Fonte de alimentação da lâmpada LED de 8W no HV9961. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Os autores propõem uma fonte de alimentação de 8 W, montada no chip HV9961, para alimentar uma lâmpada LED.

Hoje em dia, na literatura e na Internet existem muitas descrições de fontes de alimentação para fontes de luz LED de complexidade e funcionalidade variadas, muitas vezes chamadas de drivers de LED. São fontes de alimentação, geralmente chaveadas, com estabilização da corrente ou tensão de saída. A fonte de alimentação proposta neste artigo é uma variante de uma das fontes de luz baratas produzidas em massa por um fabricante nacional. Distingue-se pela sua simplicidade, o que o torna acessível à repetição mesmo por rádios amadores novatos e ao mesmo tempo possui bons parâmetros.

Principais características técnicas

• Tensão CA de entrada, V.......120...250
• Corrente de saída, mA.......65
• Estabilidade da corrente de saída em toda a faixa de tensão de alimentação, não mais que, %......2
• Tensão máxima de saída, V ....... 110
• Coeficiente de pulsação do fluxo luminoso, não superior a, % ..... 1,5

A fonte de energia é um conversor Buck controlado pelo amplamente difundido chip regulador de corrente especializado HV9961. O diagrama do dispositivo é mostrado na Fig. 1. Um pequeno número de elementos externos e uma precisão bastante alta na regulação da corrente de carga tornaram este chip uma solução comum para vários drivers de LED.

Arroz. 1. Diagrama do dispositivo (clique para ampliar)

A corrente de carga é regulada alterando o valor médio da corrente do transistor chaveador VT1. Ao medir a queda de tensão no resistor R2, o microcircuito DA1 ajusta o tempo (duração) do estado aberto do transistor VT1 e, assim, mantém a corrente de saída em um determinado nível. Neste caso, o tempo de estado fechado especificado pelo resistor R1 é sempre constante.

O resistor R2 é essencialmente um sensor de corrente através dos LEDs. Sua resistência é calculada pela fórmula

R2 = 0,275/I_CONDUZIU

onde eu_CONDUZIU - corrente de LED necessária.

Fora do tempo t_WOW! (μs) os estados do transistor são calculados usando a fórmula

t_WOW! = R1/25 + 0,3

onde a resistência do resistor R1 está em kiloohms.

É aconselhável selecionar a resistência do resistor na faixa de 100 kOhm a 1 MOhm, embora em [1] seja permitida uma faixa mais ampla - de 30 kOhm. Um tempo de estado fechado muito curto pode levar ao superaquecimento do transistor VT1.

A indutância do indutor L2 pode ser estimada com bastante precisão a partir da relação

onde a indutância é obtida em Henry, se a tensão for substituída na fórmula em volts, a corrente estará em amperes e o tempo estará em segundos.

Ao calcular a fonte de alimentação para outras correntes e potências de saída, a indutância do indutor pode ter que ser ajustada manualmente para obter uma operação estável do dispositivo em diferentes tensões de entrada. E não devemos esquecer que o indutor L2 requer uma lacuna não magnética. A lacuna pode ser calculada, por exemplo, usando os métodos [2] ou [3].

Para este projeto, o indutor L2 foi enrolado em uma estrutura padrão para o núcleo magnético E 16/8/5 da Epcos do material N87, a folga não magnética foi de 0,5 mm (folga total do núcleo magnético). O enrolamento contém 700 voltas de fio com diâmetro de 0,15 mm.

Arroz. 2. Desenho PCB do dispositivo

Arroz. 3. Localização das peças da fonte de alimentação

A fonte de alimentação é montada em uma placa de circuito impresso feita de folha de fibra de vidro com 1,5 mm de espessura em um dos lados. Seu desenho é mostrado na Fig. 2, e a localização das peças está na Fig. 3. Na lateral dos condutores impressos há um microcircuito DA1, um transistor VT1, uma ponte de diodo VD1, um diodo VD2, um capacitor C5 e resistores R1, R2. O dispositivo utiliza capacitores importados, C1 e C4 - para tensão alternada de 250 V. Eles podem ser substituídos por capacitores K73-17 para tensão nominal de 630 V (C1) e 400 V (C4). A tensão nominal do capacitor C2 deve ser de pelo menos 1,5 kV. Esta condição é satisfeita, por exemplo, pelos capacitores K15-5. Diodo VD2 - HS1M ou similar de ação rápida em pacote SMA (DO-241AC) com tensão reversa de pelo menos 400 V e corrente de 1 A.

O transistor STD5N52K3 no pacote D-PAK pode ser substituído por qualquer MOSFET de canal n com uma tensão de fonte de dreno de 500 V, uma resistência de canal de 1...2 Ohm e uma corrente de canal permitida de pelo menos 1 A. Indutor L1 - RLB1314-302KL, conectores XT1, XT2 - terminais de parafuso, respectivamente de três e dois pinos para montagem em placa. Uma fotografia da placa de circuito impresso montada na lateral dos condutores impressos é mostrada na Fig. 4.

A placa de LED é feita sobre base de alumínio para melhor dissipação de calor. Ele é equipado com 36 LEDs NESL157ВТ sw30 conectados em série e uniformemente espaçados da Nichia (Fig. 5).

Arroz. 4. Placa de circuito impresso montada

Arroz. 5. Dispositivo montado

Literatura

1. Driver de LED com controle de corrente constante em modo médio. - URL: pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/637222/SUTEX/HV9961.html.
2. Kuznetsov A. Transformadores e bobinas para SMPS. Rev 2. - URL: servotechnica.spb.ru/library/BOOKS/$D2$F0$E0$ED$F1$F4$EE$F0$EC$E0$F2$EE$F0$FB.
3. Brown M. Fontes de energia. Cálculo e projeto. Por. Ph.D. tecnologia. Ciências S. L. Popov. - Kiev, MK-Press, 2007.

Autores: V. Lazarev, D. Golubin

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