Schaltung von Netzteilen für LED-Streifen und nicht nur

LEDs ersetzen diese Arten von Lichtquellen wie Leuchtstofflampen und Glühlampen. Fast jedes Haus hat bereits LED-Lampen, sie verbrauchen viel weniger als zwei ihrer Vorgänger (bis zu 10-mal weniger als Glühlampen und 2- bis 5-mal weniger als CFLs oder energiesparende Leuchtstofflampen). In Situationen, in denen Sie eine lange Lichtquelle benötigen oder die Beleuchtung einer laufenden komplexen Form organisieren müssen LED-Streifen Licht.

LED-Band ist ideal für eine Reihe von Situationen, sein Hauptvorteil gegenüber einzelnen LEDs und LED-Arrays sind Stromquellen. Im Gegensatz zu Treibern für Hochleistungs-LEDs sind sie in fast jedem Elektrogeschäft leichter zu finden. Darüber hinaus erfolgt die Auswahl eines Netzteils nur nach dem Stromverbrauch, weil Die überwiegende Mehrheit der LED-Streifen hat eine Versorgungsspannung von 12 Volt.

Während bei Hochleistungs-LEDs und -Modulen bei der Auswahl einer Stromquelle nach einer Stromquelle mit der erforderlichen Leistung und dem erforderlichen Nennstrom gesucht werden muss, d. H. Betrachten Sie 2 Parameter, was die Auswahl erschwert.

Dieser Artikel beschreibt typische Schemata von Netzteilen und ihren Komponenten sowie Tipps für deren Reparatur für Anfängerschinken und Elektriker.

Typen und Anforderungen für Netzteile für LED-Streifen und 12-V-LED-Lampen

Die Hauptanforderung an eine Stromquelle sowohl für LEDs als auch für LED-Streifen ist eine qualitativ hochwertige Spannungs- / Stromstabilisierung, unabhängig von Spannungsspitzen in der Netzspannung, sowie niedrige Ausgangswelligkeiten.

Je nach Art der Ausführung werden Netzteile für LED-Produkte unterschieden:

• Versiegelt. Sie sind schwieriger zu reparieren, das Gehäuse ist nicht immer für eine genaue Demontage geeignet und kann sogar mit Dichtmittel oder Compound gefüllt werden.

• Auslaufsicher für den Innenbereich. Besser zu reparieren, weil Die Platine wird nach dem Lösen mehrerer Schrauben entfernt.

Nach Art der Kühlung:

• Passive Antenne. Die Stromversorgung wird durch natürliche Konvektion von Luft durch die Perforation ihres Gehäuses gekühlt. Der Nachteil ist die Unfähigkeit, eine hohe Leistung bei Beibehaltung der Gesamtabmessungen zu erzielen;

• Aktive Luft. Das Netzteil wird mit einem Kühler (einem kleinen Lüfter, wie er auf den PC-Systemeinheiten installiert ist) gekühlt. Diese Art der Kühlung ermöglicht es Ihnen, mit einem passiven Netzteil mehr Leistung bei gleicher Größe zu erzielen.

Stromversorgungsschemata für LED-Streifen

Es versteht sich, dass es in der Elektronik keine „Stromversorgung für einen LED-Streifen“ gibt. Grundsätzlich passt jede Stromversorgung mit einer geeigneten Spannung und einem geeigneten Strom, der größer ist als der vom Gerät verbrauchte, zu jedem Gerät. Dies bedeutet, dass die unten beschriebenen Informationen für nahezu jedes Netzteil gelten.

Im Alltag ist es jedoch einfacher, über das Netzteil für den beabsichtigten Gebrauch für ein bestimmtes Gerät zu sprechen.

Allgemeiner Aufbau eines Schaltnetzteils

In den letzten Jahrzehnten wurden gepulste Netzteile (USV) zur Stromversorgung von LED-Streifen und anderen Geräten verwendet. Sie unterscheiden sich von Transformatoren dadurch, dass sie nicht bei der Frequenz der Versorgungsspannung (50 Hz) arbeiten, sondern bei hohen Frequenzen (zehn und hundert Kilohertz).

Daher wird für seinen Betrieb ein Hochfrequenzgenerator benötigt, der billig und für Stromversorgungen mit kleinen Strömen (Einheiten von Ampere) ausgelegt ist. Oft wird eine selbsterzeugende Schaltung gefunden, die verwendet wird in:

• elektronische Transformatoren;

• elektronische Vorschaltgeräte für Leuchtstofflampen;

• Ladegeräte für Mobiltelefone;

• billige USV für LED-Streifen (10-20 W) und andere Geräte.

Ein Diagramm einer solchen Stromversorgung ist in der Abbildung zu sehen (zum Vergrößern auf das Bild klicken):

Seine Struktur ist wie folgt:

1. Blau hervorgehoben DiodenbrückeWenn es am Eingang des Netzteils steht, wird die Eingangswechselspannung gleichgerichtet, um die folgenden Knoten mit einer konstanten Spannung von 220 * 1,41 = 310 V zu versorgen. Überprüfen Sie im Falle eines Ausfalls das Vorhandensein und die Größe der Spannung VOR der Brücke und danach, wenn sie nicht vorhanden ist, müssen Sie die Dioden oder die Brücke ersetzen wenn es in einem Hotelgebäude montiert ist.

Es ist in der Abbildung nicht dargestellt, es kann jedoch eine Sicherung oder ein niederohmiger Widerstand an der 220-V-Leitung vorhanden sein. Überprüfen Sie die Integrität, bevor Sie mit den Reparaturen beginnen.

2. Ein Welligkeitsfilter ist braun eingekreist, sein Hauptelement ist C4 - Elektrolytkondensator. Die Kapazität hängt davon ab, wie viel der Hersteller eingespart hat, normalerweise bis zu 220 Mikrofarad pro 400 Volt. L1 - Filterwelligkeit und elektromagnetische Störungen, die während des Betriebs eines Schaltnetzteils auftreten. In den meisten billigen Netzteilen fehlt es.

Ein häufiges Filterproblem - Trocknen, Explodieren oder Aufblähen eines Elektrolytkondensators - führt zu einem schlechten Betrieb des gesamten Schaltnetzteils als Ganzes oder zu dessen vollständiger Funktionsunfähigkeit. Sie können es durch die gleiche und größere Kapazität ersetzen, aber in der Größe geeignet.

3. Der Leistungsteil VT1-Leistungstransistor ist grün hervorgehoben, in diesem Fall ein Feldeffekttransistor, kann aber auch bipolar sein. T1 - Impulstransformator mit drei Wicklungen: Primär-, Sekundär- und Basiswicklung.

Die dritte Wicklung ist für die Erzeugung hochfrequenter Schwingungen erforderlich. Wenn das Prinzip der selbsterzeugenden Stromversorgung interessant ist, ist es besser, die Bücher von Moin, Sinowjew und anderen Lehrbüchern über gepulste Stromversorgungen zu lesen.

Impulstransformatoren sind aufgrund ihrer Arbeit bei hohen Frequenzen viel kleiner als Netzwerktransformatoren und bestehen nicht aus Eisen, sondern aus Ferrit. Meistens fällt der Netzschalter aus.

Rufen Sie den Transistor an Multimeter im Diodentestmodusund Sie werden sofort feststellen, dass es kaputt geht oder bricht. Die verbleibenden Elemente sind die Umreifung dieses Knotens, die einzeln selten zusammenbricht, hauptsächlich nach dem Leistungstransistor. Sie sollten jedoch immer sicherstellen, dass die Nennwerte der Widerstände und Kondensatoren konsistent sind.

Die Dioden in der Umreifung des Transformators VD7 und VD5 wirken als Dämpfer, der die Schaltungen zum Zeitpunkt des Schaltens des Transistors vor Gegen-EMK-Bursts schützt. Sie sind auch ein ziemlich beschäftigter und verantwortungsbewusster Knoten.

4. Die Spannungsrückkopplungsschleife ist rot hervorgehoben basierend auf der einstellbaren Zenerdiode TL431 und ihre Analoga (beliebige Buchstaben in der Bezeichnung mit den Nummern "431").Zusätzliche Informationen zu TL431:Legendäre analoge Chips

Das Betriebssystem enthält einen Optokoppler U1, mit dessen Hilfe dem Ausgangsteil des Oszillators ein Ausgangssignal zugeführt und eine stabile Ausgangsspannung aufrechterhalten wird.Aufgrund des Bruchs der VD8-Diode kann im Ausgangsteil möglicherweise keine Spannung anliegen. Oft handelt es sich um eine zu ersetzende Schottky-Baugruppe. Der aufgeblähte C10-Elektrolytkondensator verursacht ebenfalls häufig Probleme.

Wie Sie sehen können, funktioniert alles mit einer viel geringeren Anzahl von Elementen, die Zuverlässigkeit ist angemessen ...

Teurer und Netzteile

Die Schaltkreise, die Sie unten sehen, befinden sich häufig in Netzteilen für LED-Streifen, DVD-Player, Radiorecorder und andere Geräte mit geringem Stromverbrauch (mehrere zehn Watt).

Machen Sie sich mit der Struktur eines Schaltnetzteils mit einem PWM-Controller vertraut, bevor Sie mit der Diskussion gängiger Schaltkreise fortfahren.

Der obere Teil der Schaltung ist für das Filtern, Gleichrichten und Glätten der Welligkeiten der Netzspannung 220 verantwortlich, im wesentlichen die gleichen wie beim vorherigen Typ und bei den nachfolgenden.

Das Interessanteste ist der PWM-Block, das Herzstück einer anständigen Stromversorgung. Ein PWM-Controller ist ein Gerät, das das Tastverhältnis der Impulse des Ausgangssignals basierend auf einer vom Benutzer festgelegten Einstellung oder einer Rückmeldung zu Strom oder Spannung steuert.PWM kann sowohl die Lastleistung mit einem Feldschlüssel (bipolar, IGBT) als auch mit einem halbleitergesteuerten Schlüssel als Teil eines Wandlers mit Transformator oder Induktor steuern.

Durch Ändern der Impulsbreite bei einer bestimmten Frequenz können Sie den tatsächlichen Wert der Spannung ändern und dabei die Amplitude beibehalten. Sie können sie in C- und LC-Schaltkreise integrieren, um Welligkeiten zu beseitigen. Diese Methode wird als Impulsbreitensimulation bezeichnet, dh Signalmodellierung aufgrund der Breite der Impulse (Arbeitszyklus / Arbeitszyklus) bei einer konstanten Frequenz.

Auf Englisch klingt es wie ein PWM-Controller oder ein Pulsweitenmodulations-Controller.

Die Abbildung zeigt eine bipolare PWM. Rechteckige Signale sind die Steuersignale an Transistoren von der Steuerung, die gepunktete Linie zeigt die Spannungsform in der Last dieser Schlüssel - die effektive Spannung.

Bessere Stromversorgungen mit niedriger Durchschnittsleistung werden häufig auf integrierten PWM-Controllern mit integriertem Netzschalter aufgebaut. Vorteile gegenüber dem automatischen Generierungsschema:

• Die Betriebsfrequenz des Umrichters hängt nicht von der Last oder der Versorgungsspannung ab.

• Bessere Stabilisierung der Ausgangsparameter;

• Möglichkeit einer einfacheren und zuverlässigeren Einstellung der Betriebsfrequenz in der Phase des Entwurfs und der Modernisierung des Geräts.

Nachfolgend finden Sie einige typische Stromversorgungsschemata (zum Vergrößern klicken Sie auf das Bild):

Hier ist der RM6203 in einem Fall sowohl eine Steuerung als auch ein Schlüssel.

Diese Schaltung verwendet externer Mosfet-Schlüssel.

Das Gleiche, aber auf einem anderen Chip.

Die Rückkopplung erfolgt über einen Widerstand, manchmal über Optokoppler, die an einen Eingang angeschlossen sind, der als Sense (Sensor) oder Feedback (Feedback) bezeichnet wird. Die Reparatur solcher Netzteile ist im Allgemeinen ähnlich. Wenn alle Elemente gewartet werden können und die Versorgungsspannung dem Mikrokreislauf (Vdd- oder Vcc-Zweig) zugeführt wird, ist die Angelegenheit höchstwahrscheinlich genauer kann mit einem Oszilloskop bestimmt werden Betrachten der Ausgangssignale (Drain, Gate-Bein).

Fast immer können Sie einen solchen Controller durch einen Analog mit ähnlicher Struktur ersetzen. Dazu müssen Sie das Datenblatt mit dem auf der Platine installierten und dem vorhandenen vergleichen und es verlöten, wobei Sie die Pinbelegung beachten müssen, wie auf den folgenden Fotos gezeigt.

Oder hier ist eine schematische Darstellung des Austauschs solcher Mikroschaltungen.

Leistungsstarke und teure Netzteile

Stromversorgungen für LED-Streifen sowie einige Stromversorgungen für Laptops werden über den PWM-Controller UC3842 ausgeführt.

Das Schema ist komplexer und zuverlässiger. Die Hauptleistungskomponente ist der Q2-Transistor und der Transformator. Während der Reparatur müssen die Filterelektrolytkondensatoren, der Leistungsschalter, die Schottky-Dioden in den Ausgangsschaltungen und die Ausgangs-LC-Filter sowie die Versorgungsspannung der Mikroschaltung überprüft werden, andernfalls sind die Diagnosemethoden ähnlich.

Eine detailliertere und genauere Diagnose ist jedoch nur mit einem Oszilloskop möglich. Andernfalls sollten Sie die Kurzschlüsse der Platine überprüfen, das Löten von Elementen und Brüche sind teurer. Das Ersetzen verdächtiger Knoten durch offensichtlich funktionierende kann hilfreich sein.

Fortgeschrittenere Modelle von Netzteilen für LED-Streifen werden auf dem fast legendären TL494-Chip (beliebige Buchstaben mit den Nummern "494") oder seinem analogen KA7500 hergestellt. Übrigens ist der Großteil der AT- und ATX-Computer-Netzteile auf diesen Controllern aufgebaut.

Hier ist eine typische Stromversorgungsschaltung dieses PWM-Controllers (klicken Sie auf die Schaltung):

Solche Netzteile sind sehr zuverlässig und stabil.

Kurzer Überprüfungsalgorithmus:

1. Wir speisen die Mikroschaltung gemäß der Pinbelegung von einer externen Stromquelle mit 12-15 Volt (12 Beine sind plus und minus 7 für 7 Beine).

2. An 14 Beinen sollte eine Spannung von 5 Volt auftreten, die stabil bleibt, wenn sich die Leistung ändert, wenn sie "schwimmt" - ein Ersatzchip.

3. Am 5. Ausgang sollte eine Sägezahnspannung anliegen, um zu "sehen", dass dies nur mit einem Oszilloskop möglich ist.Wenn es nicht vorhanden ist oder die Form verzerrt ist, prüfen wir, ob die Nennwerte der RC-Zeitschaltung mit den 5 und 6 Pins verbunden sind. Wenn nicht, zeigt das Diagramm R39 und C35, werden sie ersetzt. Wenn sich danach nichts geändert hat, ist die Mikroschaltung außer Betrieb.

4. An den Ausgängen 8 und 11 sollten Rechteckimpulse vorhanden sein, die jedoch möglicherweise nicht auf das spezifische Rückkopplungsimplementierungsschema zurückzuführen sind (Schlussfolgerungen 1-2 und 15-16). Wenn Sie 220 V ausschalten und anschließen, werden sie für einige Zeit dort angezeigt und das Gerät wird wieder verteidigt - dies ist ein Zeichen für eine funktionierende Mikroschaltung.

5. Sie können die PWM überprüfen, indem Sie die 4 und 7 Beine kurzschließen, die Breite der Impulse erhöht und 4 um 14 Beine kurzschließen - die Impulse verschwinden. Wenn Sie andere Ergebnisse erhalten, liegt das Problem in der MS.

Dies ist der prägnanteste Test dieses PWM-Controllers. Es gibt ein ganzes Buch zum Thema „Umschalten von Netzteilen für IBM PCs“ zum Reparieren von darauf basierenden Netzteilen..

Es ist zwar für Computer-Netzteile vorgesehen, aber es gibt viele nützliche Informationen für jeden Funkamateur.

Fazit

Die Schaltung der Stromversorgungen für LED-Streifen ähnelt allen Stromversorgungen mit ähnlichen Eigenschaften. Sie kann leicht repariert, modernisiert und natürlich in angemessenen Grenzen auf die erforderliche Spannung eingestellt werden.

Siehe auch auf unserer Website:

Schematische Darstellungen von Netzteilen für tragbare elektronische Geräte

Was ist ein Schaltnetzteil und wie unterscheidet es sich von einem herkömmlichen Analog?

Tipps zum Reparieren von Schaltnetzteilen

Videoaufzeichnung des Reparaturprozesses verschiedener Haushaltsgeräte