Circuits d'alimentació per a tires LED i no només

Els LED substitueixen aquest tipus de fonts de llum, com les làmpades fluorescents i les làmpades incandescents. Gairebé totes les cases ja disposen de llums LED, consumeixen molt menys de dos dels seus predecessors (fins a 10 vegades menys que les làmpades incandescents i de 2 a 5 vegades menys que CFLs o llums fluorescents d’estalvi d’energia). En situacions en què necessiteu una llarga font de llum o necessiteu organitzar la il·luminació d'una forma complexa en curs tira de led.

La cinta led és ideal per a diverses situacions, el seu avantatge principal sobre els LEDs i les matrius de LED són les fonts d’energia. Són més fàcils de trobar a la venda a gairebé qualsevol botiga d’electricitat, a diferència dels controladors per a LED d’alta potència, a més, la selecció d’una font d’energia es fa només pel consum d’energia, ja que la gran majoria de tires LED tenen un voltatge d’alimentació de 12 volts.

Mentre que per a mòduls i leds de gran potència, a l’hora d’escollir una font d’alimentació, cal buscar una font de corrent amb l’alimentació necessària i el corrent nominal, és a dir. considereu 2 paràmetres, cosa que complica la selecció.

Aquest article parla d’esquemes típics d’alimentació i dels seus components, així com consells per a la seva reparació per a pernils principiants i electricistes.

Tipus i requisits d'alimentació per a tires LED i làmpades LED de 12 V

El principal requisit per a una font d’alimentació tant per a LED com per a tires LED és l’estabilització de tensió / corrent d’alta qualitat, independentment de les pujades en la tensió de xarxa, així com les ondulacions de baixa sortida.

Per tipus d'execució, es distingeixen fonts d'alimentació per a productes LED:

• Segellat. Són més difícils de reparar, el cas no sempre és apte per a un desmuntatge precís i, fins i tot, es pot omplir amb segellant o compost.

• Resistent a les filtracions per a ús interior. Millor reparar, perquè la junta es retira després de desenroscar diversos cargols.

Per tipus de refrigeració:

• Passiu aeri. L’alimentació es refreda mitjançant la convecció natural de l’aire a través de la perforació del seu allotjament. L’inconvenient és la incapacitat d’aconseguir una gran potència mantenint les dimensions generals;

• Aire actiu. L'alimentació es refreda mitjançant un refrigerador (un petit ventilador, tal com està instal·lat a les unitats del sistema PC). Aquest tipus de refrigeració permet obtenir més potència a la mateixa mida amb una font d’alimentació passiva.

Esquemes d’alimentació per a tires LED

S’ha d’entendre que en electrònica no existeix una “font d’alimentació per a una banda LED”, en principi, qualsevol font d’alimentació amb un voltatge i un corrent adequats superior a la consumida pel dispositiu s’adaptarà a qualsevol dispositiu. Això vol dir que la informació descrita a continuació s'aplica a gairebé qualsevol font d'alimentació.

Tanmateix, a la vida quotidiana és més fàcil parlar sobre l’alimentació per al seu ús previst per a un determinat dispositiu.

Estructura general d'una font d'alimentació de commutació

Durant les últimes dècades, les fonts d’alimentació polsada (UPS) s’han utilitzat per alimentar tires LED i altres equips. Es diferencien dels transformadors, ja que no funcionen a la freqüència de la tensió d'alimentació (50 Hz), sinó a freqüències elevades (desenes i centenars de quilohertz).

Per tant, per al seu funcionament es necessita un generador d’alta freqüència, en subministraments barats i dissenyats per a fonts d’alimentació de petits corrents (unitats d’amperis), sovint es troba un circuit autogenerador, que s’utilitza en:

• transformadors electrònics;

• alimentadors electrònics per a làmpades fluorescents

• carregadors de telefonia mòbil;

• SAI barat per a tires LED (10-20 W) i altres dispositius.

A la figura es pot veure un esquema d'aquesta font d'alimentació (feu clic a la imatge per ampliar-la):

La seva estructura és la següent:

1. Ressaltat en blau pont de díodesparat a l’entrada de la unitat d’alimentació, rectifica l’entrada de tensió alterna, per subministrar els següents nodes amb una tensió constant de 220 * 1,41 = 310 V. En cas d’avaria, comproveu la presència i la magnitud de la tensió ABANS del pont i, després, si no hi ha, haureu de substituir els díodes o el pont. si està muntat en un edifici hoteler.

No està indicat al diagrama, però hi ha un fusible o resistència de baixa resistència a la línia de 220 V, comproveu-ne la integritat abans de començar les reparacions.

2. Un filtre ondulat té un cercle marró, el seu element principal és C4 - condensador electrolític. La seva capacitat depèn del quant hagi estalviat el fabricant, normalment fins a 220 microfarads per 400 volts. L1 - ondulació del filtre i interferències electromagnètiques que es produeixen durant el funcionament d'una font d'alimentació de commutació. Falten a la majoria d’alimentació barata.

Un problema comú del filtre: assecat, explosió o inflor d’un condensador electrolític, comporta un funcionament de mala qualitat de tota l’alimentació de commutació en el seu conjunt o la seva total inoperabilitat. Podeu substituir-lo per la mateixa i més gran capacitat, però de mida adequada.

3. El transistor de potència VT1 de la part de potencia es destaca en verd, en aquest cas un transistor amb efecte de camp, però també pot ser bipolar. T1: transformador d’impulsos amb tres enrotllaments: primari, secundari i bàsic.

El tercer bobinatge és necessari per a la generació d’oscil·lacions d’alta freqüència: si el principi de funcionament de l’alimentació d’autogeneració és interessant, és millor llegir els llibres de text de Moin, Zinoviev i altres llibres sobre fonts d’alimentació de tipus pols.

Els transformadors de pols són de mida molt més petita que els transformadors de xarxa, a causa del treball a freqüències elevades i estan fets no de ferro, sinó de ferrita. Molt sovint, l’interruptor d’energia falla.

Truqueu el transistor multímetre en mode de prova de díodesi de seguida descobrireu la seva avaria o trencament. Els elements restants són l'atrapat d'aquest node, que rarament es descompon individualment, principalment després del transistor d'energia. Tot i això, sempre heu d'assegurar-vos que els valors nominals de les resistències i condensadors són coherents.

Els díodes de l'atacat del transformador VD7 i VD5 actuen com un snubber que protegeix els circuits contra les explosions de contraemf EMF, en els moments de commutació del transistor. També són un node molt ocupat i responsable.

4. El bucle de retroalimentació de tensió es destaca en vermell basat en el díode zener regulable TL431 i els seus anàlegs (qualsevol lletra de la designació amb números "431").Informació addicional sobre TL431:Xips analògics llegendaris

El sistema operatiu inclou un optocopiador U1, amb la seva ajuda, es proporciona un senyal de sortida a la part de potència de l’oscil·lador i es manté una tensió de sortida estable.És possible que a la part de sortida no hi hagi cap tensió a causa del trencament del díode VD8, sovint es tracta d'un conjunt de Schottky, que s'ha de substituir. El condensador electrolític inflat C10 també sol causar problemes.

Com veieu, tot funciona amb un nombre molt menor d’elements, la fiabilitat és adequada ...

Fonts més cares i d’energia

Els circuits que veuràs a continuació es troben sovint en fonts d'alimentació per a tires LED, reproductors de DVD, gravadores de ràdio i altres dispositius de baix consum (desenes de watts).

Abans de continuar amb la discussió de circuits populars, familiaritzeu-vos amb l’estructura d’una font d’alimentació de commutació amb un controlador PWM.

La part superior del circuit s’encarrega de filtrar, rectificar i suavitzar les ondulacions de la tensió de xarxa 220, essencialment la mateixa que en el tipus anterior i en les posteriors.

El més interessant és el bloc PWM, el cor de qualsevol font d’energia decent. Un controlador PWM és un dispositiu que controla el cicle de treball dels polsos del senyal de sortida basat en un paràmetre definit per l'usuari o en la retroalimentació sobre corrent o tensió.PWM pot controlar tant la potència de càrrega mitjançant una clau de camp (bipolar, IGBT) com una clau controlada per semiconductors com a part d’un convertidor amb un transformador o un inductor.

Si canvieu l'amplada dels polsos a una freqüència determinada, canvieu el valor real de la tensió, mantenint l'amplitud, podeu integrar-la amb circuits C i LC per eliminar les ondulacions. Aquest mètode s’anomena Simulació d’amplada de pols, és a dir, modelatge de senyal a causa de l’amplada dels polsos (cicle de treball / cicle de treball) a una freqüència constant.

En anglès, sembla un controlador PWM o un controlador de modulació Pulse-Width Modulation.

La figura mostra un PWM bipolar. Els senyals rectangulars són senyals de control sobre transistors del controlador, la línia de punts mostra la forma de tensió en la càrrega d’aquestes tecles: el voltatge efectiu.

Sovint, els subministradors PWM integrats amb un interruptor d'alimentació incorporat sovint es fabriquen amb millors subministraments de potència mitjana baixa. Avantatges sobre l'esquema de generació automàtica:

• La freqüència de funcionament del convertidor no depèn de la càrrega ni de la tensió d'alimentació;

• Millor estabilització dels paràmetres de sortida;

• La possibilitat d’ajustar de manera més fàcil i fiable la freqüència de funcionament a l’etapa de disseny i modernització de la unitat.

A continuació, es mostraran uns quants esquemes típics de fonts d'alimentació (per ampliar-les, feu clic a la imatge):

Aquí, el RM6203 és controlador i clau en un cas.

Aquest circuit utilitza clau de mosfet extern.

El mateix, però en un xip diferent.

La retroalimentació es realitza mitjançant una resistència, de vegades optocouplers connectats a una entrada anomenada Sense (sensor) o Feedback (feedback). La reparació d'aquestes fonts d'alimentació és generalment similar. Si tots els elements són útils i la tensió d'alimentació es subministra al microcircuit (pota Vdd o Vcc), el problema és més probable, més precisament es pot determinar mitjançant un osciloscopi mirant els senyals de sortida (desguàs, pota).

Gairebé sempre, podeu substituir aquest controlador per qualsevol analògic amb una estructura similar, per a això heu de comparar el full de dades amb el que hi ha instal·lat a la pissarra i el que teniu i vendre'l, tot observant el pinout, tal com es mostra a les fotos següents.

O aquí hi ha una representació esquemàtica de la substitució d'aquests microcircuits.

Fonts d’energia potents i cares

Les fonts d’alimentació per a tires LED, així com algunes fonts d’alimentació per a ordinadors portàtils, es realitzen al controlador PWM UC3842.

L’esquema és més complex i fiable. El component principal d’alimentació és el transistor i transformador Q2. Durant la reparació, cal comprovar els condensadors electrolítics de filtre, l’interruptor d’alimentació, els díodes Schottky als circuits de sortida i els filtres LC de sortida, la tensió d’alimentació del microcircuit, en cas contrari els mètodes de diagnòstic són similars.

Tot i això, només es poden fer diagnòstics més detallats i precisos amb l’ús d’un osciloscopi, en cas contrari: comproveu que els costos de la placa són més cars, la soldadura d’elements i les pauses són més cares. Substituir nodes sospitosos per altres que òbviament funcionen pot ajudar-nos.

Els models més avançats de fonts d'alimentació per a tires LED es fabriquen en el gairebé llegendari xip TL494 (qualsevol lletra amb els números "494") o el seu analògic KA7500. Per cert, la majoria de fonts d’alimentació d’ordinador AT i ATX es basen en aquests controladors.

Aquí hi ha un circuit d’alimentació típic d’aquest controlador PWM (feu clic al circuit):

Aquestes fonts d’alimentació són altament fiables i estables.

Breu algorisme de verificació:

1. Alimentem el microcircuit segons la pinça d’una font d’energia externa de 12-15 volts (12 potes són més i menys 7 per 7 potes).

2. A 14 potes hauria d’aparèixer un voltatge de 5 volts, que es mantindrà estable quan canviï la potència, si “flota” - un xip de recanvi.

3. A la 5a sortida hi hauria d’haver una tensió de serra per “veure” només es pot fer mitjançant un osciloscopi.Si no hi és o si la forma està distorsionada, comprovem que els valors nominals del circuit de cronometratge RC estiguin connectats als 5 i 6 pins, si no, el diagrama mostra R39 i C35, se substituiran, si després no s’ha canviat res, el microcircuit està fora de comanda.

4. A les sortides 8 i 11 hi hauria d’haver polsos rectangulars, però potser no es deuen a l’esquema d’implantació del feedback específic (conclusions 1-2 i 15-16). Si apagueu i connecteu 220 V, fa temps que apareixeran i la unitat tornarà a entrar en defensa, això és un signe d’un microcircuit en funcionament.

5. Podeu comprovar el PWM escurçant les 4 i les 7 potes, l'amplada dels polsos augmentarà i escurçant les 4 per les 14 potes: els polsos desapareixeran. Si obteniu altres resultats, el problema és a la EM.

Aquesta és la prova més concisa d’aquest controlador PWM: hi ha un llibre sencer sobre “Canviar les fonts d’alimentació per a l’IBM PC” sobre la reparació d’alimentacions basades en elles..

Tot i que està dedicat a subministraments elèctrics, però hi ha molta informació útil per a qualsevol radioafeccionat.

Conclusió

El circuit de les fonts d’alimentació per a tires LED és similar a qualsevol font d’alimentació de característiques similars, es pot reparar, modernitzar i ajustar fàcilment a la tensió requerida, per descomptat, dins d’uns límits raonables.

Vegeu també al nostre lloc web:

Esquemes esquemàtics de fonts d'alimentació per a dispositius electrònics

Què és una font d’alimentació de commutació i en què es diferencia d’un analògic convencional

Consells per reparar fonts d'alimentació en commutació

Enregistrament en vídeo del procés de reparació de diversos electrodomèstics