Circuitul surselor de alimentare pentru benzi cu LED și nu numai

LED-urile înlocuiesc aceste tipuri de surse de lumină, cum ar fi lămpile fluorescente și lămpile incandescente. Aproape fiecare casă are deja lămpi cu LED, consumă mult mai puțin decât doi dintre predecesorii lor (de până la 10 ori mai puțin decât lămpile cu incandescență și de 2 până la 5 ori mai mici decât CFL-urile sau lămpile fluorescente cu economii de energie). În situațiile în care aveți nevoie de o sursă de lumină lungă sau trebuie să organizați iluminarea unei forme complexe în desfășurare bandă led.

Banda LED este ideală pentru o serie de situații, principalul său avantaj față de LED-urile individuale și tablourile LED sunt sursele de alimentare. Acestea sunt mai ușor de găsit la vânzare în aproape orice magazin de bunuri electrice, spre deosebire de driverele pentru LED-uri de mare putere, în plus, selecția unei surse de alimentare se realizează numai prin consum de energie, deoarece marea majoritate a benzilor LED au o tensiune de alimentare de 12 volți.

În timp ce pentru LED-uri și module de mare putere, atunci când alegeți o sursă de alimentare, este necesar să căutați o sursă de curent cu puterea necesară și curentul nominal, adică. ia în considerare 2 parametri, ceea ce complică selecția.

Acest articol discută schemele tipice de surse de alimentare și componentele acestora, precum și sfaturi pentru repararea lor pentru hams începători și electricieni.

Tipuri și cerințe pentru surse de alimentare pentru benzi LED și lămpi cu LED de 12V

Principala cerință pentru o sursă de alimentare atât pentru LED-uri, cât și pentru benzi cu LED-uri este stabilizarea tensiunii / curentului de înaltă calitate, indiferent de creșterea tensiunii de rețea, precum și ondularea scăzută a puterii.

În funcție de tipul de execuție, sursele de alimentare pentru produsele LED se disting:

• Sigilate. Acestea sunt mai dificil de reparat, carcasa nu este întotdeauna amenajabilă pentru o dezasamblare precisă, iar în interiorul acesteia poate fi umplut chiar cu sigilant sau compus.

• Impermeabilitate pentru uz interior. Mai bine să repar, pentru că placa este îndepărtată după deșurubarea mai multor șuruburi.

După tipul de răcire:

• Aerian pasiv. Alimentarea cu energie electrică este răcită prin convecția naturală a aerului prin perforarea carcasei sale. Dezavantajul este incapacitatea de a obține o putere mare, menținând totodată dimensiuni generale;

• Aer activ. Sursa de alimentare este răcită folosind un cooler (un ventilator mic, instalat pe unitățile sistemului PC). Acest tip de răcire vă permite să obțineți mai multă putere la aceeași dimensiune cu o sursă de alimentare pasivă.

Scheme de alimentare pentru benzi cu LED

Trebuie înțeles că în electronică nu există o „sursă de alimentare pentru o bandă LED”, în principiu, orice sursă de alimentare cu o tensiune și un curent adecvate mai mari decât cele consumate de dispozitiv se va potrivi oricărui dispozitiv. Aceasta înseamnă că informațiile descrise mai jos se aplică aproape oricărei surse de alimentare.

Cu toate acestea, în viața de zi cu zi este mai ușor să vorbim despre sursa de alimentare pentru utilizarea prevăzută pentru un anumit dispozitiv.

Structura generală a unei surse de comutare

În ultimele decenii, s-au folosit surse de alimentare cu impulsuri (UPS) pentru alimentarea benzilor cu LED-uri și a altor echipamente. Ele diferă de cele transformatoare, prin faptul că nu funcționează la frecvența tensiunii de alimentare (50 Hz), ci la frecvențe mari (zeci și sute de kilohertz).

Prin urmare, pentru funcționarea sa, este nevoie de un generator de înaltă frecvență, în mod ieftin și proiectat pentru alimentarea cu curent mic (unități de amperi), se găsește adesea un circuit auto-generator, acesta fiind utilizat în:

• Transformatoare electronice;

• balasturi electronice pentru lămpi fluorescente;

• Încărcătoare de telefon mobil;

• UPS-uri ieftine pentru benzi cu LED (10-20 W) și alte dispozitive.

O diagramă a unei astfel de surse de alimentare poate fi văzută în figură (faceți clic pe imagine pentru a mări):

Structura sa este următoarea:

1. Evidențiat în albastru pod de diodăstând la intrarea unității de alimentare, rectifică tensiunea alternativă de intrare, pentru a alimenta următoarele noduri cu o tensiune constantă de 220 * 1,41 = 310 V. În cazul unei defecțiuni, verificați prezența și magnitudinea tensiunii Înainte de punte și DUPĂ, dacă este absent, va trebui să înlocuiți diodele sau podul dacă este asamblat într-o clădire de hotel.

Nu este indicat în diagramă, dar pe linia de 220 V poate fi prezentă o siguranță sau o rezistență scăzută, verificați integritatea acesteia înainte de a începe reparațiile.

2. Un filtru de ondulare este înconjurat în maro, elementul principal este C4 - condensator electrolitic. Capacitatea sa depinde de cât a economisit producătorul, de obicei până la 220 de microfaradi la 400 volți. L1 - ondularea filtrului și interferența electromagnetică care apar în timpul funcționării unei surse de comutare. În majoritatea surselor de alimentare ieftine, acesta lipsește.

O problemă comună de filtrare - uscarea, explozia sau balonarea unui condensator electrolitic conduce la o funcționare de proastă calitate a întregii surse de comutare în ansamblul său sau a funcționării sale complete. Îl puteți înlocui cu aceeași și mai mare capacitate, dar adecvat ca mărime.

3. Tranzistorul de putere VT1 este evidențiat în verde, în acest caz un tranzistor cu efect de câmp, dar poate fi și bipolar. T1 - transformator de impulsuri cu trei înfășurări: primar, secundar și de bază.

A treia înfășurare este necesară pentru generarea oscilațiilor de înaltă frecvență - dacă principiul sursei de alimentare cu auto-generare este interesant, este mai bine să citiți cărțile din Moin, Zinoviev și alte manuale despre surse de alimentare cu impulsuri.

Transformatoarele cu impulsuri au dimensiuni mult mai mici decât transformatoarele de rețea, din nou datorită lucrului la frecvențe mari și sunt fabricate nu din fier, ci din ferită. Cel mai adesea, întrerupătorul de alimentare nu reușește.

Sună tranzistorul multimetru în modul de testare a diodeiși veți descoperi imediat defalcarea sau ruperea acesteia. Celelalte elemente sunt înfășurarea acestui nod, în mod individual, rareori se descompun, în principal după tranzistorul de putere. Totuși, trebuie să vă asigurați întotdeauna că valorile nominale ale rezistențelor și condensatoarelor sunt consecvente.

Diodele din strapping-ul transformatorului VD7 și VD5 acționează ca un snubber care protejează circuitele împotriva exploziilor de contra-EMF, în momentele comutării tranzistorului. De asemenea, sunt un nod ocupat și responsabil.

4. Bucla de feedback a tensiunii este evidențiată în roșu bazat pe dioda zener reglabilă TL431 și analogii lor (orice litere din denumirea cu numerele "431").Informații suplimentare despre TL431:Chipsuri legendare analogice

Sistemul de operare include un optocuplare U1, cu ajutorul său, un semnal de ieșire este furnizat părții de alimentare a oscilatorului și este menținută o tensiune de ieșire stabilă.Este posibil să nu existe tensiune în partea de ieșire din cauza ruperii diodei VD8, adesea acesta este un ansamblu Schottky, care trebuie înlocuit. Condensatorul electrolitic balonat C10, de asemenea, cauzează adesea probleme.

După cum puteți vedea, totul funcționează cu un număr mult mai mic de elemente, fiabilitatea este potrivită ...

Mai scumpe și surse de alimentare

Circuitele pe care le veți vedea mai jos se găsesc adesea în surse de alimentare pentru benzi cu LED-uri, DVD playere, magnetofoane și alte dispozitive cu putere redusă (zeci de wați).

Înainte de a discuta despre circuitele populare, faceți cunoștință cu structura unei surse de alimentare cu comutator PWM.

Partea superioară a circuitului este responsabilă de filtrarea, rectificarea și netezirea ondulărilor tensiunii de rețea 220, în esență la fel ca în tipul anterior și în cele ulterioare.

Cel mai interesant este blocul PWM, inima oricărei surse de alimentare decente. Un controler PWM este un dispozitiv care controlează ciclul de serviciu al impulsurilor semnalului de ieșire pe baza unei setări definite de utilizator sau a feedback-ului la curent sau tensiune.PWM poate controla atât puterea de încărcare folosind o cheie de câmp (bipolară, IGBT), cât și o cheie controlată cu semiconductor ca parte a unui convertor cu un transformator sau inductor.

Modificând lățimea impulsurilor la o frecvență dată - schimbați valoarea reală a tensiunii, păstrând totodată amplitudinea, o puteți integra cu circuitele C și LC pentru a elimina ondularea. Această metodă se numește Pulse Width Simulation, adică modelarea semnalului datorită lățimii impulsurilor (ciclu de serviciu / ciclu de serviciu) la o frecvență constantă.

În limba engleză, sună ca un controler PWM, sau un control al modulării pulsului-lățime.

Figura arată un PWM bipolar. Semnalele dreptunghiulare sunt semnalele de control pe tranzistoarele de la controler, linia punctată arată forma de tensiune în sarcina acestor taste - tensiunea efectivă.

Surse de alimentare mai bune de putere medie scăzută sunt adesea construite pe controlere PWM integrate cu un comutator de alimentare încorporat. Avantaje asupra schemei de generare automată:

• Frecvența de funcționare a convertorului nu depinde de sarcină sau de tensiunea de alimentare;

• Stabilizarea mai bună a parametrilor de ieșire;

• Posibilitatea unei reglări mai simple și mai fiabile a frecvenței de operare în faza de proiectare și modernizare.

Mai jos vor fi câteva circuite tipice de alimentare (faceți clic pe imagine pentru a mări):

Aici, RM6203 este atât un controler, cât și o cheie într-un singur caz.

Acest circuit folosește cheie mosfet externă.

Același lucru, dar pe un cip diferit.

Feedback-ul se realizează cu ajutorul unui rezistor, uneori optocupleare conectate la o intrare numită Sense (senzor) sau Feedback (feedback). Repararea unor astfel de surse de alimentare este în general similară. Dacă toate elementele sunt funcționale, iar tensiunea de alimentare este furnizată microcircuitului (piciorul Vdd sau Vcc), atunci materia este cel mai probabil în ea, mai precis poate fi determinată folosind un osciloscop privind la semnalele de ieșire (golire, picior de poartă).

Aproape întotdeauna, puteți înlocui un astfel de controler cu orice analog cu o structură similară, pentru aceasta trebuie să comparați fișa tehnică cu cea care este instalată pe placă și cu cea pe care o aveți în ea și să o lipați, respectând fixarea, așa cum se arată în fotografiile următoare.

Sau aici este o reprezentare schematică a înlocuirii unor astfel de microcircuite.

Surse de alimentare puternice și scumpe

Sursele de alimentare pentru benzile cu LED-uri, precum și unele surse de alimentare pentru laptopuri sunt efectuate pe controlerul PWM UC3842.

Schema este mai complexă și mai fiabilă. Componenta principală de putere este tranzistorul și transformatorul Q2. În timpul reparației, este necesar să verificați condensatoarele electrolitice de filtrare, întrerupătorul de putere, diodele Schottky din circuitele de ieșire și filtrele LC de ieșire, tensiunea de alimentare a microcircuitului, altfel metodele de diagnostic sunt similare.

Cu toate acestea, un diagnostic mai detaliat și precis este posibil doar cu utilizarea unui osciloscop, în caz contrar - verificați scurtcircuitele plăcii, lipirea elementelor și pauzele sunt mai scumpe. Înlocuirea nodurilor suspecte cu cele care funcționează în mod evident poate ajuta.

Modele mai avansate de surse de alimentare pentru benzi cu LED-uri sunt realizate pe aproape legendarul cip TL494 (orice litere cu numerele "494") sau analogul său KA7500. Apropo, majoritatea surselor de alimentare pentru computer AT și ATX sunt construite pe aceste controlere.

Iată un circuit de alimentare cu energie tipic pe acest controler PWM (faceți clic pe circuit):

Astfel de surse de alimentare sunt foarte fiabile și stabile.

Scurt algoritm de verificare:

1. Alimentăm microcircuitul în conformitate cu pinout-ul dintr-o sursă externă de putere de 12-15 volți (12 picioare sunt plus, iar minus 7 pentru 7 picioare).

2. Pe 14 picioare ar trebui să apară o tensiune de 5 volți, care va rămâne stabilă atunci când puterea se schimbă, dacă „plutește” - un cip de înlocuire.

3. La a 5-a ieșire ar trebui să existe o tensiune din ferăstrău, o puteți „vedea” doar cu ajutorul unui osciloscop.Dacă nu este acolo sau forma este denaturată, verificăm dacă valorile nominale ale circuitului de cronometrare RC sunt conectate la 5 și 6 pini, dacă nu, diagrama arată R39 și C35, pentru a le înlocui, dacă nu s-a schimbat nimic după aceasta, microcircuitul a eșuat.

4. La ieșirile 8 și 11 ar trebui să existe impulsuri dreptunghiulare, dar acestea nu se pot datora schemei de implementare a feedback-ului specific (concluziile 1-2 și 15-16). Dacă opriți și conectați 220 V, de ceva timp vor apărea acolo și unitatea va intra din nou în apărare - acesta este un semn al unui microcircuit de lucru.

5. Puteți verifica PWM scurtând cele 4 și 7 picioare, lățimea impulsurilor va crește, iar scurtarea 4 cu 14 picioare - impulsurile vor dispărea. Dacă obțineți alte rezultate - problema este în SM.

Acesta este cel mai concis test al acestui controler PWM Există o carte întreagă despre „Comutarea surselor de alimentare pentru PC-ul IBM” despre repararea surselor de alimentare bazate pe acestea..

Deși este dedicat surselor de alimentare cu computer, există o mulțime de informații utile pentru orice operator radio amator.

concluzie

Circuitul surselor de alimentare pentru benzi cu LED-uri este similar cu orice surse de alimentare cu caracteristici similare, poate fi ușor reparat, modernizat și ajustat la tensiunea necesară, desigur, în limite rezonabile.

Vedeți și pe site-ul nostru:

Diagrame schematice ale surselor de alimentare cu dispozitive electronice portabile

Ce este o sursă de comutare și cum diferă de un analog convențional

Sfaturi pentru repararea surselor de alimentare comutatoare

Înregistrare video a procesului de reparație a diferitelor aparate electrocasnice