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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 VIPer22A 칩에 전원 공급 장치가 있는 네트워크 LED 램프. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / Освещение 최근에는 자원이 약 1000시간 정도로 매우 제한된 백열등과 자원이 약 20시간에 달하는 가스방전 조명등을 교체 없이 000시간 이상 사용할 수 있는 LED 램프로 활발히 교체되고 있습니다. 그들은 전기 에너지를 빛으로 변환하는 인공 광원 중 가장 높은 효율을 가지고있어 러시아를 비롯한 많은 국가의 정부가 조명 기술에서 에너지 절약 기술을보다 적극적으로 도입하도록 강요합니다. 이는 또한 글로벌 제조업체와의 경쟁으로 인한 초고휘도 LED 비용의 꾸준한 하락으로 인해 촉진됩니다. 불행히도 대부분의 가정용 LED 램프는 안정기 커패시터가 있는 가장 단순한 주 전원 공급 장치를 사용합니다. 그리고 이것은 후자의 잘 알려진 단점 (켜졌을 때 전류 서지, LED를 통한 허용 전류 제한에 해당하는 좁은 범위의 주전원 전압 및 부하 차단 중 손상 가능성)에도 불구하고 ) 설비의 조기 고장으로 이어집니다. 이는 이러한 회로 솔루션이 원칙적으로 100시간의 예상 리소스로 LED 광원의 효과적인 장기 작동을 보장할 수 없음을 의미합니다.
제안 된 LED 램프 용 간단한 소형 네트워크 SMPS 디자인 (그림 1)은 이러한 단점이 없으며 높은 작동 신뢰성에도 불구하고 매우 저렴합니다 (LED가없는 약 50 루블). 이 장치에 대한 컴퓨터 지원 설계 도구를 사용하면 무선 아마추어가 연결된 LED의 범위와 수를 독립적으로 유연하게 변경할 수 있습니다. 이러한 펄스형 강압 안정기의 동작과 동작의 물리적 원리는 [1]에 설명되어 있다(그림 1, c 및 그림 2,6, 17). 따라서 설명 된 장치에 사용되는 1 개의 초 고휘도 LED에 전원을 공급하기위한 네트워크 변환기를 설계하는 순서를 더 자세히 살펴 보겠습니다 (그림 1). 그 중 EL8-EL5은 표준 503mm LC1TWN15-9G LED이고 EL11-EL5060은 ARL-3WYC 칩 LED로 각각 6개입니다. 최대 5mA의 허용 순방향 전류 및 다이오드당 약 5V의 순방향 전압 강하는 40x3,2mm 크기의 직사각형 PLCC15 패키지로 제공됩니다. 저자 사본에서 LED를 선택한 것은 컴퓨터 키보드를 조명해야 하기 때문입니다. 첫 번째 LED는 절반 전력에서 120°, 두 번째 LED는 XNUMX°의 작은 방사 각도를 갖습니다. 결과적으로 전체 광점에는 날카로운 경계가 없으며 중앙의 조명은 주변보다 큽니다. 이러한 광원의 색조는 차가운 흰색과 따뜻한 흰색 사이에 있으며 이는 사용되는 LED의 매개변수 때문입니다. 설계상의 이유로 동일한 유형의 LED가 직렬로 연결되고 그림 1과 같은 LED가 표시됩니다. 8 전류 제한 저항 R9 및 R2을 통해 병렬로 연결된 두 개의 회로(각각 3개 및 32개 LED) 두 회로에 대한 변환기의 출력 전압은 40mA의 부하 전류에서 XNUMXV입니다. 변환기를 설계하기 위해 NIVDS(Non-Isolated VIPer Design Software v.2.3) 프로그램이 사용되었으며 이는 기사[2]에 설명되어 있습니다. 주전원 전압 간격은 기본적으로 88 ... 264V로 프로그램에 의해 선택된 상태로 유지됩니다. SHI 컨트롤러가 사용됩니다 - 변환 주파수가 22kHz인 VIPer60A 칩, 불연속 변환 모드(DCM - 불연속 전류 모드), 출력 전압 - 32mA의 전류에서 40V. 프로그램에 의해 계산된 저장 인덕터 L1의 인덕턴스는 2,2mH였다. 변환기의 다른 매개 변수: 효율 - 74%, DA1 미세 회로의 스위칭 트랜지스터 전류의 최대 진폭 - 169mA, 최대 온도 - 47°C, 소비 전류의 유효 값 - 최대 17mA 264V의 주전원 전압.
두께가 1 ... 1,2 mm 인 단면 호일 유리 섬유로 만들어진 변환기의 인쇄 회로 기판 도면이 그림 2에 나와 있습니다. 3 및 그 모양 - 그림. 1. 커패시터 C7은 보드에 8 ... XNUMXmm의 간격으로 납땜되어 있습니다. 보드 중앙으로 기울어져 타버린 에너지 절약 램프에서 사용한 베이스에 맞도록 해야 하기 때문입니다.
최대 작동 온도가 105°C인 수입 산화물 커패시터를 변환기에 사용할 수 있습니다. 커패시터 C2 및 C5 - 정격 전압이 50V 이상인 필름 또는 세라믹. 가용성 점퍼 FU1 - 정격 전류가 1A인 퓨즈의 배선. 슬롯은 FU1이 소손될 때 보드를 보호합니다. 그러나 점퍼가 세라믹 케이스(VP1-1, VP1-2 시리즈) 또는 안전 저항 P1-25(또는 유사한 수입 저항 8 ... 10)의 퓨즈 링크로 교체되는 경우 슬롯이 필요하지 않습니다. 옴). 안전 저항을 사용하는 경우 저항 R1의 저항은 10 ... 12 옴으로 감소합니다.
R2R3EL1 - EL11 LED 부하는 0,5 ... 1mm 두께의 양면 호일 유리 섬유로 만들어진 다른 인쇄 회로 기판에 장착됩니다(그림 4). 보드 중앙의 다각형 포일 섹션은 EL9-EL11 표면 실장 LED에서 열을 제거하도록 설계되었습니다. 전류 제한 저항 R2 및 R3 - RN1-12, 크기 1206. 직경 0,7mm, 길이 약 7mm인 구리 와이어 XNUMX개로 구성된 해당 접촉 패드에 두 개의 보드가 납땜으로 연결됩니다. 제한적인 액슬 박스, 볼 베어링의 중공 플라스틱 막대 조각이 장착됩니다. 두 개의 와이어는 LED가 있는 보드에 전원을 공급하고 세 번째 와이어는 필요한 구조적 강성을 제공합니다. 연결되면 두 보드의 요소가 없는 면이 인접합니다. 별표로 표시된 접촉 패드의 구멍에 짧은 와이어 조각을 삽입하고 양쪽에 납땜합니다. 첫째, LATR을 사용하여 32V의 출력 전압이 전체 주전원 전압 변화 범위(88 ... 264V)에 걸쳐 안정적인지 확인하는 것이 바람직하지만 LED 대신 총 저항이 800옴인 저항기 R2는 3옴 트리머로 임시 납땜되어 있습니다.측정 중에는 장치의 모든 요소가 주 전원에 갈바닉으로 연결되어 있으므로 감전을 주의해야 합니다. 모든 변경은 비활성화된 상태에서만 이루어집니다. 트리머 저항은 유전체 스크루드라이버로 조정됩니다. 각 LED 회로를 통과하는 전류는 밀리암미터로 제어됩니다.사용된 LED는 최대 150mA의 직류 전류가 가능하고 그에 따라 밝기가 증가하지만 선언된 LED의 내구성을 달성하기 위해 전류는 40mA로 설정됩니다. 저항을 조정하여. 스위치를 켠 후 약 20분이 지나면 LED의 열 영역이 안정화되므로 추가 전류 조정이 필요합니다. 5밀리암미터로 각 LED 회로의 전류가 차례로 조절됩니다. 마지막으로 튜닝 저항은 발견된 저항의 상수로 대체됩니다.
Waveforms 도구를 사용하면 NIVDS 프로그램에서 PWM 컨트롤러 모드를 시뮬레이션할 수 있습니다. 무화과에. 그림 5는 제어 측정 결과와 실질적으로 일치하는 220V의 주전원 전압에서 컨트롤러의 펄스 전류 다이어그램을 보여줍니다. 간격 O ... 1,5 μs는 DA1 마이크로 회로의 스위칭 트랜지스터의 개방 상태에 해당합니다(컨버터의 순방향 작동). 파란색은 컨버터의 역방향 실행 중 스토리지 초크의 전류 그래프를 보여줍니다. 간격 1,5 ... 13 µs는 전진 행정 동안 스로틀에 의해 축적된 에너지를 부하로 전달하는 단계에 해당합니다. 13...16,6 µs의 간격은 자유 감쇠 전압 및 전류 진동이 출력 회로에서 발생할 때 컨버터 작동에서 이른바 데드 타임입니다. 보다 명확하게 이러한 변동은 공통 전원 와이어에 대한 트랜지스터 소스의 전압 다이어그램으로 설명됩니다 (그림 6). 여기에서 32V 레벨에 대해 감쇠 전압 변동이 발생한다는 것을 분명히 알 수 있습니다. 변환기의 출력 전압에 해당합니다. C4C5 출력 필터는 출력 전압 리플을 300mV로 줄입니다.
그림에서 알 수 있듯이. 도 5 및 6에서, 마이크로 회로(169mA)의 스위칭 트랜지스터의 피크 전류는 700mA의 최대 허용 값보다 몇 배 작으며, 이 트랜지스터(300V)의 드레인 전압도 최대 허용 730V 미만입니다. 이것은 전기 안전 마진이 큰 변환기의 작동을 보장하며, 마이크로 회로에 내장된 열 보호와 함께 단락 및 부하 차단에 대한 보호와 함께 설명된 장치의 수년 동안 안정적인 작동을 보장합니다. .
LED 램프의 모양은 그림 7에 나와 있습니다. XNUMX. 고장난 손전등의 반사판을 사용합니다. 문학 1. Kosenko S. 단일 사이클 변환기의 유도 요소 작동 기능. - 라디오. 2005. 7호. p. 30-32.
저자: S. Kosenko, Voronezh; 발행: radioradar.net
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