Convertisseur de tension pour lampe LED. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Sans aucun doute, les LED sont de loin les sources lumineuses les plus économiques et les plus durables. Les nouveaux appareils de cette classe apparus ces dernières années ont fait une sorte de révolution dans le domaine de l'éclairage et de l'éclairage. Les lampes à LED se sont généralisées dans la vie de tous les jours, qui sont venues avec les lampes fluocompactes (LFC) pour remplacer les lampes à incandescence peu économiques et de courte durée, et aujourd'hui elles remplacent de plus en plus les LFC.

Malheureusement, malgré les assurances des fabricants sur la durabilité, estimée à plusieurs dizaines de milliers d'heures, les lampes LED tombent parfois en panne, et bien avant la date prévue. Et la raison n'est souvent pas dans la qualité des LED, mais, très probablement, dans l'avarice des fabricants: afin d'économiser sur le coût des lampes, les LED qu'elles contiennent sont obligées de fonctionner dans des conditions extrêmes, aux valeurs actuelles proche du maximum autorisé, ce qui a un effet notable sur le taux de dégradation des cristaux et des luminophores, ainsi que sur la fiabilité de la lampe. Et si l'on considère qu'en raison des petites dimensions des lampes, des conditions de refroidissement insatisfaisantes pour les LED s'ajoutent à ce qui précède, il n'est pas surprenant que parfois ces lampes tombent en panne après quelques heures de fonctionnement.

Une analyse des pannes des lampes grillées montre que dans 90% des cas, l'une des LED tombe en panne, tandis que le pilote, en règle générale, reste utilisable. La réparation de telles lampes n'est pas difficile, mais sans prendre de mesures pour réduire le courant à travers les LED restantes, cela est souvent inutile : après un certain temps, la lampe tombe à nouveau en panne.

Considérons la possibilité de restaurer une lampe Elektrostandard de 7W. Son apparence et la vue de la carte pilote du côté des conducteurs imprimés sont illustrées à la Fig. 1. Tout d'abord, vous devez trouver la LED grillée de quelque manière que ce soit et la fermer avec un cavalier. Ensuite, vous devez réduire le courant à travers les LED. Pour contrôler le courant, un capteur est utilisé, composé de deux résistances SMD connectées en parallèle (entourées sur la Fig. 1 d'un cercle rouge). Pour réduire le courant, ils doivent être dessoudés et un nouveau avec une résistance de 2 ohms doit être soudé à la place de l'un d'eux. Après une telle réparation, la puissance et la puissance lumineuse de la lampe diminueront quelque peu, mais elle pourra fonctionner longtemps. Ce qui précède est pleinement applicable à des lampes similaires d'une puissance de 15 W (Fig. 2). Sur leur carte, pour réduire le courant traversant les LED, il faut souder une des résistances de 5,6 ohms (également entourées en rouge).

Riz. 1. Lampe électrique standard

Riz. 2. Lampe électrique standard

Mais parfois, il est impossible de restaurer la lampe en raison d'une défaillance du contrôleur. Dans ce cas, les LED peuvent être alimentées par une autre source. Vous trouverez ci-dessous une option permettant de connecter une carte de lampes LED d'une puissance de 5 ou 7 W à une source de douze volts (par exemple, une batterie de voiture). Selon la puissance nominale, 12 ou 16 LED sont respectivement installées dans ces lampes. Une telle lampe peut être utile pour une lampe de secours ou de voiture. Étant donné que les LED sont connectées en série sur la carte et que nous ne voulions pas modifier le schéma de connexion en coupant les conducteurs imprimés et en installant des cavaliers, il a été décidé de fabriquer un convertisseur qui augmente la tension de la batterie au niveau nécessaire pour le Les LED doivent briller avec une luminosité normale (dans ce cas, respectivement, jusqu'à 35 ou 48 V ).

Un schéma d'un convertisseur simple, assemblé à partir de pièces largement utilisées et peu coûteuses, est illustré à la fig. 3. Un oscillateur maître fonctionnant à une fréquence d'environ 1.1 kHz est construit sur un déclencheur de Schmitt DD25 selon un schéma typique. Les éléments DD1.2-DD1.6 connectés en parallèle inversent le signal du générateur et augmentent sa capacité de charge, assurant une charge et une décharge rapides de la capacité du transistor à effet de champ VT2. Le microcircuit est alimenté par une source d'alimentation de lampe à travers un régulateur de tension linéaire DA1, connecté selon un circuit typique. Le capteur de courant est la résistance R5.

Riz. 3. Schéma d'un convertisseur simple

Le circuit de stabilisation fonctionne comme suit. Si le courant à travers les LED devient plus que nécessaire, le transistor VT1 s'ouvre, shuntant l'entrée du déclencheur de Schmitt DD1 avec la résistance R1.1. Dans ce cas, la durée des impulsions de commande appliquées à la grille du transistor à effet de champ VT2 diminue, et la durée des pauses entre elles, au contraire, augmente. En conséquence, le courant à travers les LED diminue. La stabilisation du courant est effectuée dans la plage de tension d'entrée de 9 à 15 V, ce qui est tout à fait suffisant pour une batterie et une lampe de voiture. La résistance R3 sert à décharger le condensateur C4 après la mise hors tension du convertisseur (sans elle, une faible lueur des LED aurait été observée longtemps après la mise hors tension).

Toutes les parties de l'appareil sont placées sur une carte de circuit imprimé (Fig. 4), en fibre de verre laminée sur un côté. Le transistor VT2 n'a pas besoin de dissipateur thermique, mais si pendant le fonctionnement son boîtier chauffe sensiblement, il est possible, en plus du plot de contact sur la carte servant de dissipateur thermique, auquel est soudée la sortie de son drain, de munissez-le d'un petit dissipateur thermique en forme de U constitué d'un morceau de fils de cuivre aplatis d'une section de 2,5 mm² et 20 mm de long. Vous pouvez le souder à la fois à la zone indiquée sur la carte (à côté du transistor) et à la bride d'évacuation de la chaleur du transistor lui-même. L'apparence du nœud fini est illustrée à la fig. 5. Un dissipateur thermique supplémentaire est constitué d'une feuille d'alliage d'aluminium pour le panneau LED, et son apparence est également illustrée sur cette figure.

Riz. 4. Circuit imprimé et pièces dessus

Riz. 5. Aspect de l'unité finie

Quelques mots sur les détails. En plus de celui indiqué sur le schéma, tout transistor npn de faible puissance pour montage en surface peut être utilisé comme VT1. Transistor à effet de champ (VT2) - tout transistor avec un courant de drain d'au moins 2 A et une tension drain-source d'au moins 80 V, conçu pour contrôler les niveaux logiques. Un remplacement possible du microcircuit 74NST14 (DD1) est de la série 74NS14 ou 74AC14. Au lieu de la diode RGP10J (VD1), vous pouvez utiliser 1N4007, mais elle chauffera sensiblement et l'efficacité diminuera. Les diodes de la série KD226 fonctionnent pratiquement sans chauffage. Papillon L1 - production industrielle dans un corps cylindrique, son type est inconnu et son apparence est illustrée à la fig. 5 (cylindre noir dans le coin inférieur gauche du plateau).

S'il n'est pas possible de trouver un stabilisateur intégré pour 5 V de la version SMD, un stabilisateur paramétrique sur une diode zener peut être intégré dans le circuit d'alimentation du microcircuit DD1. Vous pouvez le placer ainsi qu'une résistance de ballast avec une résistance de 1 kOhm sur le siège du microcircuit.

L'appareil, assemblé à partir de pièces réparables, ne nécessite pratiquement aucun réglage. Lorsque vous allumez le convertisseur pour la première fois, il est souhaitable de l'alimenter à partir d'une unité de laboratoire avec une tension de sortie réglable, en l'augmentant progressivement, à partir de 5 V. Si les LED ne s'allument pas, vérifiez la polarité de leur connexion, le bon fonctionnement de les parties.

Lors de l'utilisation de microcircuits de remplacement au lieu de ceux indiqués sur le schéma (DD1), il peut être nécessaire de sélectionner le condensateur C1 ou l'inductance L1 pour une efficacité maximale. Il peut être nécessaire de sélectionner la résistance R5 pour obtenir un courant à travers les LED égal à 100 mA. Si la résistance requise n'est pas disponible parmi celles disponibles, vous pouvez installer R5 avec une résistance légèrement supérieure et sélectionner une résistance supplémentaire R5 'connectée en parallèle à celle-ci (indiquée en pointillés sur le schéma), une place pour celle-ci sur la carte est fourni.

Ensuite, vous devez vérifier la plage de valeurs de tension d'entrée à laquelle la stabilisation du courant à travers les LED est effectuée. Vous pouvez essayer d'augmenter l'efficacité du convertisseur en sélectionnant l'inductance de l'inductance L1. Lors du réglage, il ne faut pas oublier qu'un circuit ouvert des LED peut entraîner une panne du transistor à effet de champ, vous devez donc être très prudent.

Enfin, la carte convertisseur doit être recouverte de deux couches de vernis XB-784, cela la protégera de l'humidité. Lors de l'utilisation d'une telle lampe, n'oubliez pas que lors de la connexion à une source d'alimentation, la polarité doit être respectée.

Auteur : E. Gerasimov

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