PWM Girişli Sabit Akım Power Led Sürücü

Power led sürücü devresi LM393 op amp üzerine kurulu diğer led sürücülere göre PWM girişi olması çok iyi PWM olmadan da çalışıyor fakat mikrodenetleyici ya da diğer kaynaklardan PWM girişi yapılabiliyor. Üç farklı güç seçeneği var 1W power LED 350mA, 3W power LED 700mA , 5W power LED 1A istenilen güce göre R2, R11 direnç değerleri belirleniyor.

Yüksek enerji verimliliği switch mode dönüştürücü. 5V-24V arası besleme gerilim aralığı. . Cycle-by-döngüsü, gerçek sabit akım devresi 1A ayarlanabilir çıkış akımı 18W maksimum çıkış gücü. (24v ile çalışan 3w led modüller için ) potansiyometre ile akım kontrolü (yaklaşık % 9 aralılar ile)

Çıkış kısa devre koruması PWM girişi – Arduino dahil olmak üzere dış mikroişlemci aracılığıyla denetlenebilir. Kompakt tasarım – 1 x 1.5 x 0.5 inç (pot mili hariç)

1W’ın üzerindeki yüksek güçlü LED’ler artık oldukça ucuz. Eminim birçoğunuz projelerinizde ışık kaynağı olarak LED’leri kullanıyorsunuzdur. Ancak, güç kaynağını bulmanın ve yapılandırmanın hala olabileceği kadar basit olmadığının farkındayım; ticari olarak bulunabilen LED sürücüleri uygundur, ancak çoğu zaman aşırıya kaçar veya esnek değildir. Kendi Evrensel LED Sürücüm bile bazen aşırıya kaçabilir. Bazı projeler minimum, basit bir sürücü gerektirir.

Buck – Basit, Sabit Akım LED Sürücüsü

Mikrodenetleyici veya özel bir IC olmadan oluşturulmuş basit anahtar modlu (buck) sabit akım LED sürücüsü. Tüm parçaların elde edilmesi kolaydır, “hazır”, gerçi delikli parçalar.

Bu sürücü minimalist olmasına rağmen, karartıcı işlevi gören bir akım ayarlama işlevi ve PWM ile çıkışı kontrol etmek için bir giriş ekledim. Bu, “Poorman’s Buck”ı Arduino veya diğer mikrodenetleyici tabanlı LED projeleri için mükemmel bir yapı taşı yapar – birçok yüksek güçlü LED’i bir mikrodenetleyiciden yalnızca PWM sinyali göndererek kontrol edebilirsiniz. Arduino ile yüksek güçlü LED’lerin parlaklığını kontrol etmek için “AnalogWrite()” işlevini kullanabilirsiniz.

Özellikler

• Yüksek enerji verimliliği için indüktör “anahtar modu” (buck) dönüştürücü.
• 5 ila 20 V arasında geniş besleme voltajı aralığı.
• Gerçek sabit akım devresi
• 1A’ya kadar yapılandırılabilir çıkış akımı
• 15W’a kadar maksimum çıkış gücü. (beş adet 3W LED bağlıyken 20V besleme geriliminde)
• Akım kontrol potansiyometresi (çıkış akımını yaklaşık %9’a düşürür)
• Akım kontrolü yerleşik bir dimmer olarak kullanılabilir
• Çıkış kısa devre koruması
• PWM kontrol girişi – Arduino dahil harici mikrodenetleyici aracılığıyla kontrol edilebilir.
• Kompakt tasarım – yalnızca 1 x 1,5 x 0,5 inç (çubuk mili hariç)

Devre, buck dönüştürücü topolojisini kullanan çok yaygın bir ikili karşılaştırıcı IC: LM393 etrafında inşa edilmiştir. Çıkış LED akımı, R10 ve R11’den (akım algılama dirençleri) akar. Ortaya çıkan voltaj, Ohm Yasasına göre akımla orantılıdır. Bu voltaj, bir karşılaştırıcı tarafından referans voltajıyla karşılaştırılır.

Q3 açıldığında, akım L1, LED’ler ve akım algılama dirençleri üzerinden akar. İndüktör, akımın hemen yükselmesine izin vermez, bu nedenle akım kademeli olarak artar. Akım yükseldikçe, karşılaştırıcının negatif giriş pimindeki voltaj da artar. Referans voltajından daha yüksek olduğunda, karşılaştırıcı, indüktöre akan akımı kapatan Q3’ü kapatan alarm verir.

İndüktör “şarjlı” olduğu için akım akışı hemen durmaz. Akım daha sonra LED’lere güç sağlamak için Schottky diyot D3’ten akar. Bu akım yavaş yavaş azalır ve akım azaldıkça akım algılama dirençlerindeki voltaj da azalır. Sonunda karşılaştırıcı tekrar geri döner ve döngü baştan başlar. Akımı kontrol etmenin bu yöntemine genellikle “döngü döngü” akım sınırlaması denir. (Bu “gerçek” akım sınırlaması aynı zamanda yerleşik bir kısa devre koruması olarak da çalışır. Çıkışı kısa devre yapmak devreye zarar vermez.)

Yukarıdaki tüm bu döngü çok hızlı gerçekleşir – saniyede 500.000 kez kadar hızlı. (Bu frekans, besleme voltajına ve LED’lerin ileri düşme voltajına ve akımına bağlı olarak değişir. 100k – 500kHz arasında herhangi bir yerde.)

Referans voltajı sıradan bir diyot tarafından üretilir. Diyotun ileri voltaj düşüşü yaklaşık 0,7V’tur ve nispeten sabit kalır. Daha sonra VR1 potansiyometresi voltajı ayarlar – çünkü çıkış akımı bu voltajla karşılaştırılır, bu da çıkış akımını kontrol eder. Değişim aralığı yaklaşık 11:1 veya %100 – %9’dur. Bu, gerçek bir karartıcıya kıyasla oldukça dardır, ancak oldukça kullanışlıdır.

Bazen ışığı taktıktan sonra LED’lerin beklenenden çok daha parlak olduğunu fark edersiniz. Ardından, parlaklık tam olarak doğru olana kadar akımı azaltabilirsiniz. Potansiyometreyi atlayabilir ve projeniz gerektirmiyorsa dirençlerle değiştirebilirsiniz.

Anahtarlamalı mod denetleyicinin güzelliği, fazla enerjiyi “yakmadan” çıkış akımını kontrol etmesidir. Güç kaynağından gelen enerji, yalnızca gerekli çıkış akımını elde etmek için gerektiği kadar kullanılır. Direnç ve diğer faktörler nedeniyle devrede bir miktar enerji kaybolur, ancak o kadar değil. Tipik bir para dönüştürücü, %90 veya daha yüksek verimliliğe sahiptir.

Buck çalışırken çok ısınmaz Lineer regülatörlerin aksine, soğutmaya gerek yoktur.

Çıkış Akımını Yapılandırma

Poorman’s Buck, 350mA ile 1A arasında herhangi bir çıkış akımı verecek şekilde yapılandırılabilir. R2’nin değeri ile R11’i bağlayıp bağlamadığınızın kombinasyonu, çıkış akımını değiştirebilirsiniz.

İşte birkaç yapılandırmanın örnekleri:

Çıkış Akımı – R2 Değeri – R11’i kullan?
350mA (1W LED) 10k HAYIR
700mA (3W LED) 10k Evet
1A (5W LED) 2.7k Evet

Akım kontrol potu VR1, çıkış akımını ayarlanan akımın yaklaşık %9-100’ü arasında kontrol eder. Bu nedenle, üniteyi 1A verecek şekilde yapılandırırsanız, sadece potu çevirerek yaklaşık 90mA’ya düşürebilirsiniz. Bu, kısıcı olarak kullanılabilir (karartma aralığı biraz sınırlı olsa da).

PWM Girişi

Bu devrenin temel çalışması sadece bir karşılaştırıcı ile yapılabilir. Bununla birlikte, en popüler karşılaştırıcı IC’nin (LM393) içinde iki karşılaştırıcı vardır. Karşılaştırıcılardan birinin hiçbir şey yapmadan oturmasına izin vermek yerine, PWM’yi kontrol edilebilir hale getirmek için birkaç ekstra parça ekledim. devredeki ikinci karşılaştırıcı bir AND kapısı olarak çalışır, böylece çıkış LED’lerinin yanması için PWM girişinin açık (veya lojik yüksek) olması gerekir.

Genellikle bu pin açık bırakılabilir (bağlantı olmadan) ve Poorman’s Buck, PWM olmadan çalışacaktır. Ancak bu ekstra kontrole ihtiyacınız olduğunda, Arduino veya başka bir mikrodenetleyici bağlayabilir ve Poorman’s Buck’a bağlı yüksek güçlü LED’leri kontrol edebilirsiniz. Arduino ile kontrol, “AnalogWrite()” komutunu kullanmak kadar kolaydır. En fazla 6 Poorman’s Buck, bir Arduino tarafından kontrol edilebilir.

Bu PWM kontrolü, mevcut kontrol potu tarafından ayarlanan mevcut seviye dahilinde çalışır. Yani akımı düşürürseniz, örneğin aynı %10 PWM seviyesi daha koyu olabilir.

PWM kontrolünün kaynağı mikrodenetleyicilerle sınırlı değildir. Çıkışı açıp kapatmak için 0 – yaklaşık 5V arasında voltaj üreten herhangi bir şey kullanılabilir. Yaratıcı olun – foto dirençler, zamanlayıcılar, mantık IC’leri kullanın… PWM frekansının üst sınırı yaklaşık 2kHz’dir, ancak bence 1kHz optimum olacaktır.

Bu PWM girişi aynı zamanda uzaktan açma/kapama anahtarı olarak da kullanılabilir. Ancak LED’ler, anahtar açıkken yanacak ve kapatıldığında kapanacaktır – normal güç anahtarının tersi.

Power Led Sürücü devresinde kullanılan güç mosfeti IRFU 9024 ya da NTD 2955 piyasada bulunmazsa yerine irf3710 kullanılabilir.

Kaynak: instructables.com/id/Poormans-Buck/