3W Led Sürücü Devreleri UC3842 UC3845

3W power led sürmek için hazırlanan bu çalışmada, UC3842 ve UC3845 PWM kontrol entegreleri ile hazırlanmış iki farklı devre şeması bulunuyor. İlk devrede UC3842 kullanılıyor ve 2 adet LED seri bağlanmış. Güç mosfeti olarak IRLZ24N tercih edilmiş. Diğer 3W led sürücü devresi ise UC3845 ile kontrol ediliyor, bu devrede 10 adet LED seri bağlanmış ve mosfet olarak IRF3205 kullanılmış.

Her iki devrenin giriş voltajı 10V…30V aralığında çalışıyor. Uygulama fotoğrafında açık görünmese de, mosfeti küçük bir soğutucu ile kullanmak daha güvenli olur.

Özellikle yüksek akımda çalışan power led devrelerinde mosfet sıcaklığı ihmal edilmemelidir.

LED akımı ve bağlantı mantığı konusunda ek destek gerekirse LED seri direnç hesapları sayfası da faydalı olabilir.

power led driver, power led sürücü, 3w led, uc3845, uc3842

UC3842 ile Yüksek Güçlü LED Sürücüsü

Bu devre, 1500mA‘ya kadar güçlü LED’lere güç sağlamak için hazırlanmıştır.

Giriş gerilimi 10V-30V aralığındadır. Maksimum çıkış akımı yaklaşık 1500mA seviyesindedir ve büyük ölçüde Q1 transistörünün sıcaklık rejimine bağlıdır.

Şema, UC3842 PWM denetleyicisi üzerine kuruludur. Ayrıca UC3843, UC1842, UC1843, UC2842 ve UC2843 entegreleri de devrede değişiklik yapılmadan bu çip yerine kullanılabilir.

Bu entegrelerin çalışabildiği minimum voltaj yaklaşık 10V, maksimum voltaj ise 30V civarındadır.

Akım sınırlama direnci nasıl hesaplanır?

LED’lerden geçen akım R4 direnci ile belirlenir. Bu devrede kullanılan hesap mantığı oldukça basittir:

• R4 = 1 / Id

Burada Id, LED’in izin verilen maksimum akımıdır. Yazar, R4 direncinin gücünün en az 0.5W olması gerektiğini özellikle belirtiyor.

R4’ün hesaplanan değeri çoğu zaman standart bir direnç değerine tam denk gelmeyebilir. Bu durumda:

• birkaç direnç seri veya paralel bağlanarak uygun değer elde edilebilir
• uygun özellikte daha yüksek dirençli tel parçası kullanılabilir

Kullanılabilecek mosfetler

Şemadaki Q1 transistörü yerine şu mosfetler kullanılabilir:

• IRLZ24N
• IRLZ34N
• IRLZ44N

Devre kurulduktan sonra LED’ler yerine önce bir ampermetre bağlanarak akım kontrol edilmelidir.

Akım çok yüksek veya düşük çıkarsa R4 değeri buna göre ayarlanmalıdır. Daha sonra LED’ler ampermetreye seri bağlanarak tekrar kontrol yapılabilir.

Ek kondansatör gerekli mi?

Çıkışa, yani LED’lere paralel olarak 100uF / 16V kondansatör bağlanabilir. Bu, birkaç mA seviyesinde küçük bir akım etkisi oluşturabilir. Akım normal seviyedeyse bu kondansatör şart değildir.

LED bağlantı mantığı

Bu şemada LED’ler seri bağlanmıştır. Seri bağlı tüm LED’lerin toplam gerilimleri, güç kaynağı voltajından en az 2V-3V daha düşük olmalıdır. İstenirse tek LED ile de çalışma mümkündür, devrenin temel işleyişi değişmez.

Bobin seçimi

Bu şemadaki en pahalı veya en uğraştırıcı bölüm genelde indüktördür.

Ancak ferrit çekirdek kullanarak, uygun kalınlıkta tel ile sarılıp sonradan ölçülerek bobin elde edilebilir.

Endüktans değeri çok kritik değildir, ancak 220uH’den düşük olmaması gerekir.

Benzer mantığı farklı bir kontrol yapısıyla görmek isterseniz Atmega8 PWM power led sürücü buck konvertör yazısı da ilginizi çekebilir.

UC3845 ile Boost Power Led Sürücü Devresi

Diğer şema, seri bağlı LED’leri besleme voltajından daha yüksek toplam gerilimle çalıştırmak için hazırlanmıştır. Bunun için klasik boost yani step-up dönüştürücü yapısı kullanılır.

Boost veya step-up dönüştürücülerin yapılması ve ayarlanması, buck tipi devrelere göre biraz daha zordur. Bu nedenle bu devre daha çok deneyimli elektronik meraklılarına önerilir.

Bu devrede önemli olan noktalar

• En kritik eleman indüktördür
• Bobin, maksimum darbe akımını kaldırabilmelidir
• Ferrit çekirdek doyuma gitmemelidir
• Bobin yanlış seçilirse çekirdek aşırı ısınabilir
• Yanlış bobin seçimi verimi ciddi şekilde düşürür

Boost dc/dc dönüştürücülerin verimi, buck tipi dönüştürücülere göre genelde daha düşüktür.

Bu yüzden bu yapı her uygulamada tercih edilmez. Daha çok LED akımı 100mA civarında ve gerilim dönüştürme oranı 3-4 kat olduğunda daha yaygın kullanılır.

10 Seri LED için Hazırlanan UC3845 Devresi

Bu devre, 8 mm, 300mA, 3.4V, 1W özelliklerine sahip 10 adet seri LED için hazırlanmıştır. Ancak farklı parametrelerde LED’leri sürmek için de uyarlanabilir.

Bu örnekte güç kaynağı olarak seri bağlı 8 adet AA tipi 1.2V pil kullanılmıştır.

Bununla birlikte daha düşük veya daha yüksek gerilimli bir besleme de kullanılabilir. Burada temel şart, güç kaynağı voltajının bağlı LED’lerin toplam çalışma voltajını aşmamasıdır.

Akım ayarı nasıl yapılır?

LED akımı, güç artırmak için paralel bağlanmış R3 ve R4 dirençlerinden oluşan akım sensörü ile belirlenir.

• R3 + R4 toplam değeri = 1 / Id

Örneğin LED akımı 300mA ise:

• 1 / 0.3 = 3.33 ohm

Bu durumda örnek olarak 6.8 ohm‘luk iki direnç paralel bağlanarak yaklaşık 3.4 ohm elde edilebilir.

Frekans ve bobin ayarı

C1 ve R2 elemanları, dönüştürücünün darbe frekansını yaklaşık 18 kHz‘e ayarlar.

Bu devrede L2 bobininin doğru seçilmesi çok önemlidir. Endüktans çok yüksek veya çok düşük olursa devre gerekli gücü üretemez ve LED akımı düşük kalır.

Ayarlama sırasında belirli bir tür rezonans davranışı yakalanmalıdır. Böylece darbe sırasında gerekli enerji miktarı depolanabilir.

Devrenin ayarlanması şu yöntemlerle yapılabilir:

• L2 bobininin sarım sayısını değiştirmek
• C1 değerini değiştirmek
• R2 değerini değiştirmek

Yazar, C1 değerinin 2200pF ile 3200pF arasında ayarlanabileceğini belirtiyor.

Ayarlama Sırasında Dikkat Edilmesi Gerekenler

• Akım belirleyici dirençler doğru seçildiyse LED’ler doğrudan bağlanabilir
• LED’lerin toplam çalışma voltajı mutlaka besleme voltajından yüksek olmalıdır
• Ayarlama sırasında diyotlardan geçen akım ibreli ampermetre ile izlenmelidir
• L2 bobini ferrit çubuk veya halka nüve üzerine deneysel olarak sarılabilir
• Bobin değeri çoğu durumda teoriden çok pratik ayarla belirlenir

Burada dönüş sayısını ve endüktansı her durum için kesin olarak vermek zordur. Çünkü kullanılan nüve, tel kalınlığı ve LED yüküne göre sonuçlar değişebilir. Bu nedenle bobin en doğru şekilde deneysel ayar ile seçilir.

Önemli Uyarı

Bu boost devrede aşırı gerilim koruması bulunmadığından, devrenin yüksüz çalıştırılması önerilmez. Bu durumda bazı bileşenlere zarar verebilecek kadar yüksek voltaj oluşabilir. Ayarlama sırasında devrenin mutlaka uygun LED yükü ile test edilmesi gerekir.

3W led sürücü devreleri UC3842 ve UC3845, hem buck hem de boost mantığını görmek isteyenler için oldukça faydalı iki örnek sunuyor.

İlk devre daha basit ve uygulanabilir bir yapıdadır. İkinci devre ise daha yüksek toplam LED gerilimi gerektiğinde tercih edilebilecek, ancak ayarı daha hassas olan bir çözümdür. Özellikle power led sürücü, UC3842 led driver ve UC3845 boost led sürücü arayanlar için faydalı bir kaynak olabilir.