDによる室内照明
図。 1

コンバーターの回路図を図 1 に示します。 34063. MC78 チップの電源を入れると、通常のものとは 05 つの違いがあります。まず、マイクロコントローラのプリ出力および出力トランジスタは、IRL1 トランジスタを制御するために必要な 5 V の電圧用のマイクロパワースタビライザ 640LXNUMX (DAXNUMX) に接続されます (通常の回路では、それらは電源に直接接続されます)。ソース）。
次に、3kΩの抵抗R220を介して弱いOSが導入されました。これは、可聴周波数でのマイクロコントローラーの自己励起を取り除く唯一の方法です（非定型ソリューション）。第 2 に、出力分圧器は抵抗 R1,25 と一連の LED によって形成されます。これにより、一連の電流を安定させることができます。マイクロコントローラのコンパレータのしきい値電圧は 46,3 V であるため、負荷の電流は 8 mA で安定します。コンバータは 18 ～ XNUMX V の入力電圧で動作を続けます。

一連の LED に安定した電流を供給することで、供給電圧の幅広い変化の範囲内で、一連の LED に送信される電力レベルを維持できます。また、LED の動作モードの温度補償も提供します。温度が上昇すると、LED の順方向電圧降下が減少します。その結果、それによって消費される電力が削減されます。 LEDの快適な電源条件の結果として、作業の信頼性と寿命が向上します。

出力電圧をIRL640トランジスタのブレークダウン電圧未満に制限するために、ベース回路に分圧器R315R5を備えたKT6Bトランジスタに保護デバイスが導入されました。コンバーターの出力の電圧が約 1 V に達すると、トランジスター VT150 が開きます。このソリューションは、LED ガーランドがオフになっているときの IRL640 トランジスターの故障を回避します。

抵抗R1の抵抗は、IRL640トランジスタを流れる電流を3 Aのレベルに制限することに基づいて選択されました。この値の抵抗が販売されていないため、直径のニクロム線を0,5回巻いて作られていました。直径 4,5 mm のドリルシャンクに XNUMX mm を巻き付けます。ワイヤリードは、リン酸を使用して錫メッキされています。

変換コイルはB18の装甲磁気回路で古い蛍光灯の変換器から作られています。これは、PEV-30 2 ワイヤーを 0,3 回巻いたものです。コイルはフレームのターンごとに巻かれ、層はコンデンサ紙の層で分離されています。磁気回路のカップ間のギャップは、事務用紙から切り取ったワッシャーを使用して実行されます。

カップは銅または真鍮の MXNUMX ネジで締められます。また、基板に磁気回路を取り付けます。コイルのフレームは、多孔質ポリエチレンワッシャで磁気コアの内側に固定されています。

IRL640 トランジスタは、厚さ 1 mm の銅板から切り出された自家製のヒートシンクに取り付けられています。ヒートシンクの側面の端に切り込みを入れ、上に曲げ、ペンチで 90 度回転させます。トランジスタとヒートシンク間の熱接触を改善するために、熱伝導ペーストが使用されます。トランジスタを搭載したヒートシンクは、ネジとMXNUMXナットで変換基板に取り付けられています。

整流ダイオード VD1 は、市販されているという理由だけでなく、最大逆電圧 400 V と回復時間 150 で選択されました。少し熱くなり、コンバーターの効率が低下します。回復時間が短いダイオード (HER105 または SF18) を使用することをお勧めします。

超高輝度LEDによる室内照明
図。 2

変換基板は、厚さ 1,5 mm のフォイルファイバーグラスでできています。ボードの図面は図に示されています。 2. ホイルは印刷された導体に沿って狭いストライプでのみエッチングされ、残りのホイルは車体に接続された共通線として機能します (オンボード電圧の負極)。

コンバーターボードをランプのベースに固定するために、XNUMXつのMOHナットがはんだ付けされています。これらは、ボードの共通線をベースに接続する接点としても機能します。

オンボード電源のプラス線をボードに接続するための標準 6,3 mm コネクタの接点も、厚さ 1 mm の銅板から切り出されています。直径1mmの銅線でできたブラケットで基板に取り付けられ、はんだ付けされています。照明器のベースに取り付けられたボードの外観を図に示します。 3.

超高輝度LEDによる室内照明
図。 3

LED のガーランドは、同じファイバーグラスから別のボードに組み立てられます。蛍光灯の代わりに、コンバーターボードにはんだ付けされたナットにねじ込まれた5本のMOHネジで長さXNUMX mmのXNUMXつのブッシング上の照明器のベースに取り付けられています。 LEDはボード上に均等に配置され、に従って直列に接続されます。ガーランドは、XNUMX 本の柔軟な MGTF ワイヤーでコンバーターに接続されています。

照明器のベースから、蛍光灯の固定部品を取り外す必要があります。

イルミネーターは実質的に調整を必要とせず、修理可能な部品を使用するとすぐに動作を開始します。ガーランドには XNUMX 個から XNUMX 個の LED があります。

コンバーターの測定効率は 75% で、消費電力は 4,29 W であり、したがって、ガーランドの電力は 3,22 W です。

著者: V. ゴルバティク、ブリヤート共和国ウランウデ、出版物: radioradar.net

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