LEDランプ用電圧変換器。スキーム、説明

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LED が最も経済的で耐久性のある光源であることは疑いの余地がありません。近年登場したこのクラスの新しいデバイスは、照明と照明の分野に一種の革命をもたらしました。 LED ランプは、不経済で寿命が短い白熱灯に代わってコンパクト蛍光ランプ (CFL) とともに日常生活に普及しており、現在では CFL に置き換わる動きが増えています。

残念ながら、メーカーが数万時間と推定される耐久性を保証しているにもかかわらず、LED ランプは予想よりもはるかに早く故障することがあります。そして、その理由は多くの場合、LEDの品質ではなく、メーカーのケチです。ランプのコストを節約するために、ランプ内のLEDは、現在の値に近い極端な条件下で動作することを余儀なくされています。これは、結晶と蛍光体の劣化速度、およびランプの信頼性に顕著な影響を及ぼします。また、ランプの寸法が小さいため、LED の不満足な冷却条件が上記に加えられることを考慮すると、そのようなランプがわずか数時間の動作後に故障する場合があることは驚くべきことではありません。

切れたランプの故障を分析すると、90% のケースで LED の XNUMX つが故障している一方で、ドライバーは原則として動作し続けていることがわかります。このようなランプの修理は簡単ですが、残りの LED に流れる電流を減らすための措置を講じなければ、多くの場合役に立ちません。しばらくすると、ランプは再び故障します。

7 W Elektrostandard ランプを復元する可能性を検討してください。外観とドライバ基板をプリント導体側から見た図を図に示します。 1. まず、何らかの方法で切れた LED を見つけて、ジャンパーで閉じる必要があります。次に、LED に流れる電流を減らす必要があります。電流を制御するには、並列接続された 1 つの SMD 抵抗で構成されるセンサーが使用されます (図 2 の赤丸で囲んだ部分)。電流を減らすには、それらのはんだを外し、それらの代わりに 15 オームの抵抗を持つ新しいものをはんだ付けする必要があります。このような修理の後、ランプの出力と光出力は多少低下しますが、長期間使用できます。上記は、同様の 2 W ランプに完全に当てはまります (図 5,6)。同社の基板では、LED を流れる電流を減らすために、XNUMX オームの抵抗の XNUMX つ (これも赤で囲った部分) のはんだを外す必要があります。

LEDランプ用電圧変換器
米。 1.電子標準ランプ

LEDランプ用電圧変換器
米。 2.電子標準ランプ

ただし、コントローラーの故障によりランプを復旧できない場合があります。この場合、LED には別の電源から電力を供給できます。以下では、5 または 7 W の電力を持つ LED ランプのボードを 12 ボルト電源 (たとえば、車のバッテリー) に接続するオプションを検討します。定格電力に応じて、これらのランプにはそれぞれ 16 個または 35 個の LED が取り付けられています。このようなランプは、非常灯や車のランプとして役立ちます。 LEDは基板上で直列に接続されており、プリント導体を切断したりジャンパー線を取り付けたりして接続図を変更したくなかったので、バッテリー電圧をLEDに必要なレベルまで昇圧するコンバータを作成することにしました。通常の明るさで点灯します (この場合、それぞれ最大 48 または XNUMX V)。

広く入手可能で安価な部品から組み立てられた単純なコンバータの図を図に示します。 3. シュミットトリガ DD1.1 を使用して、標準回路に従って約 25 kHz の周波数で動作するマスターオシレータが構築されます。並列接続された要素 DD1.2 ～ DD1.6 は、ジェネレータ信号を反転してその負荷容量を増加させ、電界効果トランジスタ VT2 の静電容量の高速充放電を実現します。マイクロ回路には、標準回路に従って接続されたリニア電圧レギュレータ DA1 を介してランプ電源から電力が供給されます。電流センサーは抵抗 R5 です。

LEDランプ用電圧変換器
米。 3。簡単なコンバーターの図

安定化回路は次のように動作します。 LED を流れる電流が必要以上に大きくなると、トランジスタ VT1 が開き、シュミットトリガ DD1 の入力を抵抗 R1.1 で分路します。この場合、電界効果トランジスタＶＴ２のゲートに供給される制御パルスの期間は減少し、逆に、それらの間の休止期間は増加する。その結果、LED を流れる電流が減少します。電流の安定化は2〜9Vの入力電圧値の範囲で実行されますが、これはバッテリーや車のランプには十分です。抵抗 R15 は、コンバータの電源をオフにした後、コンデンサ C3 を放電するために使用されます (抵抗 R4 がないと、電源をオフにした後、LED が長時間弱く点灯します)。

デバイスのすべての部品は、片面がグラスファイバー箔でできたプリント基板上に配置されます (図 4)。トランジスタ VT2 にはヒートシンクは必要ありませんが、動作中に本体が著しく発熱する場合は、ドレインピンがはんだ付けされるヒートシンクとして使用される基板上のコンタクトパッドに加えて、小型のヒートシンクを設けることができます。断面2,5 mmの平らな銅線で作られたU字型ヒートシンク² そして長さは20mmです。基板上の指定された領域 (トランジスタの隣) またはトランジスタ自体のヒートシンクフランジにはんだ付けできます。完成したユニットの外観は図の通りです。 5. LED パネルの追加ヒートシンクはアルミニウム合金シートで作られており、その外観もこの図に示されています。

LEDランプ用電圧変換器
米。 4. プリント基板とその部品

LEDランプ用電圧変換器
米。 5.完成品の外観

詳細について一言。 VT1としては図に示したもの以外にも表面実装用のNPN構造の小電力トランジスタが使用可能です。電界効果トランジスタ (VT2) - ドレイン電流が少なくとも 2 A、ドレイン-ソース間電圧が少なくとも 80 V で、論理レベルを制御するように設計されたトランジスタ。 74НСТ14 (DD1) マイクロ回路の置き換えの可能性 - 74НСТ14 または 74АС14 シリーズ。 RGP10J (VD1) ダイオードの代わりに 1N4007 を使用することもできますが、著しく発熱し、効率が低下します。 KD226 シリーズのダイオードは、実質的に加熱せずに動作します。スロットル L1 は円筒状に工業的に製造されており、種類は不明であり、その外観は図に示されています。 5 (ボードの左下隅にある黒い円柱)。

5 V SMD 統合スタビライザが見つからない場合は、DD1 マイクロ回路の電源回路にツェナーダイオード上のパラメトリックスタビライザを構築できます。それと抵抗1 kΩのバラスト抵抗を超小型回路シートに配置できます。

保守可能な部品から組み立てられたデバイスは、実質的に調整を必要としません。初めてコンバーターの電源を入れるときは、調整可能な出力電圧を備えた実験室ユニットから電力を供給し、5 V から始めて徐々に電圧を上げていくことをお勧めします。LED が点灯しない場合は、接続の極性と接続を確認する必要があります。部品の保守性。

図 (DD1) に示されているマイクロ回路の代わりに交換用マイクロ回路を使用する場合、効率を最大にするためにコンデンサ C1 またはインダクタ L1 を選択する必要がある場合があります。 LED に 5 mA に等しい電流を得るには、抵抗 R100 を選択する必要がある場合があります。必要な抵抗が利用可能な抵抗の中にない場合は、明らかにわずかに高い抵抗を持つ R5 を取り付け、それに並列に接続された追加の抵抗 R5' を選択できます (図では点線で示されています)。ボード。

次に、LED を流れる電流が安定する入力電圧値の範囲を確認する必要があります。インダクタ L1 のインダクタンスを選択することで、コンバータの効率を高めることができます。セットアップするときは、LED 回路が開いていると電界効果トランジスタの故障につながる可能性があるため、十分に注意する必要があることを覚えておく必要があります。

最後に、コンバータボードを XB-784 ワニスの XNUMX 層でコーティングする必要があります。これにより湿気から保護されます。このようなランプを動作させるときは、電源に接続するときに極性を守る必要があることに注意してください。

著者：E。ゲラシモフ

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