Исследование диммера для светодиодных лент и ламп
Секция: Технические науки
XLVI Студенческая международная заочная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум: технические и математические науки»
Исследование диммера для светодиодных лент и ламп
Диммер – электронное устройство, предназначенное для изменения электрической мощности (регулятор мощности). Обычно используется для регулировки яркости света, излучаемого лампами накаливания или светодиодами [1].
По типу регулируемых ламп различают диммеры:
· Для галогенных ламп (сеть 220В) и ламп накаливания. Это простейшие диммеры, принцип работы которых очень прост: яркость свечения нити накаливания регулируется изменением напряжения.
· Для галогенных ламп, работающих на напряжении 12В и 24В. В данном случае идеальная схема диммера должна включать в себя понижающий трансформатор.
· Для светодиодных ламп. Здесь применяется особый вид регуляторов яркости, который использует импульсную модуляцию частоты тока.
· Для люминесцентных и энергосберегающих ламп. Схема должна включать ЭПРА(электронный пускатель). Некоторые специалисты считают, что такую сеть освещения диммировать нецелесообразно.
Рассмотрим в данной работе диммер для светодиодных лент и ламп.
Диммер для светодиодных лент и ламп – устройство, с помощью которого можно управлять интенсивностью светового потока за счет изменения подаваемого напряжения. Он позволяет наиболее полно раскрыть потенциал светодиодного освещения и оптимизировать его работу. При использовании данного диммера обеспечивается экономия электрической энергии и увеличение срока службы светодиодной ленты, управляемой диммером и работающей в режиме уменьшенной яркости.
Для диммирования светодиодов применяется широтно-импульсная модуляция. Т.е. на светодиод подаются импульсы тока оптимальной амплитуды, а вот длительность импульса можно регулировать, тем самым меняя яркость свечения.
Рисунок 1. Схема рассматриваемого диммера
Основным компонентом схемы является таймер NE555 (DA1) (схема подключения изображена на рисунке 2; основные характеристики указаны в таблице 1 [2]), который формирует ШИМ-сигнал. Переменный резистор (R2) сопротивлением 55 кОм с помощью двух импульсных диодов КД522Б (VD1 и VD2) осуществляет регулировку яркости. Немаловажную роль в схеме играет полевой транзистор с изолированным затвором IRLZ44N (VT1) (основные характеристики указаны в таблице 2 [3]).
Рисунок 2. Расположение выводов микросхемы NE555
Таблица 1.
Основные характеристики NE555
Напряжение питания |
+4,5..+18V |
Ток потребления (при 5V) |
3mA |
Максимальная частота |
500KHz |
Температурный диапазон |
0..+70С |
Корпус NE555N |
DIP-8 |
Таблица 2.
Основные характеристики IRLZ44N
Максимальный ток стока |
47А |
Максимальное напряжение сток-исток |
55V |
Сопротивление сток-исток (откр.) |
< 0,022 om |
Максимальная мощность рассеивания |
110W |
Допустимое напряжение на затворе |
±20V |
Пороговое напряжение на затворе |
+1..+2V |
Ток утечки затвора |
< 0,1 uA |
Ток утечки стока (закр.) |
< 25 uA |
Время включения/выключения |
11/26nS (тип.) |
Время восстановления диода |
80nS (тип.) |
Входная/выходная ёмкость |
1700/400pF |
Корпус |
TO-220 |
Диапазон рабочих температур |
-55..+175oC |
Рисунок 3. Собранный диммер во включенном состоянии
Для работы устройства используется стабилизированный источник питания напряжением 12 В. Схема диммера способна осуществлять регулировку яркости в диапазоне от 5% до 95%.