2 วงจร Limiter ปัจจุบันที่ดีที่สุดอธิบาย

ลองใช้เครื่องมือของเราเพื่อกำจัดปัญหา





โพสต์นี้อธิบายถึงวงจรควบคุมกระแสไฟฟ้าสากลอย่างง่าย 2 วงจรซึ่งสามารถใช้สำหรับการใช้งาน LED วัตต์สูงที่ต้องการได้อย่างปลอดภัย

วงจร จำกัด กระแสไฟ LED วัตต์สูงสากลที่อธิบายไว้ที่นี่สามารถรวมเข้ากับแหล่งจ่าย DC ดิบใด ๆ เพื่อให้ได้การป้องกันกระแสไฟฟ้าที่โดดเด่นสำหรับ LED วัตต์สูงที่เชื่อมต่ออยู่



เหตุใดการ จำกัด กระแสจึงมีความสำคัญสำหรับ LED

เราทราบดีว่าไฟ LED เป็นอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพสูงซึ่งสามารถให้แสงสว่างที่พร่างพราวในปริมาณการใช้ที่ค่อนข้างต่ำอย่างไรก็ตามอุปกรณ์เหล่านี้มีความเสี่ยงสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่งต่อความร้อนและกระแสไฟฟ้าซึ่งเป็นพารามิเตอร์เสริมและส่งผลต่อประสิทธิภาพของ LED

โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับ LEds วัตต์สูงซึ่งมีแนวโน้มที่จะสร้างความร้อนมากพารามิเตอร์ข้างต้นกลายเป็นปัญหาสำคัญ



หาก LED ขับเคลื่อนด้วยกระแสไฟฟ้าที่สูงขึ้นจะมีแนวโน้มที่จะร้อนเกินความทนทานและถูกทำลายในขณะที่ในทางกลับกันหากไม่ได้รับการควบคุมการกระจายความร้อน LED จะเริ่มดึงกระแสมากขึ้นจนกว่าจะถูกทำลาย

ในบล็อกนี้เราได้ศึกษา IC สำหรับม้าทำงานอเนกประสงค์เช่น LM317, LM338, LM196 เป็นต้นซึ่งมาจากความสามารถในการควบคุมพลังงานที่โดดเด่นมากมาย

LM317 ได้รับการออกแบบมาสำหรับการจัดการกระแสสูงถึง 1.5 แอมป์ LM338 จะอนุญาตให้ใช้งานได้สูงสุด 5 แอมป์ในขณะที่ LM196 ได้รับการกำหนดให้สร้างได้สูงถึง 10 แอมป์

ที่นี่เราใช้อุปกรณ์เหล่านี้สำหรับการ จำกัด แอปพลิเคชันสำหรับ LEds ในปัจจุบันด้วยวิธีที่ง่ายที่สุด:

วงจรแรกที่ระบุด้านล่างนี้เป็นความเรียบง่ายในตัวมันเองโดยใช้ตัวต้านทานที่คำนวณได้เพียงตัวเดียว IC สามารถกำหนดค่าเป็นตัวควบคุมหรือตัว จำกัด กระแสที่ถูกต้องได้

ตัว จำกัด กระแสโดยใช้วงจร LM338

การแสดงภาพของวงจรข้างต้น

การคำนวณตัวต้านทานลิมิตเตอร์ปัจจุบัน

รูปแสดงตัวต้านทานตัวแปรสำหรับการตั้งค่าการควบคุมปัจจุบันอย่างไรก็ตาม R1 สามารถแทนที่ด้วยตัวต้านทานคงที่ได้โดยการคำนวณโดยใช้สูตรต่อไปนี้:

R1 (Limiting Resistor) = Vref / current

หรือ R1 = 1.25 / ปัจจุบัน

กระแสอาจแตกต่างกันสำหรับ LED ที่แตกต่างกันและสามารถคำนวณได้โดยการหารแรงดันไปข้างหน้าที่เหมาะสมกับกำลังวัตต์เช่นสำหรับ LED 1 วัตต์กระแสไฟฟ้าจะเท่ากับ 1 / 3.3 = 0.3 แอมป์หรือ 300 มิลลิแอมป์กระแสสำหรับ LED อื่น ๆ อาจคำนวณได้ใน แฟชั่นที่คล้ายกัน

รูปด้านบนรองรับได้สูงสุด 1.5 แอมป์สำหรับช่วงกระแสที่กว้างขึ้น IC อาจถูกแทนที่ด้วย LM338 หรือ LM196 ตามข้อกำหนด LED

วงจรการใช้งาน

สร้างหลอดไฟ LED ที่ควบคุมในปัจจุบัน

วงจรข้างต้นสามารถใช้อย่างมีประสิทธิภาพในการสร้างวงจรหลอดไฟ LED ที่ควบคุมด้วยกระแสไฟฟ้าอย่างแม่นยำ

ตัวอย่างคลาสสิกแสดงอยู่ด้านล่างซึ่งสามารถแก้ไขได้ง่ายตามข้อกำหนดและข้อกำหนด LED

วงจรขับ LED ปัจจุบันคงที่ 30 วัตต์

การออกแบบขีด จำกัด กระแสไฟ LED 30 วัตต์

ตัวต้านทานแบบอนุกรมที่เชื่อมต่อกับ LED สามดวงคำนวณโดยใช้สูตรต่อไปนี้:

R = (แรงดันไฟฟ้า - แรงดันไปข้างหน้า LED ทั้งหมด) / กระแส LED

R = (12 - 3.3 + 3.3 + 3.3) / 3 แอมป์

R = (12 - 9.9) / 3

R = 0.7 โอห์ม

R วัตต์ = V x A = (12-9.9) x 3 = 2.1 x 3 = 6.3 วัตต์

การ จำกัด กระแส LED โดยใช้ทรานซิสเตอร์

ในกรณีที่คุณไม่สามารถเข้าถึง IC LM338 หรือหากอุปกรณ์ไม่พร้อมใช้งานในพื้นที่ของคุณคุณสามารถกำหนดค่าทรานซิสเตอร์หรือ BJT สองสามตัวและสร้าง วงจร จำกัด กระแสที่มีประสิทธิภาพสำหรับ LED ของคุณ .

แผนผังสำหรับวงจรควบคุมกระแสที่ใช้ทรานซิสเตอร์สามารถดูได้ด้านล่าง:

วงจร จำกัด กระแสไฟ LED ที่ใช้ทรานซิสเตอร์

PNP เวอร์ชันของวงจรข้างต้น

วิธีการคำนวณตัวต้านทาน

ในการกำหนด R1 คุณสามารถใช้สูตรต่อไปนี้:

R1 = (เรา - 0.7) Hfe / กระแสโหลด

โดยที่เรา = แรงดันไฟฟ้า, Hfe = T1 กำไรกระแสไปข้างหน้า, โหลดกระแส = กระแส LED = 100W / 35V = 2.5 แอมป์

R1 = (35 - 0.7) 30 / 2.5 = 410 โอห์ม

วัตต์สำหรับตัวต้านทานข้างต้นจะเป็น P = Vสอง/ R = 35 x 35/410 = 2.98 หรือ 3 วัตต์

อาจคำนวณ R2 ได้ดังแสดงด้านล่าง:

R2 = 0.7 / LED ปัจจุบัน
R2 = 0.7 / 2.5 = 0.3 โอห์ม
กำลังไฟอาจคำนวณได้เป็น = 0.7 x 2.5 = 2 วัตต์

ใช้ Mosfet

วงจร จำกัด กระแสตาม BJT ข้างต้นสามารถปรับปรุงได้โดยการแทนที่ T1 ด้วย mosfet ดังที่แสดงด้านล่าง:

การคำนวณจะยังคงเหมือนที่กล่าวไว้ข้างต้นสำหรับเวอร์ชัน BJT

วงจร จำกัด กระแสคงที่ตาม mosfet

วงจร จำกัด กระแสแปรผัน

เราสามารถแปลงตัว จำกัด กระแสคงที่ข้างต้นให้เป็นวงจร จำกัด กระแสไฟฟ้าแปรผันได้อย่างง่ายดาย

ใช้ทรานซิสเตอร์ดาร์ลิงตัน

วงจรควบคุมปัจจุบันนี้มีคู่ Darlington T2 / T3 คู่กับ T1 เพื่อใช้ลูปป้อนกลับเชิงลบ

การทำงานสามารถเข้าใจได้ดังนี้ สมมติว่าอินพุตจ่ายกระแสต้นทางที่ฉันเริ่มเพิ่มขึ้นเนื่องจากมีการใช้งานสูงโดยโหลดด้วยเหตุผลบางประการ สิ่งนี้จะส่งผลให้ศักยภาพใน R3 เพิ่มขึ้นทำให้ T1 ฐาน / ตัวปล่อยศักย์เพิ่มขึ้นและการนำผ่านตัวปล่อยสะสม สิ่งนี้จะทำให้อคติพื้นฐานของคู่ดาร์ลิงตันเริ่มมีเหตุผลมากขึ้น ด้วยเหตุนี้การเพิ่มขึ้นในปัจจุบันจะได้รับการต่อต้านและ จำกัด ผ่านการโหลด

การรวมตัวต้านทานแบบดึงขึ้น R2 ทำให้แน่ใจว่า T1 ดำเนินการด้วยค่ากระแสคงที่ (I) เสมอตามที่กำหนดโดยสูตรต่อไปนี้ ดังนั้นความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าจึงไม่มีผลต่อการ จำกัด กระแสของวงจร

R3 = 0.6 / I

นี่คือขีด จำกัด ปัจจุบันเป็นแอมป์ตามที่แอปพลิเคชันต้องการ

วงจร Limiter ปัจจุบันอย่างง่ายอีกอย่างหนึ่ง

แนวคิดนี้ใช้วงจรสะสมทั่วไปของ BJT ซึ่งได้รับอคติพื้นฐานจากตัวต้านทานตัวแปร 5 k

หม้อนี้ช่วยให้ผู้ใช้ปรับหรือตั้งค่ากระแสไฟตัดสูงสุดสำหรับโหลดเอาต์พุต

ด้วยค่าที่แสดงเอาต์พุตจะตัดกระแสหรือขีด จำกัด กระแสไฟฟ้าได้ตั้งแต่ 5 mA ถึง 500 mA

แม้ว่าจากกราฟเราสามารถทราบได้ว่ากระบวนการตัดกระแสไฟฟ้าในปัจจุบันไม่ได้มีความคมชัดมากนัก แต่ก็เพียงพอที่จะรับประกันความปลอดภัยที่เหมาะสมสำหรับโหลดเอาต์พุตจากสถานการณ์ปัจจุบัน

ที่กล่าวว่าช่วง จำกัด และความแม่นยำอาจได้รับผลกระทบขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของทรานซิสเตอร์




ก่อนหน้านี้: แนวคิดการรับพลังงานฟรี - แนวคิดเทสลาคอยล์ ถัดไป: วงจรตรวจจับโลหะ - ใช้ Beat Frequency Oscillator (BFO)