Sfera-perm.ru

Сфера Пермь
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Стабилизатор тока последовательное включение

Увеличение выходного напряжения и максимального тока при помощи последовательного соединения изолированных преобразователей семейства μModule

Авторы статьи

Хесус Росалес (Jesus Rosales) Вилли Чан (Willie Chan) Перевод: Владимир Рентюк

(Опубликовано в журнале «Вестник Электроники» №4 2014)

Изолированные преобразователи μModule компании Linear Technology представляют собой компактные решения для систем питания с изолированными контурами заземления. Устройства используют архитектуру обратноходовых преобразователей (Flyback Converter), в которой максимальный выходной ток зависит как от входного, так и от выходного напряжения. Хотя собственный диапазон выходного напряжения преобразователей μModule ограничен максимальным значением в 12 В, существует решение, позволяющее увеличить не только выходное напряжение, но и выходной ток вторичных источников питания, выполненных на их основе. Столь простое решение предусматривает последовательное включение вторичных цепей двух или более изолированных преобразователей μModule.

Рис. 1. Типовая зависимость максимального выходного тока преобразователя от входного напряжения

Рис. 2. Два преобразователя μModule типа LTM8057 с выходами, соединенные последовательно и предназначенные для обеспечения выходного напряжения 10 В с максимальным током 300 мА и входным напряжением 20 В

Для того чтобы продемонстрировать такой подход к дизайну схемотехнического решения, возьмем в качестве примера вариант схемы на модулях LTM8057 и LTM8058, которые отвечают требованиям стандарта UL60950 и имеют электрическую прочность изоляции между входом и выходом не менее 2 кВ AC. Этот же подход может быть применен и к преобразователям LTM8046, LTM8047 и LTM8048. Предположим, что при входном напряжении 20 В нам не-обходимо обеспечить выходное номинальное напряжение равным 10 В при токе нагрузки до 300 мА. Согласно графику, приведенному на рис. 1 и описывающему зависимость максимального выходного тока преобразователя LTM8057 от уровней его входного и выходного напряжений, мы видим, что сам по себе преобразователь LTM8057 является недостаточным для выполнения необходимых нам требований при заданных условиях в части входного и выходного напряжений.

Тем не менее при входном напряжении, равном 20 В, преобразователь LTM8057 обеспечивает выходной ток на уровне 300 мА, но лишь при выходном напряжении 5 В. Таким образом, решение очевидно, поскольку выходное напряжение преобразователя изолировано от входного, то для достижения заданного выходного напряжения, равного 10 В при токе 300 мА, выходы двух преобразователей типа LTM8057 с предустановкой выходного напряжения в 5 В могут быть просто соединены последовательно (рис. 2).

Решение, приведенное на рис. 2, можно использовать и для увеличения диапазона выходного напряжения, когда требуется выходное напряжение выше, чем максимальное в 12 В. Этого удается достичь, устанавливая значение регулирующих выходное напряжение резисторов цепи обратной связи таким образом, чтобы обеспечить, например, номинальное выходное напряжение, равное 7,5 В. При последовательном соединении двух таких преобразователей их суммарное выходное напряжение возрастет до 15 В. Максимальный выходной ток для данного варианта схемотехнического решения с выходным напряжением 15 В будет тот же самый, что и для единичного устройства, выполненного на базе преобразователя напряжения μModule, с выходным напряжением 7,5 В (рис. 3).

Рис. 3. Два преобразователя μModule типа LTM8057 с последовательно соединенными выходами для варианта схемы с выходным током более 160 мА при выходном напряжении 15 В и входном напряжении 12 В

Рис. 4. Два преобразователя μModule типа LTM8058, включенные последовательно через V OUT2 , для варианта с выходным напряжением в 10 В

Схема, приведенная на рис. 2, позволяет реализовать еще один – третий из возможных вариантов ее использования, а именно сформировать двуполярное выходное напряжение с общим заземлением. Точка возврата тока (return node), на схемах обозначенная как RTN или более привычная для нас под названием «общий провод», делается общей для обоих выходов с подключением в средней точке (имеется в виду общая точка подключения конденсаторов С2 и С5. – Прим. переводчика). При таком включении схема на рис. 2 будет иметь выходы с напряжениями +5 и –5 В с общим контуром заземления во вторичной цепи. При необходимости каждый выход схемы можно настроить на свою величину выходного напряжения, поскольку выходные напряжения для каждого преобразователя устанавливаются независимо.

Возможности изолированных преобразователей μModule расширяются без какого-либо ухудшения их выходных шумовых характеристик, выполняется это добавлением одного или более дополнительных изолированных преобразователей с последовательным включением их выходных цепей.

Малый уровень собственных шумов, который является неоспоримым преимуществом преобразователя LTM8058 со встроенным компенсационным стабилизатором напряжения и малым собственным падением напряжения, так называемым LDO-стабилизатором (англ. LDO – Low Drop Out), может сохраняться и при последовательно соединенных выходах нескольких преобразователей. На рис. 4 показана схема для двух преобразователей типа LTM8058 с использованием такого включения через выход Vout2, то есть относительно выходов внутреннего LDO-стабилизатора, соединенных последовательно для получения выходного напряжения в 10 В. На рис. 5 показан выходной спектр шумов LTM8058 под нагрузкой 100 мА при выходном напряжении 10 В с использованием выходов LDO-стабилизаторов напряжения, соединенных последовательно (рис. 4, дано схематично), а также вариант с применением прямых вы-ходов непосредственно обратноходового преобразователя (без стабилизатора), также соединенных последовательно.

Читайте так же:
Расчет транзистора в стабилизаторе тока

Комментарий специалиста

Александр Федоров, инженер по внедрению PT Electronics,

В данной статье показан весьма простой и эффективный способ масштабирования и расширения возможностей DC/DC-узла. Ситуация разобрана на примере изолированных DC/DC-модулей от Linear Technology, которые благодаря продуманной топологии позволяют наращивать выходной ток и (или) напряжение самым прозаичным методом.

Рис. 5. Спектр шумов двух преобразователей типа LTM8058 с выходным напряжением 10 В при токе нагрузки 100 мА в варианте включения: а) с последовательным соединением относительно выходов внутреннего компенсационного стабилизатора; б) с использованием прямых выходов непосредственно обратноходового преобразователя

Преобразователи μModule компании Linear Technology обеспечивают простые и компактные решения для изолированных источников питания с регулируемым выходным напряжением. Представленные здесь решения на базе преобразователей LTM8057 и LTM8058 с успехом демонстрируют, что возможности отдельных преобразователей типа μModule в части их выходных каскадов могут быть легко увеличены путем добавления одного или более таких изолированных преобразователей с их последовательным включением по выходам, при этом они сохраняют свои выходные шумовые характеристики на прежнем уровне.

Стабилитрон. Особенности практического применения.

Рассказано о назначении и применении стабилитронов, как проверить их исправность и основные параметры, чем и как можно заменить.

Сердцем практически любого стабилизатора напряжения является стабилитрон. Его основная функция поддерживать постоянное напряжение на выходе при изменении напряжения на входе. Информации на эту тему очень много. Я постараюсь ее систематизировать и подать максимально коротко, только то, что нужно для практики.

На схемах обозначаются так:

Выглядят, в основном, вот так:

Стабилитрон — специально изготовленный диод с особой воль-амперной характеристикой. Показать ее и пояснить нужно обязательно, для понимания принципа работы. Вот как она выглядит для обычного стабилитрона, например, Д814:

Когда на анод подают плюс, а на катод минус, то стабилитрон ведет себя как обычный диод. На рисунке прямая ветвь. При возрастании напряжения ток растет. Когда плюс подают на катод, а минус на анод, т.е. включают в обратном направлении, то характеристика стабилитрона, зависимость тока через него от приложенного напряжения, тоже кардинально меняется. Это хорошо видно по форме обратной ветви характеристики. Когда напряжение на стабилитроне достигает напряжения пробоя, cтабилитрон пробивается, но не перегорает, так как ток через него ограничен резистором. Этот резистор называется балластным. Если не будет этого резистора, или его номинал подобран не правильно, то стабилитрон выйдет из строя. Величина сопротивления этого резистора подбирается таким образом, чтобы в диапазоне изменения входных напряжений ток через стабилитрон не выходил за допустимые для данного стабилитрона пределы Iст min Iст max. При этом напряжение на стабилитроне остается постоянным и равно напряжению стабилизации. Его величина для каждого типа стабилитрона своя. У двуханодных стабилитронов прямая ветвь такая же как и обратная только расположена справа вверху. В схемах двуханодный стабилитрон можно включать независимо от полярности входного напряжения. Это удобно для ограничения переменного напряжения по амплитуде.

Типовая схема включения стабилитрона на конкретном примере:

Параметры стабилитрона КС182 указаны в справочнике:

Напряжение стабилизации стабилитрона 8,2В. При этом ток стабилизации может изменяться от 3мА до 17мА.

Как правило, в расчетах рекомендуют брать минимальное напряжение на входе в 1,5 раза выше напряжения стабилизации. Получаем 12,3 В. Максимальное примем исходя из допустимого разброса напряжения сети 20%. Получаем 14,73 В. Номинал резистора по закону Ома можно посчитать вручную, но в интернете много онлайн калькуляторов для решения таких задач, например, вот этот:

При таких заданных параметрах получим ток в нагрузке от 0 до 12 мА, что соответствует максимальной мощности 0,1 Вт.

Сопротивление балластного резистора 340 Ом, его мощность 0,125 Вт.

Мощность стабилитрона 0,156 Вт.

Мощность, рассеиваемая на резисторе и стабилитроне, составляет в сумме 0,28 Вт. При этом мощность в нагрузке 0,1 Вт. КПД получается 36%. При больших мощностях это не рационально.

Теперь основные моменты из практики.

  1. Как проверить исправность стабилитрона? Обычный стабилитрон проверяется как диод, т.е. прозванивается мультиметром и должен обладать односторонне проводимостью. Другое дело, стабилитрон двухстронний (или двуханодный) или стабилитрон с защитным диодом. Их прозвонить как диод не удастся. Они показывают обрыв в обе стороны. Проверяются только по методике, указанной в следующем пункте.
  2. Проверка напряжения стабилизации. Перед проверкой нужно определиться с мощностью стабилитрона. Это можно сделать по внешнему виду. Если стабилитрон малых размеров и выводы тонкие, то это малая мощность с током стабилизации от 3 до 20 мА. Если корпус чуть больше и выводы толще, то это средняя мощность и ток стабилизации до 90 мА. Ну а мощный стабилитрон имеет большие размеры и возможность установки на радиатор. У него ток стабилизации до ампера и выше.
Читайте так же:
Схема стабилизаторов тока с полевым транзистором

Есть еще одна особенность. Чем выше напряжение стабилизации стабилитрона, тем меньше ток стабилизации, так как определяющей в этом случае является рассеиваемая стабилитроном мощность. Так что для стабилитронов малой и средней мощности при проверке достаточно тока 10 мА, для большой мощности 20-30мА. Поэтому для большинства проверок стабилитронов с напряжением стабилизации до 30В берем резистор 1-2 кОм и через него подключаем катод стабилитрона к плюсу регулируемого блока питания, анод соответственно к минусу.

Параллельно стабилитрону подключаем вольтметр. От нуля плавно повышаем напряжение и следим за показаниями вольтметра. Как только они перестали расти при увеличении напряжения блока питания снимаем показания вольтметра. Если напряжение перестало расти при значениях около 1В, значит перепутан анод и катод стабилитрона. Нужно их поменять местами и повторить процедуру. Значение напряжения, при котором прекратились увеличиваться показания вольтметра, и есть напряжение стабилизации. У двуханодных оно будет одинаковым при смене полярности подключения. У стабилитрона с диодом напряжение стабилизации при неправильном включении будет достаточно высоким, на практике выше напряжения блока питания. Теоретически оно будет равно обратному напряжению диода. Можно применять для проверки и нерегулируемый блок питания напряжением выше предполагаемого напряжения стабилизации стабилитрона. При подключении, как на схеме, измеренное напряжение на стабилитроне будет равно напряжению стабилизации стабилитрона. Если показания вольтметра равны напряжению блока питания, значит стабилитрон включен наоборот или имеет напряжение стабилизации выше напряжения блока питания.

  1. В некоторых случаях очень важным параметром является температурный коэффициент напряжения стабилизации. Например, в автомобильном реле-регуляторе, которое управляет величиной напряжения в бортсети автомобиля. Если оно будет сильно изменяться в зависимости от температуры в моторном отсек, то выйдет из строя электрооборудование автомобиля. Следующий наглядный пример. В телевизорах и радиоприемниках в блоке формирования напряжения настройки на частоту принимаемого сигнала также недопустима зависимость напряжения от температуры, иначе сигнал будет плавать и пропадать. Именно поэтому в реле-регуляторах применяют стабилитроны типа Д818Е, а в блоках настройки телевизоров КС531. У первых температурный коэффициент составляет +0,001 %/град, у вторых ±0,005%/град. В то время, как у других, например, КС182 о которых упоминалось в начале статьи, температурный коэффициент составляет около 0,1 %/град. Это почти в 100 раз хуже. как правило, стабилитроны с хорошим температурным коэффициентом содержат внутренний диод, катод которого соединен с катодом стабилитрона. Температурный коэффициент этого диода имеет знак противоположный температурному коэффициенту самого стабилитрона. Таким образом достигается высокая температурная стабильность напряжения стабилизации.

Пока проверяемый стабилитрон подключен для проверки напряжения стабилизации по схеме п.2 этой статьи, можно его выводы подогреть паяльником, немного, градусов до 60-70 и понаблюдать за изменением напряжения на вольтметре. Разница между термостабильным стабилитроном и обычным будет очень заметна.

  1. То, что основное назначение стабилитрона поддерживать постоянное напряжение на нагрузке при изменении входного напряжения и тока нагрузки уже понятно. Но тут есть особенность. Для эффективного выполнения этих задач, мощность нагрузки реально не должна превышать 30% от мощности, рассеиваемой на балластном резисторе и стабилитроне. Об этом уже было сказано в начале статьи. Для увеличения КПД и тока в нагрузке применяют транзисторы. Наиболее простая схема:

Если ток стабилитрона 10мА, а коэффициент усиления транзистора по току 100 раз, то ток в нагрузке будет 10х100=1000мА. Установив параллельно стабилитрону переменный резистор можно напряжение стабилизации в нагрузке изменять от нуля почти до максимального значения напряжения стабилизации стабилитрона.

  1. Чем можно заменить стабилитрон или изменить напряжение стабилизации?

Обычный кремниевый диод включенный в прямом направлении может выполнять функции стабилитрона напряжением около 0,7 В. Для увеличения напряжения диоды можно включать последовательно с такими же диодами или стабилитроном, напряжение которого нужно немного увеличить. Германиевый диод, при прямом включении, стабилизирует напряжение около 0,5 В, светодиод, в зависимости от типа 2…3,2 В.

Примеры показаны ниже на фото:

Кремниевые транзисторы в диодном включении также могут выполнять функции стабилитрона напряжением 5…6 В. Причем можно использовать последовательное подключение транзистора с диодами, нескольких транзисторов, как показано ниже:

Если есть маломощный стабилитрон на нужное напряжение, а нужен более мощный, то можно использовать такую аналогию ( где VD1 маломощный стабилитрон):

R2 – балластный резистор. Напряжение стабилизации схемы равно напряжению стабилизации стабилитрона плюс напряжение б-э транзистора (0,7В у кремниевых и 0,5В у германиевых). Максимальный ток стабилизации схемы равен току стабилитрона, умноженному на коэффициент усиления транзистора по току (h21). Используя такие схемы нельзя допускать превышения значений параметров применяемых элементов.

Если нужны высоковольтные стабилитроны на напряжения 120…180В (КС620А, КС630А, КС650А, КС680А), то можно использовать такие схемы:

Как источник стабильного тока используют германиевые диоды Д220, Д220А, Д219А которые имеют низкое дифференциальное сопротивление при обратном включении и обратном токе 0,1…10 мА. Понятно, что напряжение применяемого транзистора должно быть выше 180 В.

Читайте так же:
Стабилизатор тока 220 вольт схема

Материал статьи продублирован на видео:

Правила параллельного и последовательного подключения источников
питания

Не всякое оборудование 230 проглотит.
Народная преобразовательная мудрость

Очень часто покупатели источников питания задают вопрос о возможности параллельного или последовательного подключения блоков. Такая возможность присутствует во всех моделях источников питания BVP Electronics. Рекомендуем Вам воспользоваться несколькими правилами при подключении двух и более источников питания. При параллельном подключении источников необходимо, чтобы все источники были с одинаковым номиналом выходного напряжения (например, 15В/100А и 15В/10А, на выходе будет 15В/110А). При последовательном подключении источников, необходимо, чтобы все источники были с одинаковым номиналом выходного тока (например, 30В/30А и 15В/30А, на выходе будет 45В/30А). Подключение источников с разными номиналами может привести к выходу из строя блоков.

1. Параллельное подключение источников питания (увеличение выходного тока)

  1. Разместите источники питания на рабочем месте, по возможности недалеко друг от друга, обеспечив удобство работы с источниками и условия естественной вентиляции.
  2. Установите выключатели «ON/OFF», расположенные на передней панели источников в положение «OFF».
  3. Подключите сетевые шнуры питания к разъемам на задней панели корпусов и питающей сети.
  4. Соедините выходными шнурами минусовые клеммы источников и отдельно плюсовые (см. рис. 1). При этом рекомендуем воспользоваться предложенной таблицей при выборе сечения выходного шнура (табл. 1). Для получения гарантированных выходных параметров источников на удаленной нагрузке, необходимы соединительные выходные провода такого сечения, чтобы максимальный ток нагрузки создавал падение напряжения не более 0.5 — 1.0 В.


Рис. 1 . Параллельное соединение источников питания

Выбор сечения выходного шнура в зависимости от величины выходного тока
Ток, А0-510152030405060708090100
Сечение, мм20,751,02,52,54,04,06,06,08,08,010,010,0

  1. Включите питающее напряжение сетевыми выключателями «POWER», находящимися на задних панелях источников.
  2. Включите источники питания без нагрузки (переместив тумблеры «ON/OFF» в положение «ON»).
  3. Установите регуляторами напряжения «Fine/Coarse» требуемое выходное напряжение, одинаковое на всех источниках.
  4. Переключателем «A limit/A out» выберите положение «A limit». Установите регуляторами тока «Fine/Coarse» максимальное или необходимое значение.
  5. Переключателем «A limit/A out» выберите положение «A out».
  6. Выключите источник (переместив тумблер «ON/OFF» в положение «OFF»).
  7. Соблюдая полярность, подключите нагрузку.
  8. Включите источник питания (переместив тумблер «ON/OFF» в положение «ON»).
  9. О работе источников с нагрузкой будут свидетельствовать зеленые светодиоды на передней панели источников, и показания протекающего тока в цепи нагрузки на цифровых индикаторах амперметров.

Если плавно изменять сопротивление нагрузки от бесконечности до нуля, то рабочая точка (рис.2) сначала от оси напряжения (точка холостого хода) первого источника питания (как правило, большего по выходному напряжению) будет перемещаться вправо по горизонтальной линии режима «U1», а затем при достижении тока значения «А limit 1» произойдет переключение первого источника из режима стабилизации напряжения в режим стабилизации тока (загорится красный светодиод) и подключение второго источника питания. Далее рабочая точка будет двигаться по оси напряжения «U2», и при достижении тока значения «А limit 2» произойдет переключение второго источника из режима стабилизации напряжения в стабилизацию тока, режим «I2» (загорится красный светодиод на втором источнике).

Далее по вертикальной линии «I2», рабочая точка будет опускаться вниз до оси тока. Точка касания оси тока соответствует короткому замыканию. При изменении сопротивления нагрузки в обратном направлении, переключение режимов произойдет, соответственно, в обратной последовательности.

Значение реального выходного тока «А out» будет равно сумме значений «А limit 1» и «А limit 2» и не будет зависеть от изменения нагрузки. От изменения нагрузки будет зависеть только выходное напряжение.

Рис. 2 . Вольтамперная характеристики при параллельном
подключении двух источников питания

Пример параллельного подключения двух источников питания BVP Electronics (45V/20A и 45V/20A)

Требуемая выходная мощность нагрузки — 1345 Ватт (42В*32А).

Рис. 3 . Параллельное подключение двух источников питания BVP 45V 20A

Рис. 4 . Вольтамперная характеристики при параллельном подключении
двух источников питания BVP 45V 20A

2. Последовательное подключение источников питания (увеличение выходного напряжения)

Последовательное подключение источников питания производства BVP Electronics возможно, но с предварительной подготовкой. Источники питания BVP Electronics, как правило, заземлены по минусовой клемме. Поэтому перед последовательным соединением блоков необходимо отключить заземление источников. При этом, обязательно надо заземлить оборудование, которое они будут питать.

Для отключения заземления источников необходимо снять верхнюю крышку прибора (раскрутить четыре винта (в металлических блоках — расположенные по бокам корпуса, в пластмассовых — на ножках источника — рис. 5).

Рис. 5 . Расположение винтов на металлическом и пластмассовом корпусах
источников питания производства BVP Electronics

С левой стороны находится разъем заземления. Для отключения заземления источника необходимо переставить перемычки на средние выводы. На рисунке 6 представлены варианты заземления: по минусовой клемме, плюсовой и без заземления.

Заземление по минусовой клеммеЗаземление по плюсовой клеммеИсточник питания без заземления
Рис. 6 . Расположение перемычки при заземлении/отключении
заземления источника питания

Закройте крышку корпуса прибора и закрутите винты. В источниках питания отключено заземление.

Многие спрашивают, а можно соединить источники питания без отключения заземления? Можно, если подключить источники в сетевую розетку или удлинитель без земли. Но при этом вы должны понимать, что при последовательном соединении источников корпус одного из блоков будет находиться под выходным напряжением второго блока. Следовательно, нельзя располагать источники питания непосредственно вблизи друг друга, чтобы они касались металлическими деталями или корпусами. В целях безопасности работать с такими источниками питания нужно очень аккуратно.

Для последовательного соединения источников питания необходимо
пользоваться следующими указаниями:

  1. Разместите источники питания на рабочем месте, по возможности недалеко друг от друга, обеспечив удобство работы с источниками и условия естественной вентиляции.
  2. Установите выключатели «ON/OFF», расположенные на передней панели источников в положение «OFF».
  3. Подключите сетевые шнуры питания к разъемам на задней панели корпусов и питающей сети.
  4. Соедините выходным шнуром плюсовую клемму первого источника питания с минусовой клеммой второго источника, и подключите минусовую клемму первого источника и плюсовую клемму второго выходными шнурами (см. рис. 7). При этом рекомендуем воспользоваться предложенной таблицей при выборе сечения выходного шнура (табл. 1). Для получения гарантированных выходных параметров источников на удаленной нагрузке, необходимы соединительные выходные провода такого сечения, чтобы максимальный ток нагрузки создавал падение напряжения не более 0.5 -1.0 В.
    Рис. 7 . Последовательное соединение источников питания
    (выходное напряжение 58В, выходной ток 3А)
    1. Включите питающее напряжение сетевыми выключателями «POWER», находящимися на задних панелях источников.
    2. Включите источник питания без нагрузки (переместив тумблер «ON/OFF» в положение «ON»).
    3. Установите регуляторами напряжения «Fine/Coarse» требуемое выходное напряжение, одинаковое на всех источниках.
    4. Переключателем «A limit/A out» выберите положение «A limit». Установите регуляторами тока «Fine/Coarse» максимальное или необходимое значение.
    5. Переключателем «A limit/A out» выберите положение «A out».
    6. Выключите источник (переместив тумблер «ON/OFF» в положение «OFF»).
    7. Соблюдая полярность, подключите нагрузку.
    8. Включите источник питания (переместив тумблер «ON/OFF» в положение «ON»).
    9. О работе источников с нагрузкой будут свидетельствовать зеленые светодиоды на передней панели источников, и показания протекающего тока в цепи нагрузки на цифровых индикаторах амперметров.

    Если плавно изменять сопротивление нагрузки от бесконечности до нуля, то рабочая точка (рис.8) сначала от суммарной оси напряжения (точка холостого хода) первого и второго источника питания будет перемещаться вправо по горизонтальной линии режима «U1 + U2», а затем при достижении выходным током значения «А limit 2» (по меньшему значению установленного тока) произойдет переключение — из режима стабилизации напряжения в режим стабилизации тока «I2» (загорится красный светодиод).

    Рис. 8 . Вольтамперная характеристики при последовательном подключении двух источников питания

    Далее по вертикальной линии «I2», рабочая точка будет опускаться вниз до оси тока. При этом, при достижении горизонтальной оси напряжения «U1» произойдет переключение протекающего тока на значение «А limit 1». Точка касания оси тока соответствует короткому замыканию. При изменении сопротивления нагрузки в обратном направлении, переключение режимов произойдет, соответственно, в обратной последовательности.

    Работать с последовательно или параллельно соединенными источниками питания в целях безопасности следует очень аккуратно. При эксплуатации источников без заземления большая вероятность выхода источников из строя.

    Если у Вас возникли вопросы по работе с импульсными источниками питания, коллектив BVP Electronics поможет вам! Звоните, пишите, мы всегда Вам рады!

    Правильное подключение светодиода. Схемы подключения.

    1. Подключение светодиода к низковольтному напряжению постоянного тока.

    Чтобы подобрать резистор для светодиода, будем пользоваться следующим способом: нам известно, что напряжение светодиода 2В, соответственно при подключении светодиода к 12 вольтам (например, светодиод будем использовать в автомобиле) нам надо ограничить 10В, в принципе в случаях светодиодов правильней говорить ограничить ток светодиода, но мы при выборе резистора будем пользоваться простым проверенным многими годами способом без всяких математических формул. На каждый вольт необходим резистор сопротивлением 100 Ом, т.е. если светодиод с рабочим напряжением 2В, и мы подключаем к 12 вольтам, нам нужен резистор 100Ом х 10В=1000 Ом или 1кОм обычно на схемах обозначается 1К, мощность резистора зависит от тока светодиода, но если мы используем обычный не мощный светодиод, как правило, его ток 10-20мА и в этом случае достаточно резистора на 0,25Вт самого маленького резистора по размеру.

    Резистор с большей мощностью нам понадобится в 2х случаях: 1) если ток светодиода будет больше и 2) если напряжение будет выше, чем 24В и соответственно в случаях подключения светодиода к напряжению 36-48В и выше нам понадобится резистор с большей мощностью 0,5 – 2Вт, а в случае подключения светодиода к сети 220В лучше использовать резистор на 2Вт, но при подключении светодиода к сети переменного тока нам потребуется еще ряд элементов, но об этом чуть позже.

    Если требуется светодиод подключить к батарейке, скажем на 3В, то можно поставить резистор последовательно на 100 Ом, а если батарейка пальчиковая на 1,5В, то можно подключить и без резистора.
    При расчете мы можем выбрать только резисторы из стандартных номиналов, поэтому нет ничего страшного, если сопротивление резистора, будет чуть больше или меньше расчетного.

    Если вы используете очень яркий светодиод, а светодиод используется, к примеру, для индикации в каких-либо устройствах, то можно сопротивление резистора увеличить, и тем самым яркость светодиода уменьшится, и светодиод не будет ослеплять. Но лучше всего в таких случаях если не требуется большая яркость светодиода, то при покупке в магазине или заказе в Китае можно выбрать матовый светодиод нужного цвета и током, как правило, 6-20мА, угол обзора у данных светодиодов, как правило, составляет 60 градусов, они отлично подходят для индикации, не ослепляют и от них не устают глаза, даже если долго на них смотреть. Прозрачные белые светодиоды для данных целей, как правило, не подходят.

    В случае подключения светодиода к микроконтроллеру или плате ARDUINO, как правило, рабочее напряжение составляет 5В, соответственно резистор можно взять 300-470 Ом можно и еще с большим сопротивлением. Главное учитывать, что ток не может превышать предельного тока вывода микроконтроллера, как правило, не более 10мА, поэтому сопротивление резистора 300-470 Ом для подключения светодиода является золотой серединой. Схема подключения светодиода к микроконтроллеру или плате ARDUINO представлена на рисунке 3. Стоит обратить Ваше внимание, что светодиод может быть подключен как анодом, так и катодом к микроконтроллеру и от этого будет зависеть программный способ управления светодиодом.

    3. Последовательное подключение нескольких светодиодов
    При последовательном соединении светодиодов чтобы их яркость не отличалась, друг от друга надо, чтобы светодиоды были одного типа. При последовательном соединении светодиодов сопротивление резистора будет меньше в отличие от случая, когда мы подключаем один светодиод. Для расчета резистора мы так же можем использовать ранее рассмотренный способ.

    К примеру, нам необходимо последовательно подключить четыре светодиода к напряжению постоянного тока 12В, соответственно рабочее напряжение светодиодов 2В при последовательном соединении будет 2В х 4шт. = 8В. Тогда мы можем выбрать резистор из стандартного ряда на 470-510 Ом. При последовательном соединении светодиодов ток, протекающий через все светодиоды, будет одинаковым.

    Рисунок 5 — Последовательное соединение светодиодов
    Одним из недостатков последовательного соединения светодиодов является тот факт, что в случае выхода одного из светодиодов из строя, все светодиоды перестанут светится. Ниже приведена схема с последовательным соединением двух, трех и четырех светодиодов.

    4.Параллельное подключение светодиодов
    При параллельном подключении светодиодов резистор выбираем так же, как в случае одиночного светодиода. На каждый светодиод должен быть свой резистор при этом, если резисторы по сопротивлению будут отличаться или светодиоды будут различных марок, то будет очень заметно неравномерность свечения одного светодиода от другова. Ток при параллельном соединении будет складываться в зависимости от количества светодиодов.

    5. Подключение мощных светодиодов с большим рабочим током, как правило, применяемых для освещения. При использовании мощных светодиодов лучше всего не использовать обычные резисторы, а применять специальные импульсные источники питания для светодиодов в них, как правило, уже установлены цепи стабилизации тока, данные источники питания обеспечивают равномерность свечения светодиодов и более долговечный срок службы. Светодиоды, применяемые для освещения необходимо устанавливать на теплоотвод (радиатор).

    6. Подключение светодиода к переменному напряжению 220В.
    (Внимание. Опасное напряжение все работы по подключению к сети 220В необходимо производить только при выключенном, снятом напряжении и при этом необходимо убедится, что напряжение отсутствует. Будьте внимательны. Ко всем элементам схемы не должно быть прямого доступа).
    При подключении светодиода к переменному напряжению 220В нам понадобится не только резистор, но и диод для выпрямления напряжения, так как светодиод работает от постоянного тока. Без диода на переменное напряжение лучше не включать. Схема подключения светодиода к сети 220В представлена на рисунке 7. Благодаря тому что мы используем два резистора вместо одного, мы можем использовать резисторы мощностью 1Вт. Так же лучше всего установить конденсатор особено если будет заметно мерцание светодиода. Конденсатор может быть керамический или пленочный главное нельзя использовать электролитический конденсатор.

    7. Подключение двухцветных светодиодов.
    Если мы возьмем двухцветный светодиод, то увидим, что у данного светодиода не два, а три вывода, соответственно, один вывод по центру является общим, а два вывода по бокам каждый отвечает за свой цвет.

    Немного математики :
    Расчет сопротивления ограничивающего резистора при 5В и токе светодиода 20мА:
    R = U / Imax = 5 / 0.020 = 250 Ом — соответственно сопротивление резистора при 5В должно быть не меньше 250 Ом

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector