ریچ روزن، نیمه هادی ملی

معرفی

رشد تصاعدی در تعداد منابع نور LED با گسترش به همان اندازه سریع محدوده مدارهای مجتمع طراحی شده برای کنترل قدرت LED همراه است. درایورهای LED سوئیچینگ مدت‌هاست که جایگزین رگولاتورهای خطی تشنه‌ی انرژی شده‌اند که برای دنیای صرفه‌جویی در مصرف انرژی غیرقابل قبول بودند و تبدیل به استاندارد واقعی برای صنعت شده‌اند. کاربردهای مختلف از چراغ قوه های دستی گرفته تا تابلوهای ورزشگاه نیاز به کنترل دقیق جریان تثبیت شده دارند. در این مورد، اغلب لازم است که شدت تابش LED را در زمان واقعی تغییر دهید. کنترل روشنایی منابع نور، و به طور خاص LED ها، کم نور نامیده می شود. این مقاله اصول اولیه تئوری LED را تشریح می‌کند و محبوب‌ترین روش‌های کاهش نور را با استفاده از درایورهای سوئیچینگ شرح می‌دهد.

روشنایی LED و دمای رنگ

روشنایی LED

درک مفهوم روشنایی مجموعه مرئی ساطع شده توسط LED بسیار آسان است. مقدار عددی روشنایی درک شده یک LED را می توان به راحتی در واحدهای چگالی شار نورانی سطحی به نام کندلا (cd) اندازه گیری کرد. مجموع قدرت نور ساطع شده توسط LED بر حسب لومن (lm) بیان می شود. همچنین درک این نکته مهم است که روشنایی LED به مقدار متوسط ​​جریان رو به جلو بستگی دارد.

شکل 1 نموداری از شار نوری یک LED خاص در مقابل جریان رو به جلو را نشان می دهد. در محدوده مقادیر استفاده شده از جریان های رو به جلو (I F)، نمودار بسیار خطی است. با افزایش I F، غیرخطی ظاهر می شود. هنگامی که جریان از بخش خطی خارج می شود، بازده LED کاهش می یابد.

تصویر 1.

هنگام کار در خارج از منطقه خطی، بخش قابل توجهی از برق عرضه شده به LED به عنوان گرما تلف می شود. این گرمای هدر رفته درایور LED را اضافه بار می کند و طراحی حرارتی طرح را پیچیده می کند.

دمای رنگ LED

دمای رنگ پارامتری است که رنگ LED را مشخص می کند و در داده های مرجع نشان داده می شود. دمای رنگ یک LED خاص با طیف وسیعی از مقادیر توصیف می شود و با تغییرات در جریان رو به جلو، دمای اتصال و همچنین با افزایش سن دستگاه تغییر می کند. هرچه دمای رنگ LED کمتر باشد، درخشش آن به رنگ قرمز زرد نزدیکتر است که "گرم" نامیده می شود. رنگ‌های سبز آبی که رنگ‌های سرد نامیده می‌شوند، با دمای رنگ بالاتر مطابقت دارند. اغلب برای LED های رنگی، به جای دمای رنگ، یک طول موج غالب مشخص می شود که می تواند درست مانند دمای رنگ تغییر کند.

راه های کنترل روشنایی LED ها

دو راه متداول برای کنترل روشنایی (کم شدن) LEDها در مدارها با درایورهای سوئیچینگ وجود دارد: مدولاسیون عرض پالس (PWM) و تنظیم آنالوگ. هر دو روش در نهایت به حفظ سطح مشخصی از جریان متوسط ​​از طریق یک LED یا زنجیره ای از LED منجر می شوند. در زیر به بررسی تفاوت های این روش ها و ارزیابی مزایا و معایب آن ها خواهیم پرداخت.

شکل 2 مدار راه انداز LED سوئیچینگ را در پیکربندی مبدل باک نشان می دهد. ولتاژ V IN در چنین مداری باید همیشه از مجموع ولتاژهای LED و مقاومت R SNS تجاوز کند. جریان سلف به طور کامل از طریق LED و مقاومت R SNS جریان می یابد و توسط ولتاژ تامین شده از مقاومت به پایه CS تنظیم می شود. اگر ولتاژ در پایه CS شروع به پایین آمدن از سطح تنظیم شده کند، چرخه وظیفه جریان از L1، LED و R SNS افزایش می‌یابد و باعث افزایش متوسط ​​جریان LED می‌شود.

کم نور آنالوگ

کم نور آنالوگ کنترل چرخه به چرخه جریان مستقیم LED است. به عبارت ساده، این حفظ جریان LED در یک سطح ثابت است. کم نور آنالوگ یا با تنظیم مقاومت حسی جریان R SNS یا با تغییر سطح ولتاژ DC اعمال شده به پایه DIM (یا پایه مشابه) درایور LED انجام می شود. هر دو نمونه کنترل آنالوگ در شکل 2 نشان داده شده است.

کم نور آنالوگ با کنترل R SNS

از شکل 2 می توان دید که برای یک ولتاژ مرجع ثابت در پایه CS، تغییر مقدار R SNS باعث تغییر متناظر در جریان LED می شود. اگر امکان یافتن پتانسیومتری با مقاومت کمتر از یک اهم وجود داشت که بتواند جریان های LED بالا را تحمل کند، این روش کاهش نور حق وجود داشت.

کاهش نور آنالوگ از طریق کنترل ولتاژ تغذیه از طریق پین CS

یک روش پیچیده تر شامل کنترل چرخه به چرخه مستقیم جریان LED با استفاده از پین CS است. برای انجام این کار، در یک حالت معمولی، یک منبع ولتاژ گرفته شده از سنسور جریان LED و بافر توسط یک تقویت کننده در حلقه بازخورد گنجانده شده است (شکل 2). برای تنظیم جریان LED، می توانید بهره تقویت کننده را کنترل کنید. افزودن عملکردهای اضافی به این مدار بازخورد آسان است، مانند حفاظت از جریان و دما.

نقطه ضعف کم نور آنالوگ این است که دمای رنگ نور ساطع شده می تواند تحت تأثیر جریان رو به جلو LED قرار گیرد. در مواردی که تغییر رنگ درخشش غیرقابل قبول است، نمی توان از کاهش نور LED توسط تنظیم جریان مستقیم استفاده کرد.

کم نور با استفاده از PWM

کاهش نور با استفاده از PWM شامل کنترل لحظات روشن و خاموش کردن جریان از طریق یک LED است که با فرکانس نسبتاً بالایی تکرار می شود، که با در نظر گرفتن فیزیولوژی چشم انسان، نباید کمتر از 200 هرتز باشد. در غیر این صورت، یک اثر سوسو زدن ممکن است رخ دهد.

جریان متوسط ​​از طریق LED اکنون متناسب با چرخه وظیفه می شود و به صورت زیر بیان می شود:

I DIM-LED = D DIM × I LED

I DIM-LED - جریان متوسط ​​از طریق LED،
D DIM - چرخه وظیفه پالس های PWM،
I LED - جریان نامی LED، با انتخاب مقدار مقاومت R SNS تنظیم می شود (شکل 3 را ببینید).

شکل 3.

مدولاسیون درایور LED

بسیاری از درایورهای LED مدرن دارای یک ورودی DIM ویژه هستند که سیگنال‌های PWM را می‌توان در طیف وسیعی از فرکانس‌ها و دامنه‌ها عرضه کرد. ورودی یک رابط ساده با مدارهای منطقی خارجی فراهم می کند و به شما امکان می دهد خروجی مبدل را بدون تاخیر در راه اندازی مجدد درایور روشن و خاموش کنید، بدون اینکه بر عملکرد سایر اجزای تراشه تأثیر بگذارد. تعدادی از توابع اضافی را می توان با استفاده از پین های فعال خروجی و منطق کمکی پیاده سازی کرد.

کاهش نور PWM دو سیمه

کم نور دو سیم PWM در مدارهای روشنایی داخلی خودرو محبوبیت پیدا کرده است. اگر ولتاژ در پین VINS 70٪ کمتر از ولتاژ VIN شود (شکل 3)، ماسفت برق داخلی غیرفعال شده و جریان عبوری از LED خاموش می شود. عیب این روش نیاز به داشتن مدار تهویه کننده سیگنال PWM در منبع تغذیه مبدل است.

کم نور کردن سریع PWM با دستگاه شنت

تأخیر در لحظه های روشن و خاموش کردن خروجی مبدل فرکانس PWM و محدوده تغییر در چرخه کار را محدود می کند. برای حل این مشکل، می توانید یک دستگاه شنت مانند ترانزیستور ماسفت نشان داده شده در شکل 4a را به موازات LED یا رشته ای از LED ها وصل کنید تا به سرعت جریان خروجی مبدل را که LED(ها) را دور می زند. ).

آ)
ب)
شکل 4.	کاهش نور سریع PWM (a)، اشکال جریان و ولتاژ (b).

جریان سلف در زمانی که LED خاموش است پیوسته می ماند و به همین دلیل افزایش و کاهش جریان دیگر به تأخیر نمی افتد. اکنون زمان افزایش و سقوط تنها با ویژگی های ترانزیستور ماسفت محدود می شود. شکل 4a یک نمودار مداری را نشان می دهد که یک ترانزیستور شنت را به یک LED که توسط یک درایور LM3406 هدایت می شود، وصل می کند، و شکل 4b شکل موج هایی را نشان می دهد که تفاوت در نتایج به دست آمده هنگام کاهش نور با استفاده از پایه DIM (بالا) و هنگام اتصال ترانزیستور شنت (پایین) را نشان می دهد. در هر دو مورد، ظرفیت خروجی 10 nF بود. نوع ترانزیستور Shunt MOSFET .

هنگام شنت جریان LED های کنترل شده توسط مبدل ها با تثبیت جریان، باید احتمال افزایش جریان در هنگام روشن شدن ترانزیستور MOSFET را در نظر گرفت. خانواده درایورهای LED LM340x دارای زمانبندی روشن شدن مبدل برای کمک به رفع مشکلات انتشار هستند. برای حفظ حداکثر سرعت روشن/خاموش، ظرفیت خازنی بین پایانه های LED باید به حداقل برسد.

یک نقطه ضعف قابل توجه کاهش نور سریع PWM، در مقایسه با روش مدولاسیون خروجی مبدل، کاهش راندمان است. هنگامی که دستگاه شنت باز است، برق را دفع می کند که به صورت گرما آزاد می شود. برای کاهش چنین تلفاتی، باید ترانزیستورهای ماسفت با حداقل مقاومت کانال باز R DS-ON را انتخاب کنید.

دیمر چند حالته LM3409

• "ابزار" چشم خوب است، اما بدون مقادیر "عددی". فقط یک طیف سنج می تواند چیزی خاص را نشان دهد. لینک کنید لطفا و آیا به طور جدی معتقدید که کاری در خارج از "چین" (کشورهای آسیایی) انجام می شود؟
• لینک کنید لطفا
• =Vlad-Perm;111436][B]Vladimir_007 [B]"برای افزایش طول عمر، چندین LED دیگر در کنار آن قرار می‌گیرند (جلو به انتها)"؟ - من یه عالمه ال ای دی نزدیکم برای افزایش روشنایی کلی........... عذر میخوام دوباره تصادفی با این تاپیک برخورد کردم. شماره های 6 - 8 پیش در پیلوت رادیو مقاله ای بود که من هم تذکر خود را درج کردم. ذکر کردن کیفیت محصولات LED در چند مجله پیش از این، یک مقاله در مورد چراغ های جلو در مورد گرمای بیش از حد LED بود. بنابراین 6 - 8 شماره پیش در مقاله یک مدار درایور وجود داشت که یک سوئیچ حلقه ای برای 4 کانال است. "با تشکر از درایور، ما طول عمر LED را 4 برابر افزایش می دهیم، زیرا 4 برابر کمتر کار می کند، همچنین 2_th +، مدت زمان عملکرد کریستال دیود با نمودار به طور تصاعدی طول عمر را افزایش می دهد. کاهش دمای کریستال" - تقریباً کلمه به کلمه از حافظه . در مورد عکاسی از چراغ های جلو، LED یک بارق برای چشم انسان است، اما با سرعت سوئیچ بسیار بالا و تا کنون هیچ کس به افزایش (افترلو) LED پس از قطع برق افتخار نکرده است.
• [b]Vladimir_666 عزیز، سلام. چرا این تصمیم را گرفتی؟ هنگامی که LED با جریان مستقیم تغذیه می شود، یک جریان پیوسته از تابش نور تشکیل می شود. هنگامی که توسط جریان پالسی تغذیه می شود، پالس های نور تشکیل می شوند. LED [B] بدون اینرسی است. این ویژگی قابل توجه به طور گسترده ای در هنگام انتقال اطلاعات دیجیتال از طریق فیبر نوری با سرعت ده ها گیگابایت در ثانیه یا بیشتر استفاده می شود. همچنین به یک فسفر مناسب نیاز دارد که نور پس از آن ایجاد نکند. من فکر می کنم شما این را به خوبی درک می کنید. هنگامی که در مورد یک بارق صحبت می کنید، واضح است که منظور شما کوانتوم های جداگانه نور است. اما آنها هنوز یاد نگرفته اند که چگونه از آنها به طور جداگانه استفاده کنند. مشخص نیست چه کسی و چرا رای منفی داده است؟
• [b] SATIR، شما تا حدی چمن هستید زیرا [I] LED بدون اینرسی است. این در مورد LED های بدون تراشه صادق است. ال ای دی های سفید که برای روشنایی ساخته شده اند دارای لایه ای از فسفر هستند. و مقداری زمان درخشش پس از نور (چند میلی ثانیه) دارد که وقتی توسط پالس هایی با فرکانس کیلوهرتز تغذیه می شود، کاملاً کافی است. علاوه بر این، یک خازن فیلتر نیز در درایورها نصب شده است.
• [b]lllll عزیز، سلام. کاملا با شما، کاملا. موافقم، فسفر تنها یکی از لوازم جانبی خود LED است تا خواص لازم را به آن بدهد.
• عصر بخیر. منظور من از کلمه بارق با فرکانس بالا دقیقاً یک بارق بود. اگر درخشش یک لامپ معمولی را با حداکثر ولتاژ 220 ولت و حداقل 0 و این با فرکانس 50 هرتز بگیرید - دمای رشته در 220 ولت 2200 درجه است، اما زمانی که ولتاژ به 0 کاهش یابد و افزایش یابد. دوباره به 220 ولت، دمای رشته به 0 نمی رسد، اما به 1500 - 1800 درجه کاهش می یابد، که همان چیزی است که ما "با چشم غیر مسلح" می بینیم. در مورد LED، اصل عملکرد آنها یک بارق است، با سرعت سوئیچ بالا، که برای چشم انسان قابل مشاهده نیست، اما این بدان معنا نیست که بینایی را تحت تاثیر قرار نمی دهد. در مورد انتقال داده ها گیگابایت در ثانیه - معمولاً انتقال داده ها منتقل می شود (به کد مورس چراغ چشمک زن) ، من می دانم که یک نفر (-) را قرار می دهد ، می توانید احمق باشید ، اگر طبق نظرات مردم ، خود را در نظر بگیرید به همان اندازه باهوش باشید - خودتان تصمیم بگیرید که کجا یک لامپ دائم در حال سوختن دارید و کدام یک از ما باید آن را روشن کنیم -.
• خوب، مانند 50 هرتز. این دو موج نیمه سینوسی هستند و در واقع با فرکانس 100 هرتز چشمک می زنند. و ولتاژ دامنه حدود 300 ولت است. چه کسی این را به شما گفته است؟ یا کجا اینو خوندی؟ در مورد اصل کار در Wik بخوانید، اما به نظر می رسد موضوع در مورد تغذیه LED ها باشد. یک درایور معمولی به طور مداوم LED را تغذیه می کند. کنترل‌کننده‌های PWM تنها در صورتی استفاده می‌شوند که نیاز به کاهش ارزان روشنایی درخشش داشته باشید. یک درایور خوب، دوباره، می تواند جریان را به LED بدون استفاده از PWM کاهش دهد. PWM در چراغ قوه های چند حالته استفاده می شود - و اگر راننده حداقل تا حدودی کافی باشد، فرکانس PWM از چندین کیلوهرتز است. در هنگام استفاده کاملاً غیر قابل توجه است. بله، برای من هم، وقتی هارد دیسک داده ها را منتقل می کند، "چراغ" (LED) چشمک می زند، به سرعت چشمک می زند! او است که داده ها را منتقل می کند!
• به Vladimir666 دست نزنید. او نمی فهمد LED چگونه کار می کند. و معلوم است که او نمی فهمد. او برای خودش توضیح نادرستی ارائه کرد و آن را به چپ و راست همه را هل داد.
• تمام موارد فوق دقیقا برعکس است
• ctc655 فکر می کنم به شکل واضحی برای شما توضیح دادم که اگر می خواهید با اقدامات غیرحرفه ای خود از تولید کنندگان LED محافظت کنید، یک لامپ دائماً در حال سوختن نمی تواند اطلاعات را منتقل کند.
• با تشکر Vladimir666. نظر من نسبت به شما بهتر نشده است. افسوس. حتی در دوران کودکی، حدود 38 سال پیش، آنها یک تلفن سبک با استفاده از یک لامپ درست کردند. با جریان مستقیم تغذیه می شد. کار کرد. او اطلاعاتی را منتقل کرد. یک چیز دیگر این است که به اصطلاح با چه سرعتی. اما تصور شما از نحوه کار یک LED مزخرف است. یا آن را به عنوان یک شکاف جرقه یا به عنوان چراغ بارق دارید. جوانان احترام می گذارند و بعد شروع می کنند به حرف های بیهوده. اگر درک آن سخت است، اذیت نکنید. برای این ما -1 دریافت کردیم. این یک ارزیابی از آموزنده بودن پیام است. پیام های شما نه تنها آموزنده نیستند، بلکه تصور اشتباهی از موضوع ارائه می دهند. جایی که چنین مزخرف بزرگی وجود ندارد، من چیزی قرار نمی دهم.
• دوباره به تاپیک همین سایت نگاه کنید تا دلیل آن مشخص شود! http://www..php?p=199007#post199007 بحث: دستگاه های روشنایی مبتنی بر LED های AC در حال یافتن جایگاه خود هستند و احتمالاً من 10 یا 30 ساله نیستم، اما خواهد بود خواندن برای شما مفید است دانش را علاوه بر یک دستگاه پیشرفته با اتصال p-n افزایش دهید. من تعجب می کنم که شما چگونه اطلاعات را 30 سال پیش با یک لامپ روشن در جریان مستقیم منتقل می کردید؟ تمام وسایل روشنایی، بدون توجه به - اپتوکوپلر، اپتوتریستور و غیره. همه کار به دلیل وقفه در جریان نور. شاید یک پتنت به طور خاص برای این ایجاد شده است؟
• توجیه یا تایید کنید. من یک "مهندس الکترونیک" هستم - لازم نیست از نظر اصطلاحات محدود باشید. این واقعیت که درایور (با ولتاژ 220 ولت) بر اساس مدار AC (220 ولت) - DC (300 ولت) - AC PWM - DC (جریان مورد نیاز پایدار CC) - CC به LED کار می کند باعث نمی شود تنظیم کننده PWM. (این را می توان به سادگی یکسو کننده ولتاژ نیز نامید!) فیدبک PWM به سادگی یکی از راه های حفظ روشنایی (جریان) ثابت LED است. اما شما می توانید روشنایی را به دو روش تنظیم کنید: در زنجیره مشخص شده در "AS PWM"، علاوه بر این، یک تنظیم "پر" را وارد کنید (LED توسط یک جریان ثابت قابل تنظیم تغذیه می شود) یا PWM را مستقیماً [B] میانگین جریان را تنظیم کنید. در هر نور در حالت اول، با یک جریان پایدار تغذیه می شود (بدون موج!) در حالت دوم، LED توسط "پالس" تغذیه می شود و آنها، در اصل، قابل مشاهده هستند. (نه لزوما با چشم - در چراغ قوه فرکانس های 200 هرتز و 9 کیلوهرتز را دیده ام.) استفاده از کد مورس - آیا این انتقال اطلاعات نیست؟
• صادقانه بگویم، نمی دانم چرا باید یک حقیقت شناخته شده را تأیید کنم. شاید، البته، برخی تفاوت های ظریف در توسعه درایورهای قابل تنظیم وجود داشته باشد (و باید باشند). من هنوز این کار را نکرده ام. بنابراین، روش های تنظیمی که شما پیشنهاد می کنید، حق حیات دارند. اما هر کدام متفاوت استفاده می شود. در مورد کد مورس بله، این انتقال اطلاعات است، اما با وقفه در شار نور. و آن تلفن نوری با تغییر روشنایی لامپ بدون خاموش شدن کار می کرد. در غیاب سخن، چراغ مدام روشن بود. نمودار را پیدا نکردم ما این کار را در یک دایره انجام دادیم و هنوز عادت به ترسیم نمودارها را نداشتیم. همچنین، برخی از اپتوکوپلرهای بسته، مثلاً مقاومت، می توانند بدون قطع جریان نور کار کنند.
• [b]ctc655 عزیز، سلام. [B] کاملاً حق با شماست. روش مشابهی برای انتقال صدا هنوز در سینما استفاده می شود. در امتداد لبه فیلم یک مسیر نوری وجود دارد که شار نور را تعدیل می کند که به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود. روش از زمان اختراع سینمای صدا وجود داشته است! او بود که تیپرها را نابود کرد.
• یه جورایی اینو فراموش کردم اگرچه ممکن است اکنون متفاوت باشد. راستش خیلی وقت بود که به سینما علاقه نداشتم.
• من استدلال نمی کنم که بدون خاموش شدن چراغ ها، مدارها می توانند متفاوت باشند، از منطق معمولی گرفته تا مقایسه کننده های 554CA..(3)، شما فقط می توانید لامپ را روشن کنید و "پرچم" را جلوی لامپ بکشید. اما انتقال سیگنال همیشه با تغییر "1" و "0" کار می کند.
• در دستگاه های دیجیتال - بله. آیا حسگرهای سطح نور هنگام خاموش شدن لامپ یا خورشید نیز کار می کنند؟ علاوه بر این، سطح روشنایی قابل تنظیم است......
• موضوع یا مناقشه قبلی، اگر آن را بخوانید، در مورد انتقال داده "ظاهراً با یک لامپ دائما در حال سوختن" از منبع جریان مستقیم، یعنی باتری یا منبع تغذیه تثبیت شده بود. (نمیخواهم این موضوع را مطرح کنم که ولتاژ متناوب کجا تمام می شود و ولتاژ ثابت شروع می شود، زیرا در حال حاضر در اینترنت بحث های زیادی در مورد این موضوع وجود دارد که از خود باتری شروع می شود ...) برای سطح نور، در مورد سنسورهای حرکتی صحبت می کنید یا نور شبانه اطراف ویترین؟ به نظر می رسد که در 1_x نور در مفهوم معمول کمی با موضوع متناقض است، اما اصل تقریباً یکسان است!

هر آماتور رادیویی با ریزمدار NE555 (مشابه KR1006) آشنا است. تطبیق پذیری آن به شما امکان می دهد طیف گسترده ای از محصولات خانگی را طراحی کنید: از یک پالس ساده تک ویبراتور با دو عنصر در مهار تا یک مدولاتور چند جزئی. در این مقاله مدار روشن کردن تایمر در حالت یک مولد پالس مستطیلی با تنظیم عرض پالس مورد بحث قرار خواهد گرفت.

طرح و اصل عملکرد آن

با توسعه LED های پرقدرت، NE555 دوباره به عنوان یک دیمر وارد عرصه شد و مزایای غیرقابل انکار خود را یادآور شد. دستگاه های مبتنی بر آن به دانش عمیق الکترونیک نیاز ندارند، به سرعت مونتاژ می شوند و با اطمینان کار می کنند.

مشخص است که روشنایی یک LED را می توان به دو روش کنترل کرد: آنالوگ و پالس. روش اول شامل تغییر مقدار دامنه جریان مستقیم از طریق LED است. این روش یک اشکال قابل توجه دارد - راندمان پایین. روش دوم شامل تغییر عرض پالس (ضریب وظیفه) جریان با فرکانس از 200 هرتز به چندین کیلوهرتز است. در چنین فرکانس هایی، سوسو زدن LED ها برای چشم انسان نامرئی است. مدار یک رگولاتور PWM با یک ترانزیستور خروجی قدرتمند در شکل نشان داده شده است. این می تواند از 4.5 تا 18 ولت کار کند، که نشان دهنده توانایی کنترل روشنایی هر دو LED قدرتمند و کل نوار LED است. محدوده تنظیم روشنایی بین 5 تا 95 درصد است. این دستگاه یک نسخه اصلاح شده از یک مولد پالس مستطیلی است. فرکانس این پالس ها به ظرفیت C1 و مقاومت های R1، R2 بستگی دارد و با فرمول: f=1/(ln2*(R1+2*R2)*C1)، هرتز تعیین می شود.

اصل عملکرد کنترل الکترونیکی روشنایی به شرح زیر است. در لحظه اعمال ولتاژ تغذیه، خازن از طریق مدار شروع به شارژ شدن می کند: +Usupply – R2 – VD1 –R1 –C1 – –Usupply. به محض اینکه ولتاژ روی آن به سطح 2/3U رسید، ترانزیستور تایمر داخلی باز می شود و فرآیند تخلیه آغاز می شود. تخلیه از صفحه بالایی C1 و بیشتر در طول مدار شروع می شود: R1 – VD2 –7 پین آی سی – منبع تغذیه -U. با رسیدن به علامت 1/3U، ترانزیستور قدرت تایمر بسته می شود و C1 دوباره شروع به افزایش ظرفیت می کند. متعاقبا، این فرآیند به صورت چرخه ای تکرار می شود و پالس های مستطیلی شکل در پین 3 تشکیل می شود.

تغییر مقاومت مقاومت پیرایش منجر به کاهش (افزایش) زمان پالس در خروجی تایمر (پین 3) می شود و در نتیجه مقدار متوسط ​​سیگنال خروجی کاهش (افزایش) می یابد. دنباله پالس های تولید شده از طریق مقاومت محدود کننده جریان R3 به گیت VT1، که طبق مداری با یک منبع مشترک متصل می شود، عرضه می شود. بار به شکل یک نوار LED یا LED های پرقدرت متصل به ترتیب به مدار تخلیه باز VT1 متصل می شود.

در این حالت یک ترانزیستور ماسفت قدرتمند با حداکثر جریان تخلیه 13 آمپر نصب می شود. این به شما امکان می دهد تا درخشش یک نوار LED به طول چندین متر را کنترل کنید. اما ممکن است ترانزیستور به یک هیت سینک نیاز داشته باشد.

مسدود کردن خازن C2 تأثیر نویزهایی را که ممکن است در طول مدار برق هنگام سوئیچ کردن تایمر ایجاد شود، از بین می برد. مقدار ظرفیت آن می تواند در محدوده 0.01-0.1 μF باشد.

برد و قطعات مونتاژ کنترل روشنایی

برد مدار چاپی یک طرفه دارای ابعاد 22x24 میلی متر می باشد. همانطور که از تصویر می بینید، هیچ چیز اضافی روی آن وجود ندارد که بتواند سؤالاتی را ایجاد کند.

پس از مونتاژ، مدار دیمر PWM نیازی به تنظیم ندارد و برد مدار چاپی به راحتی با دستان شما ساخته می شود. برد، علاوه بر مقاومت تنظیم، از عناصر SMD استفاده می کند.

• DA1 - آی سی NE555؛
• VT1 - ترانزیستور اثر میدانی IRF7413.
• VD1، VD2 - 1N4007؛
• R1 - 50 کیلو اهم، برش؛
• R2، R3 - 1 کیلو اهم؛
• C1 - 0.1 µF;
• C2 - 0.01 µF.

ترانزیستور VT1 باید بسته به قدرت بار انتخاب شود. به عنوان مثال، برای تغییر روشنایی یک LED یک وات، یک ترانزیستور دوقطبی با حداکثر جریان مجاز کلکتور 500 میلی آمپر کافی خواهد بود.

روشنایی نوار LED باید از یک منبع ولتاژ +12 ولت کنترل شود و با ولتاژ تغذیه آن مطابقت داشته باشد. در حالت ایده آل، تنظیم کننده باید توسط یک منبع تغذیه تثبیت شده که به طور خاص برای نوار طراحی شده است، تغذیه شود.

بار در قالب LED های پرقدرت جداگانه به طور متفاوتی تغذیه می شود. در این مورد، منبع تغذیه دیمر یک تثبیت کننده جریان است (که درایور LED نیز نامیده می شود). جریان خروجی نامی آن باید با جریان LED های متصل به صورت سری مطابقت داشته باشد.

همچنین بخوانید

تراشه NCP1014یک کنترلر PWM با فرکانس تبدیل ثابت و سوئیچ ولتاژ بالا داخلی است. بلوک‌های داخلی اضافی که به‌عنوان بخشی از ریزمدار اجرا می‌شوند (شکل 1 را ببینید) به آن اجازه می‌دهد تا طیف وسیعی از نیازهای عملکردی را برای منابع تغذیه مدرن فراهم کند.

برنج. 1.

کنترلرهای سری NCP101Xدر مقاله ای توسط کنستانتین استارووف در شماره 3 مجله برای سال 2010 به تفصیل مورد بحث قرار گرفت، بنابراین، در مقاله ما خود را به در نظر گرفتن ویژگی های کلیدی ریزمدار NCP1014 محدود می کنیم و بر در نظر گرفتن ویژگی های محاسبات و محاسبات تمرکز می کنیم. مکانیسم عملیاتی IP ارائه شده در طراحی مرجع.

ویژگی های کنترلر NCP1014

• ترانزیستور خروجی 700 ولت ماسفت با مقاومت پایین کانال (11 اهم)؛
• ارائه جریان خروجی درایور تا 450 میلی آمپر؛
• توانایی کار در چندین فرکانس تبدیل ثابت - 65 و 100 کیلوهرتز.
• فرکانس تبدیل در ± 3...6٪ نسبت به مقدار از پیش تعیین شده آن تغییر می کند، که به شما امکان می دهد قدرت تداخل تابشی را در یک محدوده فرکانس مشخص "تار" کنید و در نتیجه سطح EMI را کاهش دهید.
• سیستم منبع تغذیه با ولتاژ بالا داخلی قادر به اطمینان از عملکرد ریز مدار بدون استفاده از ترانسفورماتور با سیم پیچ کمکی سوم است که سیم پیچ ترانسفورماتور را بسیار ساده می کند. این ویژگی توسط سازنده به عنوان DSS ( خود تامین دینامیک- منبع تغذیه دینامیکی مستقل)، اما استفاده از آن قدرت خروجی IP را محدود می کند.
• توانایی کار با حداکثر راندمان در جریان های بار کم به لطف حالت انتقال پالس PWM، که اجازه می دهد تا قدرت بدون بار کم - بیش از 100 میلی وات هنگامی که ریز مدار از سیم پیچ کمکی سوم ترانسفورماتور تغذیه می شود.
• انتقال به حالت پرش پالس زمانی اتفاق می‌افتد که مصرف جریان بار از مقدار اسمی به مقدار 0.25 کاهش می‌یابد، که مشکل تولید نویز صوتی را حتی در هنگام استفاده از ترانسفورماتورهای پالس ارزان قیمت از بین می‌برد.
• تابع شروع نرم (1 میلی ثانیه)؛
• پین بازخورد ولتاژ مستقیماً به خروجی اپتوکوپلر متصل است.
• یک سیستم حفاظت از اتصال کوتاه با بازگشت بعدی به عملکرد عادی پس از حذف آن اجرا شده است. این عملکرد به شما امکان می دهد هم اتصال کوتاه مستقیم در بار و هم وضعیت با یک مدار بازخورد باز را در صورت آسیب به اپتوکوپلر جداکننده نظارت کنید.
• مکانیزم داخلی محافظت در برابر گرمای بیش از حد

کنترلر NCP1014 در سه نوع بسته موجود است - SOT-223، PDIP-7 و PDIP-7 GULLWING (نگاه کنید به شکل 2) با آرایش پین اوت نشان داده شده در شکل. 3. آخرین پکیج نسخه ویژه پکیج PDIP-7 با قالب گیری پین مخصوص است که آن را برای نصب روی سطح مناسب می کند.

برنج. 2.

برنج. 3.

نمودار کاربرد معمولی کنترلر NCP1014 در Flyback ( فلایبک) مبدل در شکل 4 نشان داده شده است.

برنج. 4.

روش محاسبه IP بر اساس کنترلر NCP1014

بیایید روش محاسبه گام به گام مبدل فلای بک را بر اساس NCP1014 با استفاده از مثال طراحی مرجع منبع تغذیه با توان خروجی حداکثر 5 وات برای تغذیه یک سیستم از سه LED متصل به سری در نظر بگیریم. ال ای دی های سفید یک وات با جریان عادی سازی 350 میلی آمپر و افت ولتاژ 3.9 ولت جزو ال ای دی ها محسوب می شوند.

اولین گامتعیین مشخصات ورودی، خروجی و توان IP توسعه یافته است:

• محدوده ولتاژ ورودی - Vac(min) = 85V، Vac(max) = 265V.
• پارامترهای خروجی - Vout = 3x3.9V ≈ 11.75V، Iout = 350mA.
• توان خروجی - Pout = VoutхIout = 11.75 Vх0.35 A ≈ 4.1 W
• توان ورودی - پین = Pout/h، که در آن h راندمان تخمین زده شده = 78٪

پین=4.1W/0.78=5.25W

• محدوده ولتاژ ورودی DC

Vdc(min) = Vdc(min) x 1.41 = 85 x 1.41 = 120 V (dc)

Vdc(حداکثر) = Vdc(حداکثر) x 1.41 = 265 x 1.41 = 375 ولت (dc)

• متوسط ​​جریان ورودی - Iin (متوسط) = پین / Vdc (دقیقه) ≈ 5.25/120 ≈ 44 میلی آمپر
• حداکثر جریان ورودی - Ipeak = 5xIin (میانگین) ≈ 220 میلی آمپر.

اولین لینک ورودی فیوز و فیلتر EMI است و انتخاب آنها می باشد مرحله دومهنگام طراحی IP فیوز باید بر اساس مقدار جریان قطعی انتخاب شود و در طرح ارائه شده، فیوز با جریان قطعی 2 A انتخاب شده است سرکوب نویز حالت مشترک و دیفرانسیل تا حد زیادی به توپولوژی برد مدار چاپی و همچنین نزدیکی فیلتر به کانکتور برق بستگی دارد.

مرحله سوممحاسبه پارامترها و انتخاب یک پل دیودی است. پارامترهای کلیدی در اینجا عبارتند از:

• ولتاژ دیود معکوس (مسدود کننده) مجاز - VR ≥ Vdc(max) = 375V.
• جریان دیود رو به جلو - IF ≥ 1.5xIin(avg) = 1.5x0.044 = 66mA;
• جریان اضافه بار مجاز ( افزایش جریان) که می تواند به پنج برابر جریان متوسط ​​برسد:

IFSM ≥ 5 x IF = 5 x 0.066 = 330 میلی آمپر.

مرحله چهارممحاسبه پارامترهای خازن ورودی نصب شده در خروجی پل دیود است. اندازه خازن ورودی با مقدار پیک ولتاژ ورودی اصلاح شده و سطح مشخص شده ریپل ورودی تعیین می شود. یک خازن ورودی بزرگتر مقادیر ریپل کمتری را ارائه می دهد، اما جریان هجومی منبع تغذیه را افزایش می دهد. به طور کلی، ظرفیت خازن با فرمول زیر تعیین می شود:

سین = پین/، کجا

fac فرکانس شبکه AC است (60 هرتز برای طراحی در نظر گرفته شده).

DV سطح موجی مجاز است (20% Vdc(min) در مورد ما).

Cin = 5.25 / = 17 µF.

در مورد ما، ما یک خازن الکترولیتی آلومینیومی با ظرفیت 33 μF انتخاب می کنیم.

مرحله پنجم و اصلیمحاسبه یک محصول سیم پیچ - یک ترانسفورماتور پالس است. محاسبه ترانسفورماتور پیچیده ترین، مهم ترین و "لطیف ترین" بخش کل محاسبه منبع برق است. عملکرد اصلی ترانسفورماتور در مبدل فلای بک عبارت است از انباشت انرژی در هنگام بسته شدن کلید کنترل و عبور جریان از سیم پیچ اولیه آن و سپس انتقال آن به سیم پیچ ثانویه هنگامی که برق قسمت اصلی مدار قطع می شود. .

با در نظر گرفتن مشخصات ورودی و خروجی منبع تغذیه محاسبه شده در مرحله اول و همچنین الزامات اطمینان از عملکرد منبع تغذیه در حالت جریان پیوسته ترانسفورماتور، حداکثر مقدار ضریب پر ( چرخه کار) برابر با 48 درصد است. ما تمام محاسبات ترانسفورماتور را بر اساس این مقدار ضریب پر انجام خواهیم داد. اجازه دهید مقادیر محاسبه شده و مشخص شده پارامترهای کلیدی را خلاصه کنیم:

• فرکانس کاری کنترلر fop= 100 کیلوهرتز
• ضریب پر کردن dmax= 48%
• حداقل ولتاژ ورودی Vin(min) = Vdc(min) - 20% = 96V
• توان خروجی Pout= 4.1W
• ارزش بازده تخمینی = 78%
• مقدار پیک جریان ورودی Ipeak= 220mA

اکنون می توانیم اندوکتانس سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور را محاسبه کنیم:

Lpri = Vin(min) x dmax/(Ipeak x fop) = 2.09 mH

نسبت تعداد چرخش سیم پیچ ها با معادله تعیین می شود:

Npri/Nsec = Vdc(min) x dmax/(Vout + V F x (1 - dmax)) ≈ 7

تنها کاری که باید انجام دهیم این است که توانایی ترانسفورماتور برای "پمپ" کردن توان خروجی مورد نیاز از طریق خود را بررسی کنیم. این را می توان با استفاده از معادله زیر انجام داد:

پین (هسته) = Lpri x I 2 اوج x fop/2 ≥ Pout

پین (هسته) = 2.09 mH x 0.22 2 x 100 kHz/2 = 5.05 W ≥ 4.1 W.

از نتایج به دست می آید که ترانسفورماتور ما می تواند توان مورد نیاز را پمپ کند.

قابل ذکر است که در اینجا ما محاسبه کاملی از پارامترهای ترانسفورماتور ارائه نکرده ایم، بلکه فقط مشخصات القایی آن را تعیین کرده و قدرت کافی راه حل انتخابی را نشان داده ایم. آثار زیادی در مورد محاسبه ترانسفورماتور نوشته شده است و خواننده می تواند روش های محاسبه مورد علاقه را پیدا کند، به عنوان مثال، در یا. پوشش این تکنیک ها از حوصله این مقاله خارج است.

مدار الکتریکی منبع تغذیه، مطابق با محاسبات انجام شده، در شکل 5 ارائه شده است.

برنج. 5.

اکنون زمان آن است که با ویژگی های راه حل فوق آشنا شوید که محاسبه آن در بالا ذکر نشده است، اما برای عملکرد IP ما و درک ویژگی های اجرای مکانیسم های حفاظتی پیاده سازی شده توسط NCP1014 از اهمیت بالایی برخوردار است. کنترل کننده

ویژگی های عملکرد مداری که IP را پیاده سازی می کند

بخش ثانویه مدار از دو بلوک اصلی تشکیل شده است - یک واحد برای انتقال جریان به بار و یک واحد منبع تغذیه برای مدار بازخورد.

هنگامی که سوئیچ کنترل بسته است (حالت مستقیم)، مدار منبع تغذیه مدار بازخورد کار می کند که روی دیود D6، مقاومت تنظیم جریان R3، خازن C5 و دیود زنر D7 اجرا می شود، که همراه با دیود D8 ولتاژ تغذیه مورد نیاز را تنظیم می کند. 5.1 ولت) رگولاتور اپتوکوپلر و شنت IC3.

در طول کورس معکوس، انرژی ذخیره شده در ترانسفورماتور از طریق دیود D10 به بار منتقل می شود. در همان زمان، خازن ذخیره سازی C6 شارژ می شود که موج های خروجی را صاف می کند و ولتاژ تغذیه ثابتی را برای بار فراهم می کند. جریان بار توسط مقاومت R6 تنظیم شده و توسط تنظیم کننده شنت IC3 کنترل می شود.

IP دارای محافظت در برابر قطع بار و اتصال کوتاه بار است. حفاظت از اتصال کوتاه توسط رگولاتور شنت TLV431 انجام می شود که نقش اصلی آن تنظیم کننده مدار سیستم عامل است. یک اتصال کوتاه در شرایط خرابی کوتاه همه LED های بار رخ می دهد (اگر یک یا دو LED از کار بیفتند، عملکرد آنها توسط دیودهای زنر موازی D11...D13 انجام می شود). مقدار مقاومت R6 به گونه ای انتخاب می شود که در جریان بار کاری (در مورد ما 350 میلی آمپر)، افت ولتاژ در آن کمتر از 1.25 ولت باشد. هنگامی که یک اتصال کوتاه رخ می دهد، جریان از طریق R6 به شدت افزایش می یابد، که منجر به باز کردن شنت IC3 و فعال شدن IC2 اپتوکوپلر و کنترل کننده نیرو NCP1014 ولتاژ خروجی را کاهش می دهد.

مکانیسم حفاظت در برابر قطع بار مبتنی بر اتصال دیود زنر D9 به موازات بار است. هنگامی که مدار بار باز می شود و در نتیجه ولتاژ خروجی منبع تغذیه به 47 ولت افزایش می یابد، دیود زنر D9 باز می شود. این اپتوکوپلر را روشن می کند و کنترل کننده را مجبور می کند ولتاژ خروجی را کاهش دهد.

آیا می خواهید شخصاً با NCP1014 ملاقات کنید؟ - اشکالی نداره!

برای کسانی که قبل از شروع توسعه IP خود بر اساس NCP1014، می خواهند مطمئن شوند که این یک راه حل واقعا ساده، قابل اعتماد و موثر است، ONSemiconductor انواع مختلفی از تابلوهای ارزیابی را تولید می کند (به جدول 1، شکل 6 مراجعه کنید؛ برای سفارش در دسترس است. از طریق COMPEL).

میز 1. بررسی هیئت های ارزیابی

کد سفارش	نام	توضیح کوتاه
NCP1014LEDGTGEVB	درایور LED 8 واتی با ضریب توان 0.8	این برد برای نشان دادن امکان ساخت درایور LED با ضریب توان > 0.7 (استاندارد انرژی ستاره) بدون استفاده از تراشه PFC اضافی طراحی شده است. توان خروجی 8 وات این راه حل را برای تامین انرژی سازه هایی مانند Cree XLAMP MC-E که شامل چهار LED سری در یک بسته است، ایده آل می کند.
NCP1014STBUCGEVB	مبدل باک غیر معکوس	این برد گواه این جمله است که کنترلر NCP1014 برای ساخت منابع تغذیه ارزان قیمت برای شرایط عملیاتی سخت کافی است.

برنج. 6.

علاوه بر این، علاوه بر مواردی که در مقاله به آن پرداخته شد، چندین نمونه دیگر از طرح های آماده IP های مختلف وجود دارد. این یک آداپتور AC/DC 5 وات برای تلفن های همراه و یک گزینه IP دیگر برای LED و همچنین تعداد زیادی مقاله در مورد استفاده از کنترلر NCP1014 است که می توانید در وب سایت رسمی شرکت ONSemiconductor پیدا کنید - http://www.onsemi.com/.

شرکت COMPEL توزیع کننده رسمی ONSemiconductor و بنابراین در وب سایت ما است همیشه می توانید اطلاعاتی در مورد در دسترس بودن و هزینه تراشه های تولید شده توسط ONS پیدا کنید و همچنین نمونه های اولیه از جمله NCP1014 را سفارش دهید.

نتیجه

استفاده از کنترلر NCP1014، تولید شده توسط ONS، به شما امکان می دهد مبدل های AC/DC بسیار کارآمد را برای تامین بارها با جریان تثبیت شده توسعه دهید. استفاده صحیح از قابلیت های کلیدی کنترلر به شما امکان می دهد تا از عملکرد ایمن منبع تغذیه نهایی در شرایط باز یا اتصال کوتاه بار با حداقل تعداد قطعات الکترونیکی اضافی اطمینان حاصل کنید.

ادبیات

1. Konstantin Staroverov "استفاده از کنترلرهای NCP101X/102X در توسعه منابع تغذیه شبکه با توان متوسط"، مجله Electronics News, شماره 3، 2010، pp. 7-10.

4. مک ریموند. سوئیچینگ منابع تغذیه. مبانی نظری طراحی و راهنمایی برای کاربرد عملی / ترجمه. از انگلیسی Pryanichnikova S.V., M.: انتشارات Dodeka-XXI، 2008، - 272 pp.: ill.

5. Vdovin S.S. طراحی ترانسفورماتورهای پالسی، L.: Energoatomizdat، 1991، - 208 pp.: ill.

6. TND329-D. "آداپتور AC-DC دوربین مداربسته تلفن همراه 5 واتی"/ http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/TND329-D.PDF.

7. TND371-D. "درایور LED آفلاین برای ENERGY STAR"/ http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/TND371-D.PDF.

دریافت اطلاعات فنی، سفارش نمونه، تحویل - ایمیل:

NCP4589 - تنظیم کننده LDO
با صرفه جویی خودکار انرژی

NCP4589 -رگولاتور جدید 300 میلی آمپر CMOS LDO از نیمه هادی روشن. NCP4589 در بارهای جریان کم به حالت کم مصرف سوئیچ می کند و زمانی که بار خروجی از 3 میلی آمپر بیشتر شد به طور خودکار به حالت "سریع" برمی گردد.

NCP4589 را می توان با انتخاب حالت اجباری (کنترل از طریق ورودی ویژه) در حالت سریع دائمی قرار داد.

ویژگی های اصلی NCP4589:

• محدوده ولتاژ ورودی عملیاتی: 1.4…5.25V
• محدوده ولتاژ خروجی: 0.8…4.0V (0.1V مراحل)
• جریان ورودی در سه حالت:

حالت مصرف کم - 1.0 µA در V OUT< 1,85 В

حالت سریع - 55 µA

حالت ذخیره انرژی - 0.1 µA

• حداقل افت ولتاژ: 230mV در I OUT = 300mA، V OUT = 2.8V
• نسبت سرکوب امواج ولتاژ بالا: 70dB در 1kHz (در حالت سریع).

NCP4620 - تنظیم کننده LDO با محدوده ولتاژ ورودی گسترده

NCP4620 -این یک تنظیم کننده CMOS LDO برای جریان 150 میلی آمپر از است نیمه هادی روشنبا محدوده ولتاژ ورودی از 2.6 تا 10 ولت. دستگاه دارای دقت خروجی بالا - حدود 1٪ - با ضریب دمای پایین ± 80 ppm/°C است.

NCP4620 دارای محافظ در برابر گرمای بیش از حد و ورودی Enable است و در نسخه های استاندارد و Auto Discharge موجود است.

ویژگی های اصلی NCP4620:

• محدوده ولتاژ ورودی عملیاتی از 2.6 تا 10 ولت (حداکثر 12 ولت)
• محدوده ولتاژ خروجی ثابت از 1.2 تا 6.0 ولت (مراحل 100 میلی ولت)
• حداقل افت ولتاژ پیشرو - 165 میلی ولت (در 100 میلی آمپر)
• سرکوب امواج برق - 70 دسی بل
• منبع تغذیه ریز مدار را در صورت گرم شدن بیش از حد تا 165 درجه سانتیگراد خاموش کنید

کنترل‌کننده روشنایی PWM در MK ATmega8، با باتری کار می‌کند و نشانگر شارژ.

این مقاله برای افراد با دانش الکترونیک رادیویی در نظر گرفته شده است، یعنی:

• میکروکنترلر چیست و چگونه آن را فلش کنیم
• تنظیم PWM چیست،
• درایور led چیست

این پروژه برای نصب روی دوچرخه طراحی شده بود. چطور شروع شدند. من و دوستانم اغلب در دوچرخه سواری های شبانه شرکت می کردیم، بنابراین به یک چراغ جلو برای دوچرخه خود نیاز داشتیم. خوب، من نمی خواستم یک چراغ قوه معمولی نصب کنم ... به چیزی کاربردی تر نیاز داشتم. به عنوان مثال، با تنظیم روشنایی "کم / متوسط ​​/ حداکثر" و از آنجایی که قرار بود از باتری لیتیوم یونی به عنوان منبع تغذیه استفاده شود، نشانگر سطح شارژ نیز مورد نیاز بود. من پروژه های مشابه زیادی را در اینترنت دیدم، اما به نوعی برای من مناسب نبودند. به عنوان مثال، من به پروژه هایی برای کنترل کننده های روشنایی PWM برخورد کردم، اما آنها یا نشانگر سطح شارژ نداشتند، یا نشانگر سطح شارژ روی 1...3 LED بود و من از محتوای اطلاعات کمی خوشم نیامد. خوب، این کار را انجام دهید، و من شروع به مونتاژ پروژه خود کردم. بنابراین، به عنوان یک نشانگر شارژ، من 10 LED می گیرم، یا بهتر است بگوییم، من یک "ستون" LED را مانند این می گیرم:

من این "بولارد" LED را از یک فروشگاه آنلاین سفارش دادم (در شهر ما فروشگاه های رادیویی وجود ندارد) ، بنابراین فقط چند هفته دیگر می رسد. در عوض، من 10 LED معمولی را به طور موقت نصب کردم.

من از ATmega8 (یا ATmega328) به عنوان میکروکنترلر کنترل استفاده کردم، زیرا این MK دارای یک ADC است که با آن اندازه گیری سطح شارژ باتری را سازماندهی کردم. این MK همچنین دارای تعداد کافی پین است (و ما می خواهیم تا 10 LED وصل کنیم). این میکروکنترلر در فروشگاه های رادیویی رایج است و نسبتاً ارزان است - در محدوده 50 ... 100 روبل، بسته به طمع فروشگاه و نوع مورد.

برای درک نحوه عملکرد دستگاه، بیایید به بلوک دیاگرام نگاه کنیم:

این مقاله فقط موارد مربوط به کنترلر PWM (سمت چپ بلوک دیاگرام) را توضیح می دهد و شما درایور LED و خود LED را به سلیقه خود انتخاب می کنید که مناسب شماست. درایور ZXSC400 برای من مناسب است، بنابراین از آن به عنوان مثال استفاده می کنم.

کنترلر PWM باید به یک درایور LED که دارای عملکرد کم نور (DIM، PWM و غیره) است، مانند ZXSC400 متصل شود. شما می توانید از هر درایور مناسب دیگری استفاده کنید، به شرط اینکه از کنترل روشنایی PWM پشتیبانی کند و از همان باتری تغذیه شود که کنترل کننده PWM را تغذیه می کند. برای کسانی که نمی‌دانند درایور LED چیست، توضیح می‌دهم: یک درایور لازم است تا LED هم هنگام شارژ شدن باتری و هم وقتی باتری تمام می‌شود به یک اندازه روشن بدرخشد. به عبارت دیگر، درایور LED جریان ثابتی را از طریق LED حفظ می کند.

نمودار مدار معمولی برای روشن کردن درایور LED ZXSC400:

برق این مدار باید به برق رگولاتور PWM ما وصل شود و خروجی PWM از رگولاتور باید به ورودی STDN درایور ZXSC400 متصل شود. پین "STDN" برای تنظیم روشنایی با استفاده از سیگنال PWM استفاده می شود. به روشی مشابه، می توانید یک کنترلر PWM را به بسیاری از درایورهای LED دیگر متصل کنید، اما این یک موضوع جداگانه است.

الگوریتم عملکرد دستگاه هنگامی که برق اعمال می شود، MK سطح شارژ باتری را برای 1 ثانیه نمایش می دهد (در مقیاس LED 10 LED)، سپس مقیاس LED خاموش می شود، MK به حالت صرفه جویی در انرژی می رود و منتظر دستورات کنترل می شود. من تمام کنترل ها را روی یک دکمه قرار دادم تا سیم های کمتری روی دوچرخه بکشم. هنگامی که دکمه را برای بیش از 1 ثانیه نگه دارید، کنترلر PWM روشن می شود و سیگنالی با چرخه کاری 30٪ (1/3 روشنایی LED) به خروجی PWM ارسال می شود. هنگامی که دکمه را دوباره برای بیش از 1 ثانیه فشار دهید، کنترلر PWM خاموش می شود و هیچ سیگنالی به خروجی PWM ارسال نمی شود (0% چرخه کار). وقتی دکمه را برای مدت کوتاهی فشار می دهید، روشنایی از 30٪ - 60٪ - 100٪ تغییر می کند و شارژ باتری به مدت 1 ثانیه نمایش داده می شود. بنابراین، یک بار فشار دادن روشنایی LED را تغییر می دهد و یک فشار طولانی LED را روشن/خاموش می کند. برای آزمایش عملکرد کنترلر PWM، یک LED معمولی را به خروجی آن وصل کردم، اما یک بار دیگر تکرار می کنم - صرفاً به منظور آزمایش عملکرد. در آینده کنترلر PWM را به درایور ZXSC400 متصل خواهم کرد. نحوه عملکرد دستگاه با جزئیات بیشتر و واضح در فیلم (لینک در انتهای مقاله) نشان داده شده است.

نمودار زیر نیز روند تنظیم روشنایی را نشان می دهد:

اگر از این مقادیر روشنایی راضی نیستید چه باید بکنید؟ به عنوان مثال، من می خواهم اینگونه باشد: 1٪، سپس 5٪، سپس 100٪. من برای این گزینه نیز ارائه کرده ام. حالا کاربر می تواند این سه مقدار روشنایی را به هر چیزی که می خواهد تنظیم کند! برای این کار یک برنامه کوچک نوشتم که بر اساس مقادیر دلخواه فایلی برای فلش EEPROM تولید می کند. با فلش کردن این فایل در میکروکنترلر، روشنایی به میزان دلخواه تغییر می کند. من یک اسکرین شات از پنجره برنامه را پیوست می کنم:

اگر فایل EEPROM را فلش نکنید، مقادیر روشنایی "پیش‌فرض" باقی می‌مانند - 30٪، 60٪، 100٪. دستگاهی که به درستی مونتاژ شده است نیازی به پیکربندی ندارد. در صورت تمایل، فقط می توانید حداقل، متوسط ​​و حداکثر روشنایی را به صلاحدید خود تنظیم کنید. برنامه و دستورالعمل استفاده در انتهای مقاله آمده است.

انتخاب باتری برای استفاده من از باتری لیتیوم یونی به دلیل رایج بودن و هزینه کم آن استفاده کردم. اما در مدار من جامپر J1 را قرار دادم که با آن می توانید آنچه را که ما به عنوان قدرت استفاده می کنیم انتخاب کنید.

اگر جامپر J1 در موقعیت "1" باشد، از یک باتری Li-ion استفاده می شود. اگر جامپر J1 در موقعیت "2" باشد، از سه باتری معمولی AAA/AA/C/D استفاده می شود که به صورت سری به هم متصل شده اند. جامپر J1 برای نمایش صحیح سطح شارژ باتری لازم است، زیرا برای باتری لیتیوم یون ولتاژ کار تقریباً در محدوده 3.3...4.2 ولت است و برای باتری های معمولی ولتاژ کار تقریباً 3.0 ... 4.5 ولت است. . من جداول ولتاژ باتری را با قرائت نشانگر در پایین مقاله پیوست کرده ام.

LED های نشانگر LED هایی که میزان شارژ باتری را نشان می دهند می توانند هر چیزی باشند. با تغییر مقدار مقاومت محدود کننده جریان R1 می توانید روشنایی آنها را در محدوده های کوچک تنظیم کنید. برای نمایش سطح شارژ، از یک نشانگر پویا استفاده می شود که به لطف آن صرفه جویی در انرژی حاصل می شود، زیرا تنها یک LED در یک زمان روشن می شود. همچنین می توانید ویدیوی مربوط به نشان دادن میزان شارژ باتری (لینک در انتهای مقاله) را مشاهده کنید.

میکروکنترلر می تواند ATmega8 یا ATmega328 باشد. هر دوی این میکروکنترلرها در ترتیب مخاطبین سازگار هستند و فقط در محتوای "سیستم افزار" متفاوت هستند. من از ATmega328 استفاده کردم زیرا این MK را در انبار داشتم. به منظور کاهش مصرف برق، میکروکنترلر توسط یک نوسان ساز داخلی 1 مگاهرتز RC تغذیه می شود. برنامه میکروکنترلر در محیط 4.3.6.61 (یا 4.3.9.65) نوشته شده است.

مدار از یک ریزمدار منبع ولتاژ مرجع TL431 استفاده می کند. با کمک آن دقت خوبی در اندازه گیری ولتاژ باتری به دست می آید. برق TL431 از پین PC1 میکروکنترلر از طریق مقاومت R3 تامین می شود. ولتاژ تغذیه به TL431 فقط در هنگام نشان دادن سطح شارژ رخ می دهد. پس از خاموش شدن LED های نشانگر، ولتاژ تغذیه قطع می شود و در مصرف باتری صرفه جویی می شود. تراشه TL431 را می توان در منابع تغذیه غیرقابل استفاده از رایانه، در شارژرهای خراب از تلفن های همراه، در سوئیچ کردن منابع تغذیه از لپ تاپ ها و تجهیزات الکترونیکی مختلف یافت. من از TL431 در بسته SOIC-8 (نسخه smd) استفاده کردم، اما TL431 در بسته TO-92 رایج تر است، بنابراین چندین تغییر PCB ایجاد کردم.

درباره شبیه سازی در برنامه " ". پروژه در Proteus به درستی کار نمی کند. با توجه به این که مدل ATmega8 از حالت خواب بیدار نمی شود و همچنین با ترمز، یک نشانگر پویا نمایش داده می شود. اگر پس از شروع پروژه، بلافاصله دکمه را نگه دارید تا کنترلر PWM روشن شود، همه چیز کار می کند. اما به محض اینکه دوباره دکمه را برای خاموش کردن کنترلر PWM نگه دارید، MK به حالت خواب می رود و دوباره بیدار نمی شود (تا زمانی که پروژه مجدداً راه اندازی شود). من پروژه را در Proteus ضمیمه نمی کنم. چه کسی می خواهد بازی کند - بنویس، من پروژه را برای Proteus ارسال می کنم.

مشخصات فنی اصلی:

• ولتاژ تغذیه که عملکرد آن تضمین شده است: 2.8 ... 5 ولت
• فرکانس سیگنال PWM: 244 هرتز
• فرکانس نمایش پویا در مقیاس 10 LED: 488 هرتز (در هر 10 LED) یا 48.8 هرتز (در هر LED)
• تعداد حالت های روشنایی قابل تغییر در یک چرخه: 3 حالت
• کاربر می تواند روشنایی هر حالت را تغییر دهد: بله

در زیر می توانید فریمور MK ATmega8 را دانلود کنیدو ATmega328

شوتوف ماکسیم، ولسک

فهرست عناصر رادیویی

تعیین	تایپ کنید	فرقه	تعداد	توجه داشته باشید	خرید کنید	دفترچه یادداشت من
U1	MK AVR 8 بیتی	ATmega8-16PU	1			به دفترچه یادداشت
U2	آی سی مرجع ولتاژ	TL431ILP	1			به دفترچه یادداشت
	مقاومت ها
R1، R2	مقاومت ثابت SMD 1206	330 اهم	2			به دفترچه یادداشت
R3	مقاومت ثابت SMD 1206	1 کیلو اهم	1			به دفترچه یادداشت
R4	مقاومت ثابت SMD 1206	10 کیلو اهم	1			به دفترچه یادداشت
R5	مقاومت ثابت SMD 1206	47 کیلو اهم	1			به دفترچه یادداشت
	مقاومت ثابت SMD 1206

این مقاله نحوه مونتاژ ساده اما موثر را شرح می دهد کنترل روشنایی LEDبر اساس کنترل روشنایی PWM () LED ها.

LED ها (دیودهای ساطع کننده نور) اجزای بسیار حساسی هستند. اگر جریان یا ولتاژ منبع تغذیه بیش از مقدار مجاز باشد، می تواند منجر به خرابی آنها شود یا عمر مفید آنها را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

به طور معمول، جریان با استفاده از یک مقاومت متصل به طور سری به LED، یا توسط یک تنظیم کننده جریان مدار () محدود می شود. افزایش جریان به ال ای دی شدت درخشش آن را افزایش می دهد و کاهش جریان باعث کاهش آن می شود. یکی از راه های تنظیم روشنایی درخشش استفاده از یک مقاومت متغیر () برای تغییر پویا روشنایی است.

اما این فقط در مورد یک LED منفرد صدق می کند، زیرا حتی در یک دسته ممکن است دیودهایی با شدت لومینسانس متفاوت وجود داشته باشد و این بر درخشش ناهموار گروهی از LED ها تأثیر می گذارد.

مدولاسیون عرض پالس.روش بسیار مؤثرتر تنظیم روشنایی درخشش با استفاده از (PWM) است. با PWM، گروه هایی از LED ها با جریان توصیه شده تامین می شوند و در عین حال، کاهش روشنایی با تامین برق در فرکانس بالا امکان پذیر می شود. تغییر دوره باعث تغییر در روشنایی می شود.

چرخه وظیفه را می توان به عنوان نسبت زمان روشن و خاموش کردن برق عرضه شده به LED نشان داد. فرض کنید، اگر یک چرخه یک ثانیه را در نظر بگیریم و LED زمانی که خاموش است 0.1 ثانیه، و زمانی که روشن است 0.9 ثانیه دوام می آورد، معلوم می شود که درخشش حدود 90٪ مقدار اسمی خواهد بود.

شرح کنترل روشنایی PWM

ساده ترین راه برای دستیابی به این سوئیچینگ فرکانس بالا، استفاده از آی سی است که یکی از رایج ترین و همه کاره ترین آی سی هایی است که تاکنون ساخته شده است. مدار کنترل کننده PWM که در زیر نشان داده شده است برای استفاده به عنوان یک دیمر برای تغذیه LED (12 ولت) یا یک کنترل کننده سرعت برای یک موتور 12 ولت DC طراحی شده است.

در این مدار باید مقاومت مقاومت ها نسبت به ال ای دی ها انتخاب شود تا جریان رو به جلو ۲۵ میلی آمپر را تامین کند. در نتیجه مجموع جریان سه خط LED 75 میلی آمپر خواهد بود. ترانزیستور باید برای جریان حداقل 75 میلی آمپر طراحی شود، اما بهتر است آن را با ذخیره بگیرید.

این مدار دیمر از 5٪ تا 95٪ تنظیم می شود، اما با استفاده از دیودهای ژرمانیوم به جای آن، می توان دامنه را از 1٪ به 99٪ از مقدار اسمی افزایش داد.