1. Як зробити драйвер для світлодіодів
2. Необхідні матеріали та інструменти
3. Схема простого драйвера для світлодіода 1 Вт
4. Схема потужного драйвера з входом ШІМ
5. Функції драйвера
6. Принцип дії
7. Збирання та налагодження драйвера
8. висновок

Для застосування світлодіодів в якості джерел освітлення звичайно потрібен спеціалізований драйвер. Але буває так, що потрібного драйвера під рукою немає, а потрібно організувати підсвічування, наприклад, в автомобілі, або протестувати світлодіод на яскравість світіння. В цьому випадку можна зробити драйвер для світлодіодів своїми руками.

Як зробити драйвер для світлодіодів

У наведених нижче схемах використовуються найпоширеніші елементи, які можна придбати в будь-якому радіомагазині. При складанні не потрібне спеціальне обладнання, - всі необхідні інструменти знаходяться в широкому доступі. Незважаючи на це, при акуратному підході пристрої працюють досить довго і не сильно поступаються комерційним зразкам.

Необхідні матеріали та інструменти

Для того, щоб зібрати саморобний драйвер, будуть потрібні:

• Паяльник потужністю 25-40 Вт. Можна використовувати і більшої потужності, але при цьому зростає небезпека перегріву елементів і виходу їх з ладу. Найкраще використовувати паяльник з керамічним нагрівачем і необгораемим жалом, тому що звичайне мідне жало досить швидко окислюється, і його доводиться чистити.
• Флюс для пайки (каніфоль, гліцерин, ФКЕТ, і т.д.). Бажано використовувати саме нейтральний флюс, - на відміну від активних флюсів (ортофосфорна і соляна кислоти, хлористий цинк і ін.), Він з часом не окисляє контакти і менш токсичний. Незалежно від використовуваного флюсу після складання пристрою його краще відмити за допомогою спирту. Для активних флюсів ця процедура є обов'язковою, для нейтральних - в меншій мірі.
• Припій. Найбільш поширеним є легкоплавкий олов'яний-свинцевий припій ПОС-61. Безсвинцеві припої менш шкідливі при вдиханні парів під час пайки, але мають більш високою температурою плавлення при меншій плинності і схильністю до деградації шва з часом.
• Невеликі плоскогубці для згинання висновків.
• Кусачки або бокорізи для обкушування довгих кінців висновків і проводів.
• Монтажні дроти в ізоляції. Найкраще підійдуть багатожильні мідні дроти перетином від 0.35 до 1 мм 2.
• Мультиметр для контролю напруги в вузлових точках.
• Ізолента або термозбіжна трубка.
• Невелика макетна плата з склотекстоліти. Досить буде плати розмірами 60х40 мм.

Макетна плата з текстоліту для швидкого монтажу

Схема простого драйвера для світлодіода 1 Вт

Одна з найпростіших схем для харчування потужного світлодіода представлена ​​на малюнку нижче:

Як видно, крім світлодіода в неї входять всього 4 елементи: 2 транзистора і 2 резистора.

У ролі регулятора струму, що проходить через led, тут виступає потужний польовий n-канальний транзистор VT2. Резистор R2 визначає максимальний струм, що проходить через світлодіод, а також працює в якості датчика струму для транзистора VT1 в колі зворотного зв'язку.

Чим більший струм проходить через VT2, тим більша напруга падає на R2, відповідно VT1 відкривається і знижує напругу на затворі VT2, тим самим зменшуючи струм світлодіода. Таким чином досягається стабілізація вихідного струму.

Харчування схеми здійснюється від джерела постійної напруги 9 - 12 В, струм не менше 500 мА. Вхідна напруга має бути мінімум на 1-2 В більше падіння напруги на світлодіоді.

Резистор R2 повинен розсіювати потужність 1-2 Вт, в залежності від необхідного струму і напруги живлення. Транзистор VT2 - n-канальний, розрахований на струм не менше 500 мА: IRF530, IRFZ48, IRFZ44N. VT1 - будь-який малопотужний біполярний npn: 2N3904, 2N5088, 2N2222, BC547 і т.д. R1 - потужністю 0.125 - 0.25 Вт опором 100 кОм.

Зважаючи на малу кількість елементів, збірку можна виробляти навісним монтажем:

Ще одна проста схема драйвера на основі лінійного керованого стабілізатора напруги LM317:

Тут вхідна напруга може бути до 35 В. Опір резистора можна розрахувати за формулою:

R = 1,2 / I

де I - сила струму в амперах.

У цій схемі на LM317 буде розсіюватися значна потужність при великій різниці між годує напругою і падінням на світлодіоді. Тому її доведеться розмістити на невеликому радіаторі . Резистор також повинен бути розрахований на потужність не менше 2 Вт.

Більш наочно ця схема розглянута в наступному відео:

Тут показано, як підключити потужний світлодіод, використовуючи акумулятори напругою близько 8 В. При падінні напруги на LED близько 6 У різниця виходить невелика, і мікросхема нагрівається несильно, тому можна обійтися і без радіатора.

Зверніть увагу, що при великій різниці між напругою живлення і падінням на LED необхідно ставити мікросхему на тепловідвід.

Схема потужного драйвера з входом ШІМ

Нижче показана схема для живлення потужних світлодіодів:

Драйвер побудований на здвоєному компараторе LM393. Сама схема являє собою buck-converter, тобто імпульсний понижуючий перетворювач напруги.

Функції драйвера

• Напруга живлення: 5 - 24 В, постійне;
• Вихідний струм: до 1 А, регульований;
• Вихідна потужність: до 18 Вт;
• Захист від КЗ по виходу;
• Можливість управління яскравістю за допомогою зовнішнього ШІМ сигналу (цікаво буде почитати, як регулювати яскравість світлодіодним стрічки через диммер ).

Принцип дії

Резистор R1 з діодом D1 утворюють джерело опорного напруги близько 0.7 В, яке додатково регулюється змінним резистором VR1. Резистори R10 і R11 служать датчиками струму для компаратора. Як тільки напруга на них перевищить опорне, компаратор закриється, закриваючи таким чином пару транзисторів Q1 і Q2, а ті, в свою чергу, закриють транзистор Q3. Однак індуктор L1 в цей момент прагне відновити проходження струму, тому струм буде протікати до тих пір, поки напруга на R10 і R11 не стане менше опорного, і компаратор знову не відчинить транзистор Q3.

Пара Q1 і Q2 виступає в якості буфера між виходом компаратора і затвором Q3. Це захищає схему від помилкових спрацьовувань через наведень на затворі Q3, і стабілізує її роботу.

Друга частина компаратора (IC1 2/2) використовується для додаткового регулювання яскравості за допомогою ШІМ. Для цього керуючий сигнал подається на вхід PWM: при подачі логічних рівнів ТТЛ (+5 і 0 В) схема буде відкривати і закривати Q3. Максимальна частота сигналу на вході PWM - близько 2 КГц. Також цей вхід можна використовувати для включення і відключення пристрою за допомогою пульта дистанційного керування.

D3 являє собою діод Шотткі, розрахований на струм до 1 А. Якщо не вдасться знайти саме діод Шотткі, можна використовувати імпульсний діод, наприклад FR107, але вихідна потужність тоді дещо знизиться.

Максимальний струм на виході налаштовується підбором R2 і включенням або виключенням R11. Так можна отримати наступні значення:

• 350 мА (LED потужністю 1 Вт): R2 = 10K, R11 відключений,
• 700 мА (3 Вт): R2 = 10K, R11 підключений, номінал 1 Ом,
• 1А (5Вт): R2 = 2,7K, R11 підключений, номінал 1 Ом.

У більш вузьких межах регулювання проводиться змінним резистором і ШІМ - сигналом.

Збирання та налагодження драйвера

Монтаж компонентів драйвера проводиться на макетної платі. Спочатку встановлюється мікросхема LM393, потім найменші компоненти: конденсатори, резистори, діоди. Потім ставляться транзистори, і в останню чергу змінний резистор.

Розміщувати елементи на платі краще таким чином, щоб мінімізувати відстань між сполучаються висновками і використовувати якомога менше проводів в якості перемичок.

При з'єднанні важливо дотримуватись полярності підключення діодів і терморегулятори транзисторів, яку можна знайти в технічному описі на ці компоненти. Також діоди можна перевірити за допомогою мультиметра в режимі вимірювання опору: в прямому напрямку прилад покаже значення порядку 500-600 Ом.

Для живлення схеми можна використовувати зовнішнє джерело постійної напруги 5-24 В або акумулятори. У батарейок 6F22 ( «крона») та інших надто маленька ємність, тому їх застосування недоцільно при використанні потужних LED.

Після складання потрібно підлаштувати вихідний струм. Для цього на вихід припаиваются світлодіоди, а движок VR1 встановлюється в крайнє нижнє за схемою становище (перевіряється мультиметром в режимі «прозвонки»). Далі на вхід подаємо напругу живлення, і обертанням ручки VR1 добиваємося необхідної яскравості світіння.

Список елементів:

висновок

Перші дві з розглянутих схем дуже прості у виготовленні, але вони не забезпечують захисту від короткого замикання і мають досить низьким ККД. Для довготривалого використання рекомендується третя схема на LM393, оскільки вона позбавлена ​​цих недоліків і має ширші можливості по регулюванню вихідної потужності.