Madarász László elektronikai oldala

Már korábban, a LED világítás otthonra cikkben írtam arról, miként lehet a hagyományos izzós világítást LED technikával házilag kiváltani. Az előnyöket újból és hosszasan lehetne itt ismételni, akit bővebben érdekel a LED diódák lelki világa, annak kettő cikket is tudok ajánlani az oldalamon, mely részletekbe menően taglalja a LED-ek előnyeit, tulajdonságait, valamint egy gyakorlati példán keresztül szemléltetem, hogy miként alkalmazhatóak ezen dolgok a gyakorlatban, egészen pontosan, bemutatni igyekszem azt, hogy én hogyan készítettem világításra alkalmas lámpákat. Aki tehát részletesebben szeretné megismerni a LED diódák működését, annak ajánlom ezt a cikket, illetve a már fent említett LED világítással foglakozó oldalamat.

Jelen leírásban egy nagyon egyszerű áramgenerátoros LED tápegységek mutatok be. A PT4115-ös IC-re épülő LED meghajtó rengeteg előnnyel rendelkezik más megoldásokhoz képest. A PT4115 egy cél IC, kifejezetten áramgenerátorokban történő alkalmazásra találták ki. SOT89-5 tokozásban gyártáják, így mérete rendkívül kicsi. Mivel kapcsolóüzemben működik, így a lineáris megoldásokkal szemben széles tartományban képes üzemelni melegedés nélkül. Az IC köré épülő áramkör csaupán néhány alkatrészből áll, így az egész szabályzó kis helyen elfér. A bemeneti feszültségtartománya 30V-ig terjed, ez bőven elegendő egy néhány LED-ből álló lámpa meghajtására. Egyetlen kritikus alkatrésze az egész tápegységnek a söntellenállás. Ez egy nagyon kis értékű felületszerelt ellenállás, mely a megfelelő áram beállításáért felel a kimeneten. Értéke nagyon pontos kell, hogy legyen, néhány század ohmos eltérés már észrevehető változást eredményez a kimeneti áram tekintetében. Pontos értéke egy 350mA-es kimeneti áramú táp esetén 0,276ohm. Mivel ilyen értékű ellenálláshoz nagyon nehéz hozzájutni, így több ellenállás párhuzamos kapcsolásával sokkal gazdaságosabb és minden probléma nélkül előállítható egy ellenállás helyettesítő kapcsolás. Nekem ezt négy darab ellenállással sikerült megvalósítani. A többi alkatrész (induktivitás, kapacitás) már rendelkezésre áll, így azt nem kell kihelyettesíteni más megoldásokkal.

A kapcsolásban található puffer mérete 470uF. Ennyi a mérési tapasztalatok alapján szükséges a normális működéshez, ettől alacsonyabb értékű kapacitás ugyanis teljesítménycsökkenéssel jár, különösen akkor, ha a tápegység nincs megfelelően szűrve. A LED-ekkel párhuzamosan kapcsolt 100nF-os kondenzátor pedig a kapcsolóüzemű működés során keletkező zavarokat hivatott kiszűrni.

Az általam tervezett modul egyenirányító diódákat is tartalmaz, így AC és DC rendszerű hálózatból is működtethető. Arra ügyelni kell, hogy DC rendszerben a tápfeszültség nem lépheti túl az IC adatlapjában maximálisan meghatározott 30V-ot. AC esetén ez a határ 24V. A modul kimeneti árama stabil 325mA. Ez sajnos az ellenállások párhuzamos kapcsolásából adódó közelítés miatt nem 350mA pontosan, de egyenlőre ez a legjobb közelítés, amit négy darab kereskedelemben is beszerezhető ellenállással sikerült elérni.

Az általam tervezett áramköri modul további előnye, hogy az IC DIM lábát is ki lehet használni fényerő szabályzásra azáltal, hogy az a sorkapocsban kivezetve rendelkezésre áll. Üresen hagyva ott állandó logikai 1 szint van, ami azt jelenti, hogy a lámpa állandóan maximális fényerővel világít. A DIM bemenetet testre kapcsolva a lámpa kikapcsolható, anélkül, hogy a tápfeszültséget lekapcsolnánk a modulról. A DIM bemeneten keresztül PWM jel segítségével fényerőt tudunk szabályozni, de ugyanez a funkció megvalósítható analóg elven is egyszerű potméterrel, mely mozgó érintkezője 0-5V közötti feszültséggel képes ugyanazt a hatást elérni, mint a PWM jel. Ezzel gyakorlatilag megvalósítható egy analóg módszerrel és egy digitális vezérléssel a fényerő beállítása.

A modul mindössze 32x16mm-es méretei miatt kis helyekre is befér. A LED lámpához 10cm hosszú vezetékkel köthető hozzá, a kivezetései a panelen sorkapocs formában lettek kialakítva, így a telepítés során a beszerelés rendkívül egyszerű és nem igényel forrasztást és további csatlakozó szerelést a vezetékek végein. A külön modul további előnye, hogy a LED lámpától távolabb helyezkedik el, így a világítás során eldisszipált hő nem teszi tönkre idő előtt az elektrolit kondenzátort.

Jelenleg a 325mA-es verzió érhető el a modulból. Ezeket használtam a saját lámpáim meghajtására is. Mivel a PT4115-ös IC 1A-es hajtás készítését is lehetővé teszi, de az már jelentős hődisszipációval is jár, így ebből a konstrikcióból csak ez a kialakítás érhető el. Sajnos már a 700mA-es meghajtó is annyi hőt termel, ami hűtést igényel, így az ilyen egyszerű, egyoldalas FR4 alapanyagú panelen már nem készíthető el.

A kész modulok zsugorcsővel vannak szigetelve, ezt a kép kedvéért most nem tettem rá.