Светодиодный драйвер своими руками

В данной статье мы рассмотрим много способов, позволяющих собрать драйверы самостоятельно, не используя специальных знаний. Много букв и картинок.

93
Светодиодный драйвер своими руками

В настоящей статье рассмотрим ряд простейших и не очень схем, благодаря которым можно будет собрать светодиодный драйвер своими руками. Ранее мы начинали тему по этому поводу. Однако, большое количество читателей просили сделать более обширную статью без "воды" и не нужной информации. В принципе, наш журнал старается только такой контент предоставлять.

Поэтому и начнем. Статья будет большая, поэтому запасаемся терпением и приступаем.

Все рассмотренные ниже схемы могут быть собраны буквально каждым, причем "на коленке". Конечно, проще купить уже готовые драйверы, тем более за копейки, но куда интереснее собрать его самому.

Светодиодный драйвер своими руками для мощных светодиодов


Светодиодный драйвер своими руками для мощных светодиодов

Это одна из простейших схем, которую можно собрать своими руками из подручных материалов.

Q1 - N-канальный полевой транзистор (IRFZ48 или IRF530);

Q2 - биполярный npn-транзистор (2N3004, либо аналог);

R2 - 2,2 Ом, резистор мощностью 0,5-2 Вт;

Входное напряжение до 15 В;

Драйвер получится линейным и КПД определяется формулой: VLED / VIN

где VLED – падение напряжения на светодиоде,

VIN – входное напряжение.

Согласно законов физики чем больше разница между входным напряжением и падением на диоде и чем больше ток драйвера, тем сильнее греется транзистор Q1 и резистор R2.

VIN должно быть больше VLED на, как минимум, 1-2В.

Повторюсь, что схема очень простая и ее даже можно собрать простым навесным монтажом и она БУДЕТ работать без проблем.

Расчеты:
- Ток светодиода примерно равен: 0.5 / R1
- Мощность R1: мощность, рассеиваемая резистором, составляет приблизительно: 0,25 / R3. выберите значение резистора не менее двукратной рассчитанной мощности, чтобы резистор не раскалился.

Так, для тока светодиода 700мА:
R3 = 0,5 / 0,7 = 0,71 ом. Ближайший стандартный резистор - 0,75 ом.
Мощность R3 = 0,25 / 0,71 = 0,35 Вт. нам понадобится по крайней мере 1/2 ватта номинального резистора.

Модификации схемы с дополнительным резистором и стабилитроном


Модификация схемы с дополнительным резистором
модификация схемы с диодом зенера
Модификация схемы с диодом Зенера

А теперь будем собирать светодиодный драйвер своими руками, используя некоторые модификации. Данные модификации имеют изменения касаемо ограничения напряжения первой цепи. Допустим, нам надо держать NFET (G-контакт) меньше 20 В и если мы желаем использовать источник питания выше 20 В. Данные изменения необходимы, если мы будем использовать с схемой микроконтроллер или подключать компьютер.

В первой схеме добавлен резистор R3, а во второй этот же резистор заменен на D2 - стабилитрон.

Если мы хотим установить напряжение G-pin примерно на 5 вольт - используйте стабилитрон 4,7 или 5,1 вольта (например: 1N4732A или 1N4733A).

Если входное напряжение ниже 10В, замените R1 на 22кОм.

Используя данные модификации можно получить возможность работы схемы с напряжением 60 В.

Используя данные модификации теперь можно преспокойно использовать микроконтроллеры, ШИМ или вообще подключаться к компьютеру.

Данные вещи рассматривать не буду. Но если заинтересует, то добавлю статью и такими схемами.

Как подключить светодиоды к драйверу - читайте тут.

Модификация схемы для "диммирования" светодиодов


модификация схемы с выключателем

Рассмотрим еще одну модификацию. Данный собранный драйвер для светодиодов своими руками позволит "диммировать" светодиоды. Вернее это не будет полноценным диммером. Здесь основную роль играют 2 резистора, которые рассчитаны таким образом, что при включении-выключении переключателя яркость диода будет меняться. Т.е. "по - русски - диммер с костылем". Но и такой вариант имеет право на существование. Калькуляторы для расчетов резисторов Вы всегда сможете найти на нашем портале и воспользоваться ими.

Кто-то скажет - что "можно использовать" подстроечный резистор. Могу поспорить - на такие малые величины, к сожалению, нет подстроечных резисторов. Для этого есть совершенно другие схемы.

Собираем простой светодиодный драйвер самостоятельно на схеме LM 317


Простой светодиодный драйвер своими руками на схеме LM 317

Рассмотрим еще один очень простой (простейший) драйвер, который можно собрать даже без пайки, плат и т.п.

Максимальное входное напряжение для такого драйвера сне должно превышать 37 В. И должно быть на 3D выше падения напряжения самого светодиода.

Сопротивление R1 рассчитываем по формуле:

R1=1.2 / I где,

I - необходимая сила тока.

Ограничение по току - 1,5 А. И при таком токе резистор должен рассеивать 1.5 * 1.5 * 0.8 = 1.8 Вт тепла.

Микросхема LM317 однозначно будет "кипятком" и необходим в обязательном порядке радиатор.

Драйвер, как и в первом случае будет линейны и поэтому для максимального КПД необходима минимальная разница между VIN и VLED.

Простейший драйвер на микросхеме LD1585CV, либо LM1084IT для самостоятельной сборки


Простейший драйвер на микросхеме LD1585CV, либо LM1084IT для самостоятельной сборки

Рассмотрим драйвер, построенный на подобном LM 317, который мы рассматривали выше. Вообще драйверы без транзисторов мне не нравятся. Поэтому не всегда пользуюсь этими схемами. Хотя, если честно, то драйверы уже давно не собираю а покупаю. Проще и времени не тратится. Ссылка на дешевые драйверы - смотрите в начале статьи.

Принцип работы:

R - резистор задает ток, рассчитывается по формуле: 1.25 / R1.

Т.е. для тока в 550 мА нужен резистор на 2,2 Ом. Для расчета резисторов можете использовать наши калькуляторы.

Мощность резистора рассчитывается по формуле: 1,56 / R1

Еще одним недостатком данной схемы стоит отметить невозможность диммирования. Это возможно только с заменой резистора.
Данные регуляторы LD1585CV, либо LM1084IT-ADJ предпочтительнее стандартного LM 317 который мы рассматривали выше, по причине того, падение напряжение у него выше 3,5 В. А у LD1585CV, либо LM1084IT-ADJ от 2,4 В.

В схеме используется конденсатор на 6,3 В или выше от 10u до 100u.

Диммируемый аналоговый светодиодный драйвер своими руками


Диммируемый аналоговый светодиодный драйвер своими руками

Рассмотрим теперь еще одну схему на регуляторе LD1585CV. Особенность от предыдущей схемы в том, что используя транзистор мы получим реальный аналоговый драйвер, позволяющий регулировать яркость диодов.

Регулятор понижает напряжение с соотношением между R2+R4 и R1.

Токоограничивающая цепь  уменьшает сопротивление R2, понижая выход регулятора напряжения.

Эта схема позволяет установить напряжение на светодиоде на любое значение с помощью дисплея или "ползунка". Также она позволяет использовать и подстроечный резистор для диммирования.

Драйвер своими руками для мощных светодиодов используя схему QX5241


Драйвер своими руками для мощных светодиодов используя схему QX5241

Не смотря на то, что схема большая, она также достаточно проста и в ней используется не много поболее деталей, чем в предыдущих. На коленях такую схему не собрать и понадобится плата. Сама микросхема очень мелкая и необходимо будет большое внимание, чтобы пропаять пины.

Входное напряжение не должно быть выше 36 В, максимальный ток стабилизации - 3А. Входной конденсатор можно использовать любой (по исполнению). Емкость до 100 мкФ Максимальное напряжение в 2 раза больше входного.

Конденсатор С2 керамический.

Конденсатор С3 керамический, емкость 10 мкФ. Напряжение – не менее чем в 2 раза больше, чем входное.

Резистор R1 рассчитываем по формуле: R1 = 0.2 / I,

где I – требуемый ток драйвера.

Резистор R2 - с любым сопротивлением 20-100 кОм.

Диод Шоттки D1 должен с запасом выдерживать обратное напряжение – не менее чем в 2 раза по значению больше входного. Рассчитанный ток не менее тока требуемого для драйвера.

Q1– N-канальный полевой транзистор с минимально возможным сопротивлением в открытом состоянии. Естественно, он должен с запасом выдерживать входное напряжение и нужную силу тока. Как правило. можно взять SI4178, IRF7201.

Дроссель L1  с индуктивностью 20-40мкГн и максимальный рабочий ток не менее требуемого тока драйвера.

Все детали мелкие и может получиться компактный и самое главное - мощный импульсный драйвер. КПД импульсного драйвера существенно выше, чем у линейных драйверов.

Интересно, что пин 2 у микросхемы можно использовать для диммирования. Для этого на этот выход нужно подавать импульсы (ШИМ) с частотой до 20КГц. С этим сможет справиться любой подходящий микроконтроллер. В итоге может получиться драйвер с несколькими режимами работы.

В общем, мы рассказали большинство известных простых драйверов, которые можно собрать своими руками не прибегая к макетированию плат. Есть еще некоторые другие, но о них как-нибудь в другой раз. Если этого будет не достаточно для читателей.

Но я в очередной раз замечу, что сам уже давно не паяю драйвера, а покупаю их за сущие копейки и полностью работоспособные.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here