Целью данного проекта была модернизация системы подсветки настенной картины. Как лишь я установил светодиодную подсветку, яркость просто ослепила меня — намного ярче, чем оригинальная люминесцентная лампа T20. Я понял, что необходимо использовать устройство для регулировки силы света, т.е. диммер.
Схема цепи управления яркостью светодиодного освещения
Светодиодная лента
Как китайцы могут заработать деньги, когда продают светодиодную катушку всего лишь за $4.60 (с бесплатной доставкой) — и обеспечить превосходное качество! (Заметьте, что с тех пор цена немного увеличилась…)
Светодиоды пришли в катушке длиной 5 метров, общее количество светодиодов 300 штук (лента из 100 групп по 3 светодиода в группе). Измеренный ток 1 А @ 12В, мощность потребления 12 Вт соответственно. Поскольку мой блок питания был рассчитан на 0,8 А, я урезал ленту до 240 светодиодов (отрезалось по 3 светодиода, места разрезов отмечены на ленте).
Сборка не вызвала никаких проблем. Я долго думал, как мне приклеить светодиодные ленты, но в конце концов понял, что лента имеет клейкую заднюю сторону.
Описание схемы
Я выбрал простой регулятор тока. Если использовать регулятор напряжения, тогда ограничение напряжения четко не определяется и существует много зон, нечувствительных к регулировке. Регулятор тока, с другой стороны, имеет отличный диапазон регулировки, малое падение напряжение и минимальное число зон нечувствительности.
Силовое устройство – это составная PNP/NPN пара, которая действует как PNP-транзистор с высоким коэффициентом усиления. Здесь также можно использовать составной PNP-транзистор с объединенными коллекторами, однако напряжение отпускания (насыщения) будет немного выше. Данную функцию можно реализовать также с помощью составной NPN/PNP пары, но я захотел, чтобы светодиоды были заземлены к отрицательной шине для возможной модернизации в будущем.
Далее необходимо установить эмиттерный повторитель с резистором номиналом 0,6Ω (шунт) в цепь эмиттера. Напряжение через данный резистор определяется напряжением на базе Q1. Ток коллектора (светодиодная нагрузка) обычно совпадает с током эмиттера. Поскольку напряжение на базе Q1 можно регулировать, ток в нагрузке также можно регулировать. Диод Шотки D1 обеспечивает фиксированное падение напряжение величиной 0,3 В, чтобы снизить зону нечувствительности потенциометра. Стандартный диод может предотвратить полное отключение Q1 — это очень важно, поскольку потенциометр также является выключателем вкл/выкл. Но он полностью не снимает питание со схемы, но потери в выключенном режиме гораздо меньше, чем потери на намагничивание и потери в обмотках постоянно работающего блока питания.
C1 представляет собой развязывающий конденсатор, который помогает предотвратить колебания; действительно, схемы подобного плана могут генерировать колебания и я подсоединил осциллограф, чтобы проверить стабильность работы схемы.
C2 сглаживает колебания AC блока питания для того, чтобы ток в нагрузке был чисто постоянным. Я хотел получить яркую подсветку, без каких-либо мерцаний. Почти все светодиодные схемы имеют пульсацию тока — я же хотел избежать этого.
Изменения сопротивления для других токов и входного напряжения
При регулировке тока в нагрузке также происходит и регулировка напряжения, поэтому исходное входное напряжение может быть выше, чем необходимо и не должно точно соответствовать нагрузке. Но дополнительное напряжение вызывает дополнительное рассеивание мощности в силовом транзисторе Q2. В моем случае потребовалось установить небольшой радиатор; при этом транзистор был немного теплым при самых экстремальных условиях работы. Специальное напряжение схемы указано на рисунке. Для других номинальных токов, необходимо увеличить лишь R3 и R4 (падение 0,5 В @ при полной нагрузке) (можно вместо 2-х установить один резистор). Также необходимо увеличить номиальное значение R2 для исходного входного напряжения при полной нагрузке.
Выбор транзистора
Я имел под рукой 2N3906 (PNP TO-92) и D44H8 (NPN TO-220), поэтому и использовал их в своей схеме. Выбор транзистора абсолютно не критичен.
Фотогалерея
Список радиоэлементовОбозначение
Тип
Номинал
Количество
ПримечаниеМагазинМой блокнот
Q1
Биполярный транзистор2N39061
Q2
Биполярный транзисторD44H81
D1
Диод Шоттки1N58191
C1
Конденсатор0.1 мкФ1
C2
Электролитический конденсатор100мкФ 16В1
R1
Переменный резистор1 кОм1
R2
Резистор10 кОм1
0.25ВтR3, R4
Резистор1.2 Ом2
0.5Вт
Светодиодная лента1
Лента из 100 групп по 3 светодиода в группеДобавить все