Защита мощных светодиодов от чрезмерного тока. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиолюбителю-конструктору

 Комментарии к статье

Общий способ питания нескольких светодиодов заключается в том, что их соединяют в две независимые гирлянды, которые включают параллельно. При этом схема управления получается недорогой и простой, и к тому же напряжение питания обеих включенных параллельно гирлянд требуется в два раза меньше, чем при питании одной большой гирлянды. Однако схема управления в этом случае должна обеспечить в два раза больший ток, и кроме того, нужна еще схема, разветвляющая ток для питания обеих гирлянд, и не зависимая от прямого падения напряжения на светодиодах. Величина допуска на прямое падения напряжения светодиода достигает 20%, и это напряжение изменяется при изменении температуры и из-за старения светодиодов.

С задачей разветвления тока хорошо справляется токовое зеркало. Но выход из строя любого светодиода приводит к увеличению токовым зеркалом тока, что ведет к разрушительным последствиям. Токовое зеркало, однако, может частично защитить две параллельных светодиодных гирлянды, состоящих из любого количества 350-мА светодиодов от возникновения недопустимо больших токов (рис. 1).

Рис. 1. Корпуса транзисторов Q1 и Q2 должны быть соединены вместе для обеспечения температурной связи

Эта схема может выравнивать токи между гирляндами с точностью примерно 2%, такая точность обусловлена падениями напряжений по 0,5 вольт на резисторах в цепях эмиттеров, R1 и R2 номиналом по 1,5 Ом, имеющих точность 1%. Падение напряжения на резисторе R3 компенсирует несовпадение падений напряжений на гирляндах светодиодов и поддерживает рабочие точки транзисторы Q1 и Q2 в линейной области. Это падение напряжения зависит от того, из скольких светодиодов состоят обе гирлянды.

Если какой-либо из светодиодов второй гирлянды выходит из строя (обрыв), то базовый ток транзисторов Q1 и Q2 прекращается, и транзисторы выключаются, прохождение тока по первой гирлянде прекращается. Если же выходит из строя светодиод в первой гирлянде (тоже обрыв), то теперь в два раза больший ток (700 мА) будет протекать через вторую гирлянду, что гарантировано выведет ее из строя. Поэтому необходима защита второй гирлянды. Эта задача решается добавлением всего трех компонент (рис. 2).

Рис. 2. Добавив пару диодов и транзистор к токовому зеркалу можно предотвратить выход из строя светодиодов

При нормальной работе транзистор Q3 находится в линейном режиме при напряжении эмиттер-коллектор, равном 0,7 вольт, потому что по обоим диодам D1 и D2 протекает ток в прямом направлении. Мощность, рассеиваемая на транзисторе Q3 составляет всего лишь около 0,5 Вт, поэтому нет нужды в радиаторе. Ток источника питания 700 мА, поступающий с коллектора Q3, делится пополам между гирляндами светодиодов с помощью направляющего диода D2 и помощью токового зеркала. Если какой-нибудь из светодиодов в гирлянде 1 выходит из строя, то диод D2 блокирует базовый ток транзистора Q3, выключая его. Ток источника питания прекращает поступать на гирлянду 2, что ее и спасает.

Необходимо компенсировать падение напряжения на диоде D2, равное 0,7 вольт путем небольшого увеличения значения сопротивления резистора R3. Токовое зеркало может быть адаптировано под любые типы светодиодов, главное что бы не было превышения максимальных токов транзисторов, который составляют 1,5 А. Работа токового зеркала может быть проверена любым источником тока для питания светодиодов, или стабилизатором напряжения, включенным как двухполюсный источник тока, например LM317, производства National Semiconductor.

Схема была испытана с использованием интегрального стабилизатора, работающего в качестве источника тока 700 мА с пятью светодиодами в каждой из гирлянд.

Автор: Лука Бруно, Италия

Смотрите другие статьи раздела Радиолюбителю-конструктору.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Термостойкая солнечная панель с высоким КПД 28.10.2013 Ученые из Стэнфордского университета, Университета Иллинойса-Урбана Шампейн и Университета штата Северная Каролина создали термостойкий термоэмиттер, способный существенно повысить эффективность солнечных панелей - теоретически до 80%. Новый компонент солнечной ячейки предназначен для преобразования солнечного тепла в инфракрасное излучение, которое поглощается солнечной ячейкой и повышает ее мощность. Обычный солнечный элемент имеет в основе полупроводниковый кремний, который поглощает энергию солнечного света и преобразует ее в электрическую. Но кремниевые полупроводники перерабатывают только инфракрасный свет, а другие волны, в том числе большая часть видимого спектра, тратятся впустую: рассеиваются в виде тепла. Поэтому в теории обычные кремниевые панели могут достигать эффективности около 34%, но на практике не достигают и этого, поскольку просто отражают и рассеивают энергию солнечного света. Новая термофотоэлектрическая панель решает эту проблему. Вместо передачи солнечного света непосредственно на солнечный элемент, термофотоэлектрическая ячейка имеет промежуточный компонент, который состоит из двух частей: абсорбер (нагревается при воздействии солнечного света) и эмиттер (преобразует тепло в ИК-излучение). Проще говоря, новая ячейка "перекодирует" солнечный свет в излучение с более короткими длинами волн, которые идеально подходят для поглощения солнечной ячейкой. Это позволяет повысить теоретическую эффективность ячейки до 80%. К сожалению, до сих пор прототипу термофотоэлектрической солнечной панели было далеко до такой эффективности: в лаборатории она демонстрирует эффективность около 8%. Низкая производительность в значительной степени связана с недостаточной термостойкостью преобразователя тепла. Эмиттер представляет собой сложную, трехмерную вольфрамовую наноструктуру, которая должна работать при температуре выше 1000 градусов по Цельсию. Однако, в предыдущих экспериментах при данной температуре эмиттер разрушался. Для решения этой проблемы ученые покрыли эмиттер нанослоем вольфрама и керамическим материалом - диоксидом гафния. В отличие от предыдущих прототипов, которые полностью разрушались при температуре ниже 1200 градусов по Цельсию, новый термоэмиттер по меньшей мере 1 час остается стабильным при температуре до 1400 градусов по Цельсию. Новый термоэмиттер идеально подходит для создания высокоэффективных солнечных панелей, способных перерабатывать в электроэнергию значительную часть поглощенного солнечного света. При этом гафний и вольфрам можно производить в количествах, достаточных для массового выпуска новых солнечных панелей, с эффективностью в минимум 2 раза большей, чем у современных коммерческих солнечных панелей.

Другие интересные новости:

▪ 3D-печать древесины

▪ Бытовая химия и кишечник

▪ USB 3.0 на расстоянии до 100 м

▪ Употребление алкоголя обостряет чувство голода

▪ Ультракороткофокусный проектор JMGO Smart Wall O1

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Музыканту. Подборка статей

▪ статья Не надо бороться за чистоту, надо подметать! Крылатое выражение

▪ статья Чем было уникально автомобильное путешествие Чарльза Крейтона и Джеймса Харгиса через все США? Подробный ответ

▪ статья Складные лодки. Личный транспорт

▪ статья TDS-метр - приставка к мультиметру. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Усовершенствованный экономичный блок питания, 220/2х25 вольт 3,5 ампера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025