Разбираемся со светодиодами (часть вторая)

Продолжение. Начало тут — www.drive2.ru/b/489854696358412350/

В первой части (кто читал) мы разобрались, что такое балластный резистор, как его рассчитать, как собрать и объединить в кластеры кучу светодиодов, и даже как прикрутить ко всем нашим делам стабилизатор.)))

С первого взгляда кажется, на кой нам разбираться со стабилизатором тока… Я бы сказал, в этом есть прок. И думаю многим этот метод понадобится. Надеюсь они найдут тут полезную информацию.

И так… Обычные светодиоды, без встроенного балластного резистора, можно запитать так, как написано в прошлой части, а можно от стабилизатора тока.

Походу выглядит крайне похоже, НО! Если думать о монтаже в корпусе машины, и, соответственно, прикинуть разводку проводов, виден один маааленький, но оч. пользительный плюсик.

В схеме со стабилизатором тока нет подключения к корпусу. Т.е. стабилизатор подключается, по сути, в разрыв провода, что позволяет его тупо спрятать в термо-кембрик и не париться. Это так же крайне пользительно, когда в месте установки светодиода мало свободного пространства, для монтажа стабилизатора.

Теперь о втором, не менее интересном различии. Как видим схемы очень похожи, НО! Давайте приглядимся к значениям резисторов. Прикольно, да? )))

Если у нас стабилизатор напряжения, то, в зависимости от количества светодиодов, нам нужно пересчитывать балластный резистор (как на левой схеме). В случае со стабилизатором тока, мы задали требуемый ток, и всё! Стабилизатору тока сугубо фиолетово напряжение падения на светодиодах, ОН СТАБИЛИЗИРУЕТ ТОК!

Соответственно, собираем кластеры из 1, 2-х, 3-х светодиодов и ставим один стабилизатор тока на кластер. Независимо от количества светодиодов, резистор остаётся неизменным.
Рассчитать параметры резистора поможет онлайн-калькулятор — cxem.net/calc/lm317_calc.php
Не забудьте переключить калькулятор в режим стабилизатора тока.

Надеюсь, с большего, понятно. Я пока объяснял, сам всё понял. Шутка ))))

Поехали дальше. В текущий момент появилось большое количество мощных светодиодов, с током потребления от 1 Ампера до Очень Много )))

Тут есть варианты. Можно попробовать собрать линейный стабилизатор, как на схемах выше и усилить дополнительным транзистором.

Можно на пайку вообще забить, сходить на алиэкспресс и купить модуль стабилизатора тока. Стоят они не дорого, и уже всё аккуратно (хотя и не всегда) распаяно на плате. Ну, эт при больших токах ессно. )))

Так. Теперь, походу поговорим о подводных камнях.

Так как мы стабилизируем ток, возникает желание запендюрить пару кластеров светодиодов параллельно, по аналогии со стабилизатором напряжения.

И так. Берём за основу левую схему. Как видим — это стабилизатор напряжения, который выдаёт 12В. Далее, два кластера. В каждом кластере свой балластный резистор, который формирует нужный для своего кластера ток!
Если сгорает один светодиод в любом кластере, напряжение на втором кластере, и, соответственно, ток остаются неизменными. Потому что стабилизатор даёт стабильное напряжение, независимо от тока нагрузки. Соответственно и ток во втором кластере не изменится.

Теперь посмотрим на правую схему. Во первых: в одном кластере напряжение падения в 3 раза больше (там же 3 светодиода, а не один). Соответственно в кластере с одним светодиодом ток будет в 3 раза больше нужного. Ну, и получаем труп. Уже ясно, что фигня-дело.

Если у нас в обоих кластерах будет одинаковое количество светодиодов, натыкаемся на следующий камень.

Есть у светодиодов такой параметр Rds. Это внутреннее сопротивление перехода, от которого зависит напряжение падения на светодиоде при номинальном токе. И так как оно у всех светодиодов разное, падение напряжения на кластерах в реалии буде отличаться. Соответственно кластеры будут иметь разный уровень свечения. Имхо — печаль (((

А… Да… Теперь самое интересное. )))

В комментах к первой части упоминался закон Кирхгофа. Вот к нему мы ща и обратимся )))

Не кидайте в меня камнями, объясняю, чтоб понятно было всем, а не только радио-любителям )))
И так. Первый закон Кирхгофа гласит — Сумма всех токов, втекающих в узел, равна сумме всех токов вытекающих из узла.

То есть. Смотрим схемку. К выходу 1 подключен кластер со светодиодами с током потребления 10мА. К выходу 2 подключен точно такой же кластер, то же с током потребления 10мА. Следовательно Iout1=10мА, Iout2=10мА.

Согласно закона Кирхгофа ток на входе должен быть равен сумме токов на выходах. Т.е. Iin=Iout1+Iout2=10мА+10мА=20мА.

Вроде всё понятно?

Теперь смотрим, что же получилось. Значит кластер 1 — 10мА, кластер 2 -10мА, мы собираем стабилизатор тока на сумму токов, т.е. 20мА. Включаем, радуемся.

Вдруг перегорает 1 светодиод. Вместо светодиода, получаем обрыв цепи. Т.е. в кластере с перегоревшим светодиодом ток потребления стал равен 0. А стабилизатор радостно начинает закачивать 20 миллиампер во второй кластер. Мы его рассчитали на 20мА, вот он и помпует )))

Для того, чтоб восстановить установленный нами ток 20мА, стабилизатор тока начинает поднимать напряжение на нагрузке. Так как у нас остался один рабочий кластер, ток на нём повышается в 2 раза. Не трудно понять, что произойдёт со светодиодами во втором кластере.

Основные выводы. В чём неудобство, в том, что на каждый кластер нужно ставить свой стабилизатор тока. Но учитывая размеры микросхемы стабилизатора, скажем так — не страшно.

Но! Не нужно постоянно пересчитывать элементы, один раз рассчитал, не паришься. Независимо от количества светодиодов, схема не меняется. Можно включать в разрыв провода, соответственно можно расположить в любом удобном месте. Гораздо шире диапазон стабилизации, соответственно меньше будут мигать светодиоды.
При использовании светодиодов большой мощности лучше использовать именно стабилизатор тока.

Ну, вот. Старался как можно понятней объяснить. Надеюсь получилось. Третья и она же последняя часть будет как подведение итогов. Т.е. без формул. Постараюсь показать наглядно, так сказать на пальцах. )))