Il post spiega 2 semplici circuiti di controller di corrente universali che possono essere utilizzati per far funzionare in sicurezza qualsiasi LED ad alta potenza desiderato.
Il circuito limitatore di corrente LED universale ad alto watt spiegato qui può essere integrato con qualsiasi fonte di alimentazione CC grezza per ottenere un'eccezionale protezione da sovracorrente per i LED ad alto watt collegati.
Perché la limitazione della corrente è fondamentale per i LED
Sappiamo che i LED sono dispositivi altamente efficienti che sono in grado di produrre luci abbaglianti a consumi relativamente inferiori, tuttavia questi dispositivi sono altamente vulnerabili soprattutto al calore e alla corrente che sono parametri complementari e influenzano le prestazioni dei LED.
Soprattutto con LED ad alto watt che tendono a generare un calore considerevole, i parametri di cui sopra diventano problemi cruciali.
Se un LED viene pilotato con una corrente maggiore tenderà a surriscaldarsi oltre la tolleranza e ad essere distrutto, mentre viceversa se la dissipazione del calore non è controllata il LED inizierà ad assorbire più corrente fino a quando non viene distrutto.
In questo blog abbiamo studiato alcuni circuiti integrati versatili come LM317, LM338, LM196 ecc. A cui sono attribuite molte eccezionali capacità di regolazione della potenza.
LM317 è progettato per gestire correnti fino a 1,5 ampere, LM338 consentirà un massimo di 5 ampere mentre LM196 è assegnato per generare fino a 10 ampere.
Qui utilizziamo questi dispositivi per l'applicazione di limitazione della corrente per i LED nei modi più semplici possibili:
Il primo circuito indicato di seguito è di per sé semplice, utilizzando un solo resistore calcolato l'IC può essere configurato come un controllore o limitatore di corrente accurato.
RAPPRESENTAZIONE PITTORICA DEL CIRCUITO SOPRA
Calcolo del resistore limitatore di corrente
La figura mostra un resistore variabile per l'impostazione del controllo di corrente, tuttavia R1 può essere sostituito con un resistore fisso calcolandolo con la seguente formula:
R1 (Limiting Resistor) = Vref / corrente
o R1 = 1,25 / corrente.
La corrente può essere diversa per LED diversi e può essere calcolata dividendo la tensione diretta ottimale per il suo wattaggio, ad esempio per un LED da 1 watt, la corrente sarebbe 1 / 3,3 = 0,3 amp o 300 ma, la corrente per altri LED può essere calcolata in modo simile.
La figura sopra supporterebbe un massimo di 1,5 ampere, per intervalli di corrente più ampi, l'IC può essere semplicemente sostituito con un LM338 o LM196 secondo le specifiche del LED.
Circuiti di applicazione
Realizzare un tubo LED a corrente controllata.
Il circuito di cui sopra può essere utilizzato in modo molto efficiente per realizzare circuiti luminosi per tubi LED a corrente di precisione.
Di seguito è illustrato un classico esempio, che può essere facilmente modificato secondo i requisiti e le specifiche dei LED.
Circuito driver LED a corrente costante da 30 watt
La resistenza in serie collegata ai tre LED viene calcolata utilizzando la seguente formula:
R = (tensione di alimentazione - tensione diretta LED totale) / corrente LED
R = (12 - 3,3 + 3,3 + 3,3) / 3 amp
R = (12 - 9,9) / 3
R = 0,7 ohm
R watt = V x A = (12-9,9) x 3 = 2,1 x 3 = 6,3 watt
Limitazione della corrente dei LED tramite transistor
Nel caso in cui non si abbia accesso all'IC LM338 o se il dispositivo non è disponibile nella propria zona, è possibile configurare semplicemente alcuni transistor o BJT e formare un circuito limitatore di corrente efficace per il tuo LED .
Di seguito è possibile vedere lo schema per il circuito di controllo della corrente che utilizza i transistor:
Versione PNP del circuito precedente
Come calcolare le resistenze
Per determinare R1 puoi usare la seguente formula:
R1 = (Us - 0,7) Hfe / corrente di carico,
dove Us = tensione di alimentazione, Hfe = guadagno di corrente diretta T1, corrente di carico = corrente LED = 100 W / 35 V = 2,5 amp
R1 = (35 - 0,7) 30 / 2,5 = 410 Ohm,
Il wattaggio per il resistore di cui sopra sarebbe P = VDue/ R = 35 x 35/410 = 2,98 o 3 watt
R2 può essere calcolato come mostrato di seguito:
R2 = 0,7 / corrente LED
R2 = 0,7 / 2,5 = 0,3 ohm,
la potenza può essere calcolata come = 0,7 x 2,5 = 2 watt
Utilizzando un Mosfet
Il circuito limite di corrente basato su BJT sopra può essere migliorato sostituendo T1 con un mosfet come mostrato di seguito:
I calcoli rimarranno gli stessi discussi sopra per la versione BJT
Circuito limitatore di corrente variabile
Possiamo facilmente convertire il limitatore di corrente fisso sopra in un circuito limitatore di corrente variabile versatile.
Utilizzando un transistor Darlington
Questo circuito del controller di corrente presenta una coppia Darlington T2 / T3 accoppiata a T1 per implementare un loop di feedback negativo.
La lavorazione può essere intesa come segue. Supponiamo che l'ingresso fornisca la corrente della sorgente che inizia a salire a causa dell'elevato consumo da parte del carico per qualche motivo. Ciò si tradurrà in un aumento del potenziale attraverso R3, provocando un aumento del potenziale base / emettitore T1 e una conduzione attraverso il suo collettore emettitore. Ciò a sua volta farebbe sì che il bias di base della coppia Darlington inizi a diventare più radicato. A causa di ciò l'attuale aumento verrebbe contrastato e limitato attraverso il carico.
L'inclusione del resistore di pull-up R2 assicura che T1 conduca sempre con un valore di corrente costante (I) come impostato dalla formula seguente. Pertanto le fluttuazioni della tensione di alimentazione non hanno alcun effetto sull'azione di limitazione della corrente del circuito
R3 = 0,6 / l
Qui, I è il limite di corrente in ampere come richiesto dall'applicazione.
Un altro semplice circuito limitatore di corrente
Questo concetto utilizza un semplice circuito collettore comune BJT. che ottiene la sua polarizzazione di base da un resistore variabile da 5 k.
Questo potenziometro aiuta l'utente a regolare o impostare la massima corrente di interruzione per il carico di uscita.
Con i valori visualizzati, la corrente di interruzione dell'uscita o il limite di corrente possono essere impostati da 5 mA a 500 mA.
Sebbene, dal grafico, possiamo renderci conto che il processo di interruzione corrente non è molto nitido, tuttavia è in realtà abbastanza per garantire la corretta sicurezza per il carico di uscita da una situazione di sovracorrente.
Detto questo, la gamma limite e la precisione possono essere influenzate a seconda della temperatura del transistor.
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