Целью данного проекта была модернизация системы подсветки настенной картины. Как лишь я установил светодиодную подсветку, яркость просто ослепила меня — намного ярче, чем оригинальная люминесцентная лампа T20. Я понял, что необходимо использовать устройство для регулировки силы света, т.е. диммер.
Схема цепи управления яркостью светодиодного освещения
Светодиодная лента
Как китайцы могут заработать деньги, когда продают светодиодную катушку всего лишь за $4.60 (с бесплатной доставкой) — и обеспечить превосходное качество! (Заметьте, что с тех пор цена немного увеличилась…)
Светодиоды пришли в катушке длиной 5 метров, общее количество светодиодов 300 штук (лента из 100 групп по 3 светодиода в группе). Измеренный ток 1 А @ 12В, мощность потребления 12 Вт соответственно. Поскольку мой блок питания был рассчитан на 0,8 А, я урезал ленту до 240 светодиодов (отрезалось по 3 светодиода, места разрезов отмечены на ленте).
Сборка не вызвала никаких проблем. Я долго думал, как мне приклеить светодиодные ленты, но в конце концов понял, что лента имеет клейкую заднюю сторону.
Описание схемы
Я выбрал простой регулятор тока. Если использовать регулятор напряжения, тогда ограничение напряжения четко не определяется и существует много зон, нечувствительных к регулировке. Регулятор тока, с другой стороны, имеет отличный диапазон регулировки, малое падение напряжение и минимальное число зон нечувствительности.
Силовое устройство – это составная PNP/NPN пара, которая действует как PNP-транзистор с высоким коэффициентом усиления. Здесь также можно использовать составной PNP-транзистор с объединенными коллекторами, однако напряжение отпускания (насыщения) будет немного выше. Данную функцию можно реализовать также с помощью составной NPN/PNP пары, но я захотел, чтобы светодиоды были заземлены к отрицательной шине для возможной модернизации в будущем.
Далее необходимо установить эмиттерный повторитель с резистором номиналом 0,6Ω (шунт) в цепь эмиттера. Напряжение через данный резистор определяется напряжением на базе Q1. Ток коллектора (светодиодная нагрузка) обычно совпадает с током эмиттера. Поскольку напряжение на базе Q1 можно регулировать, ток в нагрузке также можно регулировать. Диод Шотки D1 обеспечивает фиксированное падение напряжение величиной 0,3 В, чтобы снизить зону нечувствительности потенциометра. Стандартный диод может предотвратить полное отключение Q1 — это очень важно, поскольку потенциометр также является выключателем вкл/выкл. Но он полностью не снимает питание со схемы, но потери в выключенном режиме гораздо меньше, чем потери на намагничивание и потери в обмотках постоянно работающего блока питания.
C1 представляет собой развязывающий конденсатор, который помогает предотвратить колебания; действительно, схемы подобного плана могут генерировать колебания и я подсоединил осциллограф, чтобы проверить стабильность работы схемы.
C2 сглаживает колебания AC блока питания для того, чтобы ток в нагрузке был чисто постоянным. Я хотел получить яркую подсветку, без каких-либо мерцаний. Почти все светодиодные схемы имеют пульсацию тока — я же хотел избежать этого.
Изменения сопротивления для других токов и входного напряжения
При регулировке тока в нагрузке также происходит и регулировка напряжения, поэтому исходное входное напряжение может быть выше, чем необходимо и не должно точно соответствовать нагрузке. Но дополнительное напряжение вызывает дополнительное рассеивание мощности в силовом транзисторе Q2. В моем случае потребовалось установить небольшой радиатор; при этом транзистор был немного теплым при самых экстремальных условиях работы. Специальное напряжение схемы указано на рисунке. Для других номинальных токов, необходимо увеличить лишь R3 и R4 (падение 0,5 В @ при полной нагрузке) (можно вместо 2-х установить один резистор). Также необходимо увеличить номиальное значение R2 для исходного входного напряжения при полной нагрузке.
Выбор транзистора
Я имел под рукой 2N3906 (PNP TO-92) и D44H8 (NPN TO-220), поэтому и использовал их в своей схеме. Выбор транзистора абсолютно не критичен.
Фотогалерея
