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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Fonte de alimentação para lâmpada LED. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de alimentação As fontes de luz LED estão substituindo gradualmente não apenas as lâmpadas incandescentes usuais, mas também as chamadas lâmpadas economizadoras de energia ou CFL. Portanto, quando foi necessário fazer um pequeno abajur de mesa, a escolha recaiu naturalmente sobre os LEDs. Descobriu-se que a maneira mais fácil é comprar uma faixa de LED com tensão de alimentação de 12 V, com número de LEDs de 30 unidades/m e potência de 4,7 W/m. Infelizmente, você não pode conectar LEDs diretamente à rede, pois eles falharão. É necessária uma fonte de alimentação que forneça 12 VCC. Porém, o preço dessa fonte de alimentação na loja é bastante alto, então esta opção não foi considerada. Eu mesmo tive que fazer uma fonte de alimentação. Descobriu-se que 18 LEDs são suficientes para uma iluminação confortável, mas a fonte de alimentação foi projetada com uma pequena reserva de energia. Principais características técnicas
Como o LED é um dispositivo com uma característica corrente-tensão não linear pronunciada, a lâmpada LED é sensível até mesmo a pequenas mudanças na tensão de alimentação, portanto, a tensão da fonte de alimentação deve ser estabilizada. Deve-se ressaltar que a lâmpada LED não é tão sensível à amplitude das pulsações, pois a frequência de pulsação é muito alta. É claro que a fonte de alimentação deve ter proteção contra curto-circuito, ser construída em peças comuns e ter alta eficiência. Além disso, também era necessário ter uma altura pequena (não mais que 15 mm). O mais adequado para construir tal fonte de alimentação é um conversor flyback auto-oscilante (OSC). Sua principal vantagem é a simplicidade e o fato de estar protegido contra curtos-circuitos na saída. Comparado ao kit, o conversor-estabilizador de tensão push-pull OHP tem maior eficiência. Também é importante que em caso de falha da unidade, substituir o transistor seja muito mais fácil do que procurar um microcircuito. O diagrama da fonte de alimentação é mostrado na Fig. 1. O resistor R1 limita a corrente de carga do capacitor do filtro C1 e também é usado como fusível. O resistor R2 define a corrente de base inicial do transistor chaveador VT2. O diodo Zener VD9, o optoacoplador U1, o transistor VT1, bem como os resistores R3 e R8 formam um circuito de estabilização da tensão de saída. O funcionamento do OCP é descrito detalhadamente em [1], portanto não nos deteremos nele. Você deve prestar atenção ao diodo VD5 no circuito base do transistor chaveador VT2, que muitos desenvolvedores não instalam. Sem este diodo, é possível a quebra do transistor por tensão negativa na base. Como mostraram as medições com um osciloscópio, os picos nesta tensão podem exceder 5 V.
Todas as peças são montadas em uma placa de circuito impresso, cujo desenho é mostrado na Fig. 2. Para reduzir as dimensões do bloco, alguns dos elementos (R2, R3, R5-R8, C3) são utilizados para montagem em superfície de tamanho padrão 1206. Resistores R1, R4 - MLT, C2-23, capacitores de óxido - importados . Como uma tensão de rede retificada é aplicada ao resistor R3, ele é composto por três resistores de 1 MΩ conectados em série para evitar quebras. O transistor MJE13003 pode ser substituído pelo transistor ST13003. Em vez do transistor BC847, você pode usar um transistor de montagem em superfície de baixa potência com uma corrente de coletor permitida de pelo menos 50 mA e uma taxa de transferência de corrente superior a 50.
Os diodos 1N4007 podem ser substituídos por diodos KD243 com índices de letras D, E, Z ou KD247 com índices G e D. O diodo KD247G pode ser substituído por diodos KD257G KD257D, diodo 1N4148 por diodos KD510, KD521, KD522. Em vez do diodo KD226D, você pode usar o diodo KD226 com qualquer índice de letras. Diodo Zener - com tensão de estabilização de cerca de 11 V. Se você tiver um diodo zener com tensão de estabilização mais baixa, poderá instalar um diodo ou diodo zener em série com ele. Para isso, a placa possui um assento no qual é instalado um fio jumper. O dissipador de calor do transistor VT2 é cortado do dissipador de calor da fonte de alimentação do computador. Para o transformador é utilizada uma moldura de baixo perfil de “reator eletrônico” (CFL); a marca da ferrite é desconhecida, seu tamanho padrão é EE19/8/5. O núcleo magnético é montado com uma folga no núcleo central de 0,3 mm. O enrolamento I é enrolado primeiro, contendo 148 voltas de fio PEV-2 0,18, depois o enrolamento II tem 18 voltas do mesmo fio, o último é o enrolamento III, contendo 28 voltas de fio PEV-2 0,28. Cada camada do enrolamento I é separada das demais por uma camada de papel capacitor com 0,1 mm de espessura. Existem duas camadas de papel entre os enrolamentos I e II e três camadas de papel entre os enrolamentos II e III. Após a verificação, o transformador é impregnado com verniz. O indutor L1 é de uma lâmpada fluorescente compacta, a indutância é de 0,2...1 mH, pode ser feito de forma independente em um núcleo magnético de ferrite tipo haltere com diâmetro de 6 mm. Enrolamento - fio PEV-2 0,18 até o preenchimento, depois é envernizado. Para configurar a unidade, você precisará de um multímetro, um osciloscópio, um transformador isolante com tensão de saída de cerca de 150 V (por exemplo, TAN-17-22050) e LATr. Primeiramente é aconselhável montar o aparelho em uma placa de ensaio e, após o ajuste, montar as peças em uma placa de circuito impresso. A primeira ligação da unidade ao transformador deve ser feita através de uma lâmpada incandescente de 40 W. Uma carga padrão deve ser conectada na saída da unidade. Utilize imediatamente um osciloscópio para verificar o formato da tensão no sensor de corrente - resistor R7; deve ser aproximadamente o mesmo mostrado na Fig. 3. Monitore a tensão na saída da fonte de alimentação e, se for diferente de 12 V, será necessário selecionar um diodo zener (ou diodos zener) com a tensão de estabilização necessária. Após 5...10 minutos, verifique como a fonte de alimentação aquece. Se funcionar normalmente, aumente a tensão na entrada para 250 V. A tensão de saída deve permanecer estável. Depois de algum tempo, verifique novamente se a unidade está aquecida - durante a operação de longo prazo, o dissipador de calor do transistor, transformador e diodo VD8 não deve aquecer acima de 50 оC. Em seguida, você deve verificar a resistência da unidade para curto-circuitar a saída e desconectar a carga. Em caso de curto-circuito, pode surgir um ruído característico com frequência de 10...15 kHz. Quando a carga é desconectada, a tensão pode aumentar em 0,5...1 V.
É aconselhável verificar o funcionamento da unidade sem circuito de estabilização - para isso feche temporariamente os terminais 1 e 2 do optoacoplador U1, e sempre com carga conectada ou equivalente. O fato é que quando o circuito de estabilização de tensão funciona, a corrente de coletor do transistor VT2 geralmente não atinge seu valor máximo, no qual o circuito magnético do transformador pode entrar em saturação. Ele pode entrar neste modo quando a tensão da rede cair para 150 V ou menos. Em todos os modos de operação, o formato da tensão no resistor R7 deve ser o mesmo da Fig. 3. Mas é melhor verificar o transformador com um dispositivo cuja descrição é apresentada em [2]. Após verificar o funcionamento, é aconselhável envernizar todos os elementos do bloco, exceto o dissipador de calor. A aparência da fonte de alimentação instalada no corpo do abajur é mostrada na Fig. 4.
Literatura
Autor: E. Gerasimov
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