ЛЕД контрола светлине

У неким случајевима, на пример, у лампама или кућним расветним телима, потребно је подесити осветљење сјаја. Чини се да је лакше: само промијените струју кроз ЛЕД, повећавајући или смањујући отпорник на ограничавање отпора. Али у овом случају, значајан део енергије биће потрошен на гранични отпорник, што је потпуно неприхватљиво с аутономним напајањем из акумулатора или акумулатора.

Поред тога, боја ЛЕД ће се променити: на пример, бела када је струја нижа од називне (за већину ЛЕД 20мА) имаће благо зеленкасту нијансу. Таква промена боје у неким случајевима је потпуно бескорисна. Замислите да ове ЛЕД лампице осветљавају екран телевизора или монитора рачунара.

Принцип рада ПВМ - регулација

У тим случајевима пријавите се ПВМ - регулација (ширина пулса). Значење је у томе ЛЕД периодично се пали и гаси. Истовремено, струја остаје номинална током читавог времена бљеска, па спектар сјаја није изобличен. Ако је ЛЕД бели, зелене нијансе се неће појавити.

Поред тога, овом методом контроле снаге губици енергије су минимални, ефикасност кола са ПВМ управљањем је врло висока и достиже више од 90 процената.

Принцип регулације ПВМ-а је прилично једноставан, а приказан је на слици 1. Различит однос времена упаљеног и угашеног стања у оку се доживљава као различита светлина: као у филму - одвојено приказани наизменично кадрови се перципирају као покретна слика. Све зависи од учесталости пројекције, о чему ће бити речи касније.

Слика 1. Принцип регулације ПВМ-а

На слици су приказани дијаграм сигнала на излазу управљачког уређаја ПВМ (или главног осцилатора). Нула и један су означени са логички нивои: логичка јединица (високи ниво) узрокује да свијетли ЛЕД, а логичка нула (низак ниво), истина.

Иако све може бити обрнуто, будући да све зависи од круга излазног тастера, ЛЕД се може укључити и искључити, само високо. У овом случају, физички логичка јединица ће имати низак ниво напона, а логичка нула ће бити висока.

Другим речима, логичка јединица изазива укључивање неког догађаја или процеса (у нашем случају ЛЕД осветљење), а логичка нула треба да онемогући овај процес. Односно, није увек висок ниво на излазу дигиталног микро круга ЛОГИЦ јединица, све зависи од тога како је изграђен одређени склоп. Ово је за информацију. Али за сада претпостављамо да кључ контролише висок ниво, а напросто не може бити другачије.

Фреквенција и ширина контролних импулса

Треба напоменути да период (или фреквенција) понављања пулса остаје непромењен. Али, генерално, фреквенција импулса не утиче на осветљеност сјаја, стога не постоје посебни захтеви за стабилност фреквенције. Само трајање (ВИДТХ), у овом случају, позитивне импулсе се мења, због чега делује цео механизам модулације ширине импулса.

Трајање контролних импулса на слици 1 изражено је у %%. То је такозвани "фактор испуњавања" или, у енглеској терминологији, ДУТИ ЦИЦЛЕ. Изражава се као однос трајања контролног импулса према периоду понављања импулса.

У руској се терминологији обично користи „Радни циклус“ - однос периода према временском импулсуа. Дакле, ако је фактор пуњења 50%, тада ће радни циклус бити 2.Овде нема суштинске разлике, стога можете користити било коју од ових вредности, коме је то погодније и разумљивије.

Овде би се, наравно, могле дати формуле за израчунавање радног циклуса и ЦИКЛУСА ДУТИЈЕ, али да не би компликовали презентацију, урадићемо без формула. У екстремним случајевима, Охмов закон. Ништа се не може учинити: "Не знате Охмов закон, останите код куће!" Ако су некога заинтересиране за ове формуле, онда их увијек може пронаћи на Интернету.

ПВМ фреквенција за затамњење

Као што је већ поменуто, посебни захтеви нису постављени за стабилност ПВМ пулсне фреквенције: добро, она „лебди“ мало, и ок. Узгред, таква фреквентна нестабилност је прилично велика, имају ПВМ контролери заснована на интегрисаном тајмеру НЕ555што не омета њихову употребу у многим дизајновима. У овом је случају важно само да та фреквенција не падне испод одређене вриједности.

Која би требала бити фреквенција и колико нестабилна може бити? Не заборавите да говоримо о диммерима. У филмској технологији постоји термин "критична фреквенција треперења". Ово је фреквенција којом се поједине слике приказане једна за другом доживљавају као покретна слика. За људско око ова фреквенција је 48Хз.

Из тог разлога је фреквенција снимања филма била 24 кадра / сек (телевизијски стандард 25 кадрова / сек). Да би повећали ову фреквенцију на критичну, филмски пројектори користе двокрилни засун (затварач) који се двапут преклапа на сваком приказаном кадру.

У аматерским уско-филмским пројекторима од 8 мм фреквенција пројекције је била 16 сличица / сек, тако да је затварач имао чак три ножа. Исте сврхе на телевизији служи и чињеница да се слика приказује у половним кадровима: прво непарне, а затим непарне линије слике. Резултат је треперење фреквенције 50Хз.

Рад ЛЕД у режиму ПВМ је одвојени блиц подесивог трајања. Да би ови бљескови били опажени оком као непрекидни сјај, њихова фреквенција не сме бити мања од критичне. Колико год желите, али ни на који начин ниже. Овај фактор треба узети у обзир при креирању ПВМ - регулатори за чвора.

Успут, само као занимљива чињеница: научници су некако утврдили да је критична фреквенција за пчелиње оке 800Хз. Због тога пчела филм на екрану види као низ појединачних слика. Да би она видела покретну слику, фреквенцију пројекције треба повећати на осам стотина пола кадра у секунди!

Функционални дијаграм ПВМ контролера

За контролу стварног ЛЕД користи се транзисторска кључна фаза. У последње време најчешће се користи у ту сврху транзистори мосфет, што вам омогућава да смањите значајну снагу (употреба конвенционалних биполарних транзистора у ове сврхе сматра се једноставно непристојним).

Таква потреба (моћан МОСФЕТ транзистор) настаје код великог броја ЛЕД диода, на пример, са користећи ЛЕД тракуо чему ће бити речи касније. Ако је снага мала - када користите једну - две ЛЕД, можете да користите тастере са ниском потрошњом енергије биполарни транзистории, ако је могуће, спојите ЛЕД директно на излазе микрорачунала.

Слика 2 приказује функционални дијаграм ПВМ контролера. Као контролни елемент, отпорник Р2 је уобичајено приказан на дијаграму. Закретањем ручке могуће је променити радни циклус контролних импулса у траженим границама, а самим тим и светлину ЛЕД-ова.

Слика 2. Дијаграм функционалности ПВМ контролера

На слици су приказана три ланца серијски повезаних ЛЕД-ова са ограничавајућим отпорницима. Отприлике иста веза се користи у ЛЕД тракама. Што је трака дуже, више ЛЕД диода, већа је потрошња струје.

У тим је случајевима то снажно регулатора на транзисторима МОСФЕТчија је дозвољена одводна струја требала бити мало већа од струје коју троши трака. Последњи захтев је испуњен прилично лако: на пример, ИРЛ2505 транзистор има струју одвода од око 100А, напон одвода од 55 В, док су његова величина и цена довољно атрактивни за употребу у разним изведбама.

ПВМ главни осцилатори

Микроконтролер (најчешће у индустријским условима) или склоп направљен на микровезама малог степена интеграције, може се користити као главни ПВМ осцилатор. Ако код куће треба направити малу количину ПВМ регулатора, али нема искуства у стварању уређаја микроконтролера, онда је боље направити регулатор на ономе што је сада при руци.

Ово може бити логички чип серије К561, интегрисани тајмер НЕ555као и специјализовани микрочипови намењени за пребацивање напајања. У овој улози можете чак и да се потрудите оперативно појачалосклопио је подесив генератор на њему, али то је, можда, "из љубави према уметности". Стога ће се у наставку разматрати само два круга: најчешће на 555 тајмеру и на УЦ3843 УПС контролеру.

Шема главног осцилатора на тајмеру 555

Слика 3. Схема главног осцилатора

Овај круг је правилан квадратно-таласни генератор чију фреквенцију поставља кондензатор Ц1. Кондензатор се пуни путем круга "Излаз - Р2 - РП1-Ц1 - заједничка жица". У овом случају, излаз мора имати напон високог нивоа, што је еквивалентно чињеници да је излаз повезан на плус пол извора напајања.

Кондензатор се празни кроз круг "Ц1 - ВД2 - Р2 - излаз - заједничка жица" у тренутку када је излаз ниског напона, излаз је повезан на заједничку жицу. Ова разлика у путањама наелектрисања - пражњењу кондензатора за подешавање времена - пружа импулсе подесиве ширине.

Треба напоменути да диоде, чак и исте врсте, имају различите параметре. У овом случају, њихов електрични капацитет игра улогу, која се мења под утицајем напона на диодама. Због тога се, заједно са променом радног циклуса излазног сигнала, мења и његова фреквенција.

Главна ствар је да она не постане мања од критичне фреквенције, што је споменуто мало изнад. У супротном, уместо равномерног сјаја различите светлине, видјет ће се појединачни бљескови.

Отприлике (опет, криве су диоде), фреквенција генератора се може одредити ниже приказаном формулом.

Фреквенција ПВМ генератора на тајмеру 555.

Ако заменимо капацитет кондензатора у формули фарадама и отпор у Охма, онда би резултат требао бити у Хз Хз: од СИ система не можете нигде доћи! Подразумева се да се мотор са променљивим отпорником РП1 налази у средњем положају (у формули РП1 / 2), што одговара излазном сигналу облика меандра. На слици 2, то је управо онај део у коме је назначено трајање импулса од 50%, што је еквивалентно сигналу са радним циклусом 2.

ПВМ мастер осцилатор на УЦ3843 чипу

Његов склоп је приказан на слици 4.

Слика 4. Шема ПВМ главног осцилатора на УЦ3843 чипу

УЦ3843 чип је ПВМ контролер за пребацивање напајања и користи се, на пример, у рачунарским изворима АТКС формата. У овом случају се типична шема његовог укључивања мало мења у правцу поједностављења. Да би се контролисала ширина излазног импулса, на улаз у круг се примењује регулациони напон позитивне поларности, а затим се на излазу добија ПВМ сигнал који је модулисан пулсном ширином.

У најједноставнијем случају, регулаторни напон се може применити помоћу променљивог отпорника са отпором 22 ... 100К. Ако је потребно, контролни напон се може добити, на пример, од аналогног сензора светлости направљеног на фоторесистору: што је тамнији прозор, светлија је соба.

Регулаторни напон утиче на излаз ПВМ-а, тако да када се смањи, ширина излазног импулса расте, што уопће није изненађујуће.Напокон, почетна сврха УЦ3843 чипа је стабилизација напона напајања: ако излазни напон падне, а с њим и регулациони напон, тада морате предузети мере (повећати ширину излазног импулса) да бисте мало повећали излазни напон.

Регулаторни напон у изворима за напајање настаје по правилу помоћу зенер диода. Најчешће је тако ТЛ431 или слично.

С вриједностима дијелова наведених на дијаграму, фреквенција генератора је око 1 КХз, а за разлику од генератора на 555 тајмеру, он не "плута" када се промијени радни циклус излазног сигнала - забринутост због константности фреквенције укључивања напајања.

Да бисте регулисали значајну снагу, на пример, ЛЕД траку, кључни степен на МОСФЕТ транзистору треба да буде повезан на излаз, као што је приказано на слици 2.

Могло би се разговарати више о ПВМ регулаторима, али за сада се мало зауставимо на томе, а у наредном ћемо чланку размотрити различите начине повезивања ЛЕД-ова. Уосталом, нису све методе подједнако добре, постоје и оне које треба избегавати, а управо је довољно грешака при повезивању ЛЕД-ова.

Наставак чланка:Добри и лоши обрасци ожичења ЛЕД-а

Борис Аладисхкин