Zasilacz diod power LED 3,5 W

Zasilacz diod power LED 3,5 W

Jest to układ niskonapięciowego zasilacza diod power LED o napięciu ok. 12 V i mocy 3,5 W. Znajdzie zastosowanie w amatorskiej robotyce, podświetlaniu wyświetlaczy lub systemach wizyjnych.

Podstawowe parametry:
  • moc wyjściowa: 3,5 W,
  • napięcie diody przy prądzie znamionowym: 9…12 V,
  • wejście PWM umożliwiające regulację świecenia w zakresie 0…100%,
  • zabezpieczenie termiczne i przed rozwarciem wyjścia,
  • nie jest odporny na zwarcia wyjścia,
  • zasilanie: 2,7…5,5 V.

Zasilacz został zbudowany na specjalizowanym układzie LM3410X firmy Texas Instruments. Integruje on w swej strukturze przetwornicę podwyższającą, pracującą przy stałej częstotliwości i zmiennym wypełnieniu z układem stabilizacji prądu wyjściowego i kluczem mocy. Dzięki zastosowaniu LM3410X aplikacja zasilacza LED wymaga tylko kilku elementów zewnętrznych.

Budowa i działanie

Schemat zasilacza pokazano na rysunku 1. Napięcie zasilania ze złącza PWR, doprowadzone jest do układu U1. C1 filtruje zasilanie, L1 jest cewką przetwornicy podwyższającej, D1 diodą blokującą, napięcie wyjściowe jest filtrowane przez C2.

Rysunek 1. Schemat zasilacza diod power LED

Prąd podłączonej do złącza LED diody, wytwarza spadek napięcia na rezystorach R2, R3, który jest mierzony przez obwód sprzężenia zwrotnego i stabilizowany przez U1. Napięcie na wyprowadzeniu VFB wynosi 190 mV i określa prąd LED według następującej zależności:

ILED = VFB /(R3||R4)

Elementy o wartościach jak na schemacie ustalają prąd na ok. 320 mA. Spadek napięcia na diodzie LED przy prądzie znamionowym powinien zawierać się w granicach 9...12 V.

Podstawowa aplikacja U1 uzupełniona jest o zabezpieczenie nadnapięciowe DZ1, R2 zapobiegające uszkodzeniu układu przy rozwarciu LED (lub łańcucha szeregowego LED). Wejście DIM umożliwia wyłączenie układu stanem niskim wprowadzając go w tryb obniżonego poboru mocy (Iq<100 nA) oraz ściemnianie LED w zakresie 0...100% zewnętrznym sygnałem PWM. Częstotliwość PWM powinna zawierać się w zakresie 0,2...1 kHz. Napięcie na wyprowadzeniu DIM nie powinno przekraczać napięcia zasilania o więcej niż 0,3 V.

Układ LM3410X posiada zabezpieczenie termiczne wyłączające przetwornicę gdy temperatura złącza przekroczy 185’, układ nie jest odporny na zwarcia wyjścia. Sprawność zasilacza przekracza 80% w całym zakresie napięcia wejściowego.

Montaż i uruchomienie

Układ jest zmontowany na niewielkiej dwustronnej płytce drukowanej. Rozmieszczenie elementów pokazano na rysunku 2. Montaż nie wymaga szczegółowego opisu, należy tylko pamiętać, aby poprawnie przylutować pad termiczny U1. Po zlutowaniu należy płytkę umyć usuwając resztki topnika. Układ nie wymaga uruchamiania.

Rysunek 2. Schemat płytki PCB wraz z rozmieszczeniem elementów

Po podłączeniu do wyjścia diody LED, warto jednak sprawdzić czy utrzymywany jest prąd znamionowy – mierząc spadek napięcia na R3 przy pomocy oscyloskopu lub miernika TRMS. W przypadku zasilania z akumulatorów należy zadbać o ich zabezpieczenie przeciążeniowe i podnapięciowe stosując odpowiednio dobrany układ BMS.

Korzystając z noty katalogowej LM3410, można dobrać elementy układu dostosowując je do zasilania posiadanej LED lub łańcucha LED, ograniczeniem pozostaje tylko maksymalny prąd klucza ok. 2 A i napięcie wyjściowe nie wyższe niż ok. 23 V. Dla ułatwienia doboru elementów można skorzystać z symulatora Webench na stronie ti.com.

Adam Tatuś, EP
adam.tatus@ep.com.pl

Wykaz elementów:
Rezystory:
  • R1: 100 kΩ (SMD0805 1%)
  • R2: 100 Ω (SMD0805 1%)
  • R3,R4: 1,2 Ω (SMD0805 1%)
Kondensatory:
  • C1: 10 μF/6,3 V SMD0805
  • C2: 2,2 μF/25 V SMD1206
Półprzewodniki:
  • D1: MBRS130 dioda Schotkiego SMB_D
  • DZ1: C15 dioda Zenera SMD1206
  • U1: LM3410X MSOP8
Inne:
  • L1: 10 μH dławik HPI HPI0630-100
  • LED: złącze 2 pin DG381-3.5-2
  • PWR: złącze 3 pin DG381-3.5-3
 
Artykuł ukazał się w
Maj 2020
Zobacz też
Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik lipiec 2020

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio lipiec 2020

Świat Radio

Magazyn użytkowników eteru

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje lipiec 2020

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna lipiec 2020

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Praktyczny Kurs Elektroniki 2018

Praktyczny Kurs Elektroniki

24 pasjonujące projekty elektroniczne

Elektronika dla Wszystkich lipiec 2020

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów