Источник питания с низким падением напряжения

Источник питания с низким падением напряжения

Источник питания с низким падением напряжения, чтобы использовать источник питания как можно дольше, важно управлять светодиодом с правильным током. Это также важно в связи с максимальной светоотдачей. Слишком большой ток дает много света, но значительно сокращает срок службы светодиода. Обычно для питания схемы используется источник, аккумулятор или батареи.

На первый взгляд, использование последовательного резистора с низким сопротивлением кажется очень привлекательным для установки ограничения тока. Но у этого простого решения есть два основных недостатка. Во-первых, все еще существует большое тепловыделение, а во-вторых, небольшие изменения напряжения приведут к большим изменениям тока с малым значением сопротивления. Принципиальная схема источник питания с низким падением напряжения представлена на рисунке.
Источник питания с низким падением напряжения
Известно, что светодиоды имеют низкое дифференциальное сопротивление. К счастью, эти проблемы легко преодолеть с помощью небольшого электронного устройства. Из схемы становится понятно, что это довольно классический источник питания. Это сразу ставит под угрозу наиболее важную характеристику светодиода как источника света — его высокую эффективность. Обычно источник тока на управляющем транзисторе есть падение напряжения. Но благодаря использованию современного полевого МОП-транзистора потери энергии здесь могут быть ограничены. Некоторое падение напряжения на измерительном резисторе (R9) и включенном резисторе полевого МОП-транзистора по-прежнему будет, но здесь не будет значительного нагрева.

Представленная схема предназначена для управления светодиодом. Тип светодиодов до 5-Вт использует ток потребления до 0,7А. Следовательно, падение напряжения на резисторе R9 будет 0,175В, что приведет к рассеиванию мощности всего 122 мВт. Транзистор T1, BUZ71, при включении имеет сопротивление всего RDS(on)= 0.085Om. Следовательно, при вышеупомянутом токе на транзисторе возникнет падение напряжения примерно 60 мВ. В этом примере расчета полевой транзистор будет выделять только 42 мВт тепла. 

Конечно, это применимо только до тех пор, пока напряжение питания точно на 230 мВ выше номинального напряжения светодиода (6,85В). Чтобы иметь немного больший запас, напряжение питания 7,2В (это дает 0,35В для T1 + R9) кажется подходящим выбором. Это значение точно соответствует напряжению нагрузки шести NiMH батарей. Сетевой источник питания — идеальный источник напряжения для длительного использования. Нестабилизированный источник питания можно легко выполнить с помощью трансформатора на 6В, за которым установить мостовой выпрямитель и сглаживающий фильтр конденсатор емкостью 2200 мкФ/16В. Трансформатор должен иметь номинальную мощность до 8-10Вт.

Немного о работе схемы, D1 обеспечивает опорное напряжение. Это напряжение 2,5В. Операционный усилитель IC1b вместе с транзистором T1 и резистором R9 служит источником тока. С помощью потенциометра P2 можно регулировать ток в диапазоне 360 ... 750 мА. С оставшимся операционным усилителем IC1a была создана еще защита от пониженного напряжения. Это предотвращает слишком глубокую разрядку подключенного аккумулятора.

Точка отключения устанавливается с помощью потенциометра P1. Операционный усилитель в данном случае используется в качестве компаратора и имеет небольшой гистерезис с помощью резистора R10. Если на выходе компаратора будет высокий уровень, измеренный ток, будет значительно увеличен через диод D2, так что светодиод погаснет. Для нормальной работы этой схемы важно выбрать операционный усилитель, входные каскады которого выполнены на транзисторах PNP.

При использовании шести аккумуляторов напряжение на клеммах при разряде будет в среднем 7,4В. Это, за вычетом номинального напряжения светодиодов, дает напряжение потерь 0,55В. Потери мощности в транзисторе T1 будут тогда 0,4Вт. Таким образом, корпус TO220 может легко обойтись без охлаждающего радиатора. КПД этой схемы очень хороший — более 90%.
<

Добавить комментарий

Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив

Радиолюбительские конструкции