Меню

Источник тока 30в схема

Лабораторный блок питания 1,2В-30В 6А

Стремиться к миниатюризации конструкции необходимости не было. Поэтому основой конструкции стали: силовой трансформатор от еще советского диапроектора «Диана-207» и китайские модули.

В данной конструкции было использовано:
— корпус G768A фирмы Gainta размерами 140х190х80
— китайский модуль преобразователя DC-DC CC/CV XL4016 9А 300W
— китайский модуль ампер-вольтметра 100V 10A
— трансформатор тороидальный от советского диапроектора «Диана-207»
— гнезда типа «тюльпан»
— кабельный ввод 7мм
— держатель для предохранителя 20х5
— вентилятор 50х50х15мм 12V
— стеклотекстолит фольгированный односторонний
— кусок оргстекла 125х175х5мм
— крепеж М3, М6
— провод монтажный
— трубка термоусадочная
— радиодетали согласно схеме
— стойки для плат 10мм с резьбой под винт 3мм
Далее и подробнее характеристики деталей по ходу описания

Из инструментов использовалось:
— дрель (желательно на стойке)
— МФИ типа «Dremel»
— паяльник
— отвертки, кусачки и т.д.


Силовой трансформатор в диапроекторе обеспечивает долговременное питание лампы КГМ 24х150 то есть отдает 6,25А при 24В и имеет удобные дополнительные обмотки. Напряжения на обмотках указаны в режиме холостого хода. Поэтому все остальное подбиралось под него. Включение китайских модулей типовое, согласно схемам, указанным на сайте продавца (Aliexpress). Питание модуля ампер-вольтметра осуществляется от отдельного выпрямителя с конденсаторами фильтра. Провод измерения напряжения белого цвета (на схеме он рыжего цвета). С модуля понижающего преобразователя DC-DC CC/CV выпаяны подстроечные потенциометры и в место них на переднюю панель выведены регулировочные. У меня временно стоят обыкновенные регуляторы, но далее будут установлены многооборотные (места на панели и в корпусе рассчитывались именно под них). Так же выпаян индикаторный CC-CV двуцветный светодиод HL2 и с помощью маленькой платки, на которой установлен и светодиод HL1 «POWER», выведен на переднюю панель. Диоды VD10, VD11 можно установить в случае использования ЛБП в качестве зарядного устройства. Они служат для блокировки обратного тока. У меня они пока не установлены, но платка изготовлена (на случай необходимости), на которой установлены диоды P600D (каждый диод рассчитан на ток до 6А).

В блоке выпрямителя стоит диодный мост KBU1010 на ток до 10А на небольшом радиаторе. Конденсатор фильтра 6800 мФ на 50В. Для удобства монтажа на плате установлены клемники и разъем для вентилятора (из компьютерного хлама). Так же на плате установлен предохранитель (с целью сберечь трансформатор т.к. модуль DC-DC допускает регулировку до 9А). Резистор R1 служит для снижения, при необходимости, оборотов вентилятора. У меня в конечном итоге поставлена перемычка. Размер печатной платы 55х66мм (см. фото).




Китайский модуль преобразователя DC-DC CC/CV XL4016 9А 300W (подробное описание на сайте продавца Aliexpress).

Корпус G768A фирмы Gainta размерами 140х190х80 выполнен из высокопрочного ABS пластика, передняя и задняя панели выполнены из алюминия. В комплекте идут самоклеющиеся резиновые ножки.

Для того чтобы не делать в корпусе лишних отверстий, основные элементы конструкции крепятся на установочной панели из прозрачного оргстекла 125х175мм толщиной 5мм. Установочная панель крепиться к нижней части корпуса четырьмя винтами с резьбой М3.




Лабораторный блок питания 1,2В-30В 6А


Сетка вентилятора высверлена прямо в корпусе. На задней панели вентиляционные отверстия расположены по бокам от трансформатора. Так как при сборке корпуса трансформатор находится впритык к верхней крышке, то воздушный поток эффективно охлаждает и силовой выпрямитель, и модуль преобразователя.

Передняя панель распечатана на простой бумаге. С наружной стороны закрыта светорассеивающей пленкой от сломанного LCD монитора.



Фото китайских модулей взяты из интернета, остальные свои. Если нужна дополнительная информация, пишите на почту, постараюсь обязательно ответить.

Отзывы, предложения и комментарии очень приветствуются.

Источник

ЛАБОРАТОРНЫЙ БП 0-30 ВОЛЬТ — СХЕМА

С тех пор как возобновил свою радиолюбительскую деятельность, меня часто посещала мысль о качественном и универсальном лабораторном блоке питания. Имевшийся в наличии и произведенный лет 20 назад блок питания имел лишь два напряжения на выходе – 9 и 12 вольт при токе порядка одного Ампера. Остальные необходимые в практике напряжения приходилось «выкручивать» добавляя разные стабилизаторы напряжения, а для получения напряжений выше 12 Вольт — использовать трансформатор и разные преобразователи.

Такая ситуация порядком надоела и стал присматривать схему лабораторника в интернете для повторения. Как оказалось многие из них это одна и та же схема на операционных усилителях, но в разных вариациях. При этом на форумах обсуждения этих схем на тему их работоспособности и параметров напоминали тему диссертаций. Повторять и тратиться на сомнительные схемы не хотелось, и во время очередного похода на Алиэкспресс вдруг набрел на набор конструктора линейного блока питания с вполне приличными параметрами: регулируемым напряжением от 0 до 30 Вольт и током до 3 Ампер. Цена в 7,5 $, делала процесс самостоятельной покупки компонентов, разработки и травлением платы просто бессмысленным. В итоге, получил по почте вот такой набор:

Не взирая на цену набора, качество изготовления платы могу назвать отменным. В комплекте даже оказалось два лишних конденсатора на 0,1 мкф. Бонус — пригодятся)). Все что нужно сделать самому – это «включив режим внимания», расставить компоненты по своим местам и спаять. Китайские товарищи позаботились о том, чтобы перепутать, что либо смог только человек, впервые узнавший о батарейке и лампочке – на плату нанесена шелкография с номиналами компонентов. В финале получается вот такая плата:

Характеристики лабораторного блока питания

  • входное напряжение: 24 В переменного тока;
  • выходное напряжение: от 0 до 30 В (регулируемое);
  • выходной ток: 2 мА — 3 А (регулируемый);
  • пульсации выходного напряжения: менее 0.01%
  • размер платы 84 х 85 мм;
  • защита от короткого замыкания;
  • защита по превышению установленной величины тока.
  • О превышении установленного тока сигнализирует светодиод.

Для получения полноценного блока следует добавить лишь три компонента – трансформатор с напряжением на вторичной обмотке 24 вольта при 220 вольтах на входе (важный момент, о котором подробно ниже) и током 3,5-4 А, радиатор для выходного транзистора и кулер на 24 Вольта для охлаждения радиатора при большом токе нагрузки. Кстати, в интернете нашлась и схема данного блока питания:

ЛАБОРАТОРНЫЙ БП 0-30 ВОЛЬТ - СХЕМА

Из основных узлов схемы можно выделить:

  • диодный мост и фильтрующий конденсатор;
  • регулирующий узел на транзисторах VT1 и VT2;
  • узел защиты на транзисторе VT3 отключает выход, пока питание операционных усилителей не будет нормальным
  • стабилизатор питания вентилятора на микросхеме 7824;
  • на элементах R16, R19, C6, C7, VD3, VD4, VD5 построен узел формирования отрицательного полюса питания операционных усилителей. Наличие этого узла обуславливает питание всей схемы именно переменным током от трансформатора;
  • выходные конденсатор С9 и защитный диод VD9.
Читайте также:  Направление тока в магнетизме совпадает с направлением движения 1 балл

Отдельно нужно остановиться на некоторых компонентах примененных в схеме:

  • выпрямительные диоды 1N5408, выбраны впритык – максимальный выпрямленный ток 3 Ампера. И хоть диоды в мосте работают попеременно, все же не будет лишним заменить их более мощными, например диодами Шотки на 5 А;
  • стабилизатор питания вентилятора на микросхеме 7824 выбран на мой взгляд не совсем удачно – под рукой у многих радиолюбителей наверняка найдутся вентиляторы на 12 вольт от компьютеров, а вот куллеры на 24 В встречаются гораздо реже. Покупать такой не стал, решив заменить 7824 на 7812, но в процессе испытаний БП отказался от этой идеи. Дело в том, что при входном переменном напряжении в 24 В, после диодного моста и фильтрующего конденсатора получаем 24*1,41=33,84 Вольта. Микросхема 7824 прекрасно справится с задачей рассеивания лишних 9, 84 Вольта, а вот 7812 приходится тяжко, рассеивая в тепло 21,84 Вольта.

Кроме того, входное напряжение для микросхем 7805-7818 регламентировано производителем на уровне 35 Вольт, для 7824 на уровне 40 Вольт. Таким образом, в случае простой замены 7824 на 7812, последняя будет работать на грани. Вот ссылка на даташит.

Учитывая вышеприведенное, имевшийся в наличии кулер на 12 Вольт подключил через стабилизатор 7812, запитав ее от выхода штатного стабилизатора 7824. Таким образом, схема питания кулера получилась хоть и двухступенчатой, но надежной.

Операционные усилители TL081, согласно даташита требуют двуполярное питание +/- 18 Вольт – в целом 36 Вольт и это максимальное значение. Рекомендуемое +/- 15.

И вот тут начинается самое интересное относительно переменного входного напряжения величиной 24 Вольта! Если взять трансформатор, который при 220 В на входе, выдает 24 В на выходе, то опять же после моста и фильтрующего конденсатора получаем 24*1,41=33,84 В.

Таким образом, до достижения критической величины остается всего 2,16 Вольта. При увеличении напряжения в сети до 230 Вольт (а такое бывает в нашей сети), с фильтрующего конденсатора снимем уже 39,4 Вольта постоянного напряжения, что приведет к гибели операционных усилителей.

Выхода тут два: либо заменить операционные усилители другими, с более высоким допустимым напряжением питания, либо уменьшить количество витков во вторичной обмотке трансформатора. Я пошел по второму пути, подобрав количество витков во вторичной обмотке на уровне 22-23 Вольта при 220 В на входе. На выходе БП получил 27,7 Вольта, что меня вполне устроило.

В качестве радиатора для транзистора D1047 нашел в закромах радиатор процессора. На нем же закрепил стабилизатор напряжения 7812. Дополнительно установил плату контроля оборотов вращения вентилятора. Ею со мной поделился донорский компьютерный блок питания ПК. Терморезистор закрепил между ребер радиатора.

При токе в нагрузке до 2,5 А вентилятор вращается на средних оборотах, при повышении тока до 3 А в течении длительного времени вентилятор включается на полую мощность и снижает температуру радиатора.

Индикатор цифровой для блока

Для визуализации показаний напряжения и тока в нагрузке применил вольтамперметр DSN-VC288, который обладает следующими характеристиками:

  • диапазон измерений: 0-100 В 0-10A;
  • рабочий ток: 20mA;
  • точность измерения: 1%;
  • дисплей: 0.28 » (Два цвета: синий (напряжение), красный (сила тока);
  • минимальный шаг измерения напряжения: 0,1 В;
  • минимальный шаг измерения силы тока: 0,01 A;
  • рабочая температура: от -15 до 70 °С;
  • размер: 47 х 28 х 16 мм;
  • рабочее напряжение, необходимое для работы электроники ампервольтметра: 4,5 – 30 В.

Учитывая диапазон рабочего напряжения существует два способа подключения:

  • Если источник измеряемого напряжения работает в диапазоне от 4,5 до 30 Вольт, то тогда схема подключения выглядит так:

  • Если источник измеряемого напряжения работает в диапазоне 0-4,5 В или выше 30 Вольт, то до 4,5 Вольт ампервольтметр не запустится, а при напряжении более 30 Вольт он просто выйдет из строя, во избежание чего следует воспользоваться следующей схемой:

В случае с данным блоком питания, напряжение для питания ампервольтметра есть из чего выбрать. В блоке питания есть два стабилизатора – 7824 и 7812. До 7824 длина провода получалась короче, поэтому запитал прибор от него, подпаяв провод к выходу микросхемы.

О проводах из комплекта

  • провода трехконтактного разъема тонкие и выполнены проводом 26AWG – толще тут и не нужно. Цветная изоляция интуитивно понятна – красный это питание электроники модуля, черный это масса, желтый — измерительный провод;
  • провода двухконтрактного разъема – это провода токоизмерительные и выполнены толстым проводом 18AWG.

При подключении и сравнении показаний с показаниями мультиметра, расхождения составили 0,2 Вольта. Производитель предусмотрел подстроечные сопротивления на плате для калибровки показаний напряжения и тока, что является большим плюсом. В некоторых экземплярах наблюдается отличные от нуля показания амперметра без нагрузки. Оказалось, что решить проблему можно сбросом показаний амперметра, как показано ниже:

Картинка из интернета, потому прошу простить за грамматические ошибки в надписях. В общем со схемотехникой закончили — переходим к изготовлению коробки.

Источник

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Лабораторный источник питания 30В 5А

После изготовления нескольких проектов, требовавших токи до десятка ампер, естественно с возможностью регулировать напряжение, решено было построить новый мощный источник питания, который должен заменить старый на Lm317. Но чтобы устройство получилось действительно лабораторным и универсальным, оно должно ещё мерять температуру, конденсаторы и дросселя.

Технические характеристики самодельного БП

  • Регулируемый источник питания 0-32 В и 0.002-7 A
  • Измерение температуры DS18B20
  • Измерение емкости от 1pF к 100mF
  • Измерение индуктивности 0,001uH — 100H
  • Возможность заряжать разные аккумуляторы

Модуль выпрямителя источника питания

Лабораторный источник питания 30В 5А

  • трансформатор 200 Вт 24 В
  • дополнительный потенциометр 1k для точного регулирования напряжения
  • конденсатор фильтра — 10000uF / 63V
  • выпрямительные диоды на 8 A

Принципиальная схема БП 30В 5А

Лабораторный источник питания 30В 5А

Лабораторный источник питания 30В 5А

Список деталей для сборки блока питания:

R1 = 2,2 K 1W
R2 = 82 Ohm 1/4W
R3 = 220 Ohm 1/4W
R4 = 4,7 K 1/4W
R5, R6, R13, R20, R21 = 10K 1/4W
R7 = 0,47 Ohm 5W
R8, R11 = 27 K 1/4W
R9, R19 = 2,2 K 1/4W
R10 = 270 K 1/4W
R12, R18 = 56 K 1/4W
R14 = 1,5 K 1/4W
R15, R16 = 1 K 1/4W
R17 = 33 Ohm 1/4W
R22 = 3,9 K 1/4W
RV1 = 100K переменный
P1, P2 = 10 K линейный
C1 = 3300uF/50V
C2, C3 = 47uF/50V
C4 = 100nF полиэстер
C5 = 200nF полиэстер
C6 = 100pF керамика
C7 = 10uF/50V
C8 = 330pF керамика
C9 = 100pF керамика
D1, D2, D3, D4 = 1N5402 2А
D5, D6 = 1N4148
D7, D8 = 5,6V стабилитрон
D9, D10 = 1N4148
D11 = 1N4001 1A
Q1 = BC548
Q2 = 2N2219
Q3 = BC557, BC327
Q4 = 2N3055
U1, U2, U3 = TL081
D12 = LED

Читайте также:  Первая доврачебная помощь при поражении электрического тока

Лабораторный источник питания 30В 5А

Лабораторный источник питания 30В 5А

Охлаждение блока питания

Измерение температуры производится с включением внешнего датчика, благодаря миниджеку, который переключает разъем 2 (в данном случае Vdd и DQ массы, общим для обоего датчиков).

Лабораторный источник питания 30В 5А

Лабораторный источник питания 30В 5А

Есть регулируемое охлаждение при максимальных оборотах на температуре 40C. Внутренний датчик измеряет температуру радиатора. При выходе 10 В и 7 A максимальная температура (в комнате 18C) достигнута через 10 минут и держится стабильно 45C.

  • радиатор 192x70x50 мм с фрезерованием под вентиляторы на 12 В, анодированный черный
  • термистор LM317 + 4k7 вентилятора контроллер
  • на радиаторе установлены 3xTIP3055 + 3x0R22, 2x 0R47 5W в металлическом корпусе, термистор и датчик температуры DS18B20.

Лабораторный источник питания 30В 5А

Измерительная система ЛБП

Измеритель V / A / Т: готовый модуль измерителя напряжения и тока с возможностью измерения температуры и индикации мощности, всё одновременно отображено на дисплее 2×20 HD47.

Лабораторный источник питания 30В 5А

L / C-метр: тоже готовый купленный на китайском сайте (ссылки не будут — выбирайте любой сами под свои потребности). Вот его описание:

  • Модель: LC100-A
  • Размер: 81 x 47 x 30 мм (L * W * H)
  • Питание: + 5v, интерфейс miniUSB
  • Точность измерения: 1%
  • Диапазон измерения малой емкости: 0.01 pF — 10 uF
  • Минимальное разрешение : 0.01 pF
  • Диапазон измерения большой емкости 1 uF — 100 mF
  • Минимальное разрешение: 0,01 uF
  • Диапазон измерения индуктивности: 0,001 uH — 100 mH
  • Диапазон измерения большой индуктивности: 0,001 mH — 100H
  • Минимальное разрешение: 0,001 uH
  • Диапазон тестовых частот: L / C около 500 кГц
  • ЖК-дисплей: 1602

Лабораторный источник питания 30В 5А

Корпус устройства изготовлен из алюминиевой плиты, задний лист перфорированный, с порошковым покрытием, передний — черный анодированный.

Лабораторный источник питания 30В 5А

Лабораторный источник питания 30В 5А

Лабораторный источник питания 30В 5А

На передней панели 3 пары разъемов банан — 5В, 12В, 0-32В. Регулятор грубой и точной настройки вольтажа.

Лабораторный источник питания 30В 5А

Лабораторный источник питания 30В 5А

Если не требуется столь большой ток, его можно ограничить установкой вместо резистора 0,23R, R7 = 0,47R, что даст 3 A на выходе. Но учтите, что с током 5-7 A можно заряжать автомобильные аккумуляторные батареи, тем более, что индикатор имеет функцию измерения заряда. Так что данный БП ещё прекрасно работает как зарядное устройство. Ещё один вариант аналогичного устройства смотрите по ссылке.

Источник



Простые линейные стабилизаторы тока для светодиодов своими руками

Известно, что яркость светодиода очень сильно зависит от протекающего через него тока. В то же время ток светодиода очень круто зависит от питающего напряжения. Отсюда возникают заметные пульсации яркости даже при незначительной нестабильности питания.

Но пульсации — это не страшно, гораздо хуже то, что малейшее повышение питающего напряжения может привести к настолько сильному увеличению тока через светодиоды, что они просто выгорят.

Чтобы этого не допустить, светодиоды (особенно мощные) обычно запитывают через специальные схемы — драйверы, которые по сути своей являются стабилизаторами тока. В этой статье будут рассмотрены схемы простых стабилизаторов тока для светодиодов (на транзисторах или распространенных микросхемах).

Стабилизаторы тока на транзисторах

Стабилизаторы тока на транзисторах

Для стабилизации тока через светодиоды можно применить хорошо известные решения:

На рисунке 1 представлена схема, работа которой основана на т.н. эмиттерном повторителе. Транзистор, включенный таким образом, стремится поддерживать напряжение на эмиттере в точности таким же, как и на базе (разница будет только в падении напряжения на переходе база-эмиттер). Таким образом, зафиксировав напряжение базы с помощью стабилитрона, мы получаем фиксированное напряжение на R1.

Далее, используя закон Ома, получаем ток эмиттера: Iэ = Uэ/R1. Ток эмиттера практически совпадает с током коллектора, а значит и с током через светодиоды.

Стабилизатор для светодиодов

Обычные диоды имеют очень слабую зависимость прямого напряжения от тока, поэтому возможно их применение вместо труднодоступных низковольтных стабилитронов. Вот два варианта схем для транзисторов разной проводимости, в которых стабилитроны заменены двумя обычными диодами VD1, VD2:

Ток через светодиоды задается подбором резистора R2. Резистор R1 выбирают таким образом, чтобы выйти на линейный участок ВАХ диодов (с учетом тока базы транзистора). Напряжение питания всей схемы должно быть не меньше, чем суммарное напряжение всех светодиодов плюс около 2-2.5 вольт сверху для устойчивой работы транзистора.

Например, если нужно получить ток 30 мА через 3 последовательно включенных светодиодов с прямым напряжением 3.1 В, то схему следует запитать напряжением не ниже 12 Вольт. При этом сопротивление резистора должно быть около 20 Ом, мощность рассеивания — 18 мВт. Транзистор следует подобрать с максимальным напряжением Uкэ не ниже напряжения питания, например, распространенный S9014 (n-p-n).

Сопротивление R1 будет зависеть от коэфф. усиления транзистора hfe и ВАХ диодов. Для S9014 и диодов 1N4148 достаточно будет 10 кОм.

Светодиодный светильник со стабилизацией тока

Применим описанный стабилизатор для совершенствования одного из светодиодных светильников, описанного в этой статье. Улучшенная схема будет выглядеть так:

Данная доработка позволяет значительно снизить пульсации тока и, следовательно, яркости светодиодов. Но главный плюс схемы заключается в нормализации режима работы светодиодов и защита их от бросков напряжения во время включения. Это приводит к существенному продлению срока службы светодиодной лампы.

LED-светильник со стабилизатором тока

Из осциллограмм видно, что добавив в схему стабилизатор тока для светодиода на транзисторе и стабилитроне, мы тут же уменьшили амплитуду пульсаций в несколько раз:

При указанных на схеме номиналах, на транзисторе рассеивается мощность чуть больше 0.5 Вт, что позволяет обойтись без радиатора. Если емкость балластного конденсатора увеличить до 1.2 мкФ, то на транзисторе будет падать

23 Вольт, а мощность составит около 1 Вт. В этом случае без радиатора не обойтись, но зато пульсации понизятся чуть ли не до нуля.

Вместо указанного на схеме транзистора 2CS4544, можно взять 2SC2482 или аналогичный с током коллектора больше 100 мА и допустимым напряжением Uкэ не менее 300 В (подойдут, например, старые советские КТ940, КТ969).

Желаемый ток, как обычно, задается резистором R*. Стабилитрон рассчитан на напряжение 5.1 В и мощность 0.5 Вт. В качестве светодиодов применены распространенные smd-светодиоды из китайской лампочки (а еще лучше взять готовую лампу и добавить в нее недостающие компоненты).

Стабилизатор тока светодиодов

Теперь рассмотрим схему, представленную на рисунке 2. Вот она отдельно:

Токовым датчиком здесь является резистор, сопротивление которого рассчитывается по формуле 0.6/Iнагр. При увеличении тока через светодиоды, транзистор VT2 начинает открываться сильнее, что приводит к более сильному запиранию транзистора VT1. Ток уменьшается. Таким образом происходит стабилизация выходного тока.

Достоинства схемы — ее простота. К недостатку можно записать довольно большое падение напряжения (а следовательно и мощности) на транзисторе VT1. Это не критично при небольших токах (десятки и сотни миллиампер), однако дальнейшее увеличение тока через светодиоды потребует установки этого транзистора на радиатор.

Читайте также:  Поверка амперметров постоянного тока методом сличения

Стабилизатор тока для светодиодов на полевом транзисторе (схема)

Также, вместо биполярного транзистора, можно применить p-канальный MOSFET. Схема, приведенная ниже, представляет собой мощный светильник на двух 10-ваттных светодиодах и 40-ваттном IRF9510 в корпусе ТО-220 (см. характеристики):

Ток через светодиоды задается подбором резистора R1. VT1 — любой маломощный. Светодиоды — Cree XM-L T6 10W (см. спецификацию) или аналогичные.

Транзистор VT2 и светодиоды необходимо разместить на общем радиаторе, площадью не менее 900 см 2 (это если без принудительного охлаждения). Использование термопасты обязательно. Ребра радиатора должен быть толстым и массивным, чтобы максимально быстро отводить тепло. Оцинкованные профили для гипсокартона, консервные банки из-под селедки и крышки от кастрюль категорически не подходят.

Если такая мощность не нужна, можно сократить количество светодиодов до одного. Но при этом придется понизить напряжение питания на 3-3.5 вольта. Иначе потребляемая мощность останется прежней, транзистор будет греться в два раза сильнее, а светить будет в два раза хуже.

Для снижения мощности правильнее было бы оставить оба светодиода, но уменьшить ток, например, до 2А — тогда мощность упадет с 20 до 12 Вт, а срок жизни светодиодов многократно возрастет. И площадь радиатора можно будет уменьшить до 600 см 2 .

Вместо IRF9510 можно взять, например, IRF9Z34N (19А, 55В) или NDP6020P (24А, 20В). Смотрите сами, какие есть в вашем распоряжении. Если совсем ничего нет, самое время закупиться по дешевке:

наименование характеристики цена
IRF9510 P-channel, 100V, 4A 209 руб. / 10 шт.
IRF9Z34N P-channel, 55V, 19A 124 руб. / 10 шт.
NDP6020P P-channel, 20V, 24A 120 руб. / 10 шт.
Cree XM-L T6 10W, 3A 135 руб. / шт.

Стабилизатор (генератор) тока на полевом транзисторе КП303Е

Ну а самая простейшая схема стабилизатора тока для светодиодов на полевом транзисторе состоит всего лишь из одного транзистора с закороченным накоротко затвором и истоком:

Выходная характеристика полевого транзистора

Вместо КП303Е подойдет, например, BF245C или аналогичный со встроенным каналом. Принцип действия схож со схемой на рисунке 1, только в качестве эталонного напряжения используется потенциал «земли». Величина выходного тока определяется исключительно начальным током стока (берется из даташита) и практически не зависит от напряжения сток-исток Uси. Это хорошо видно из графика выходной характеристики:

На схеме на рисунке 3 в цепь истока добавлен резистор R1, задающий некоторое обратное смещение затвора и позволяющий таким образом изменить ток стока (а значит и ток нагрузки).

Генератор (стабилизатор) тока на MOSFET

Пример самого простого драйвера тока для светодиода представлен ниже:

Здесь применен полевой транзистор с изолированным затвором и встроенным каналом n-типа BSS229. Точное значение выходного тока будет зависеть от характеристик конкретного экземпляра и сопротивления R1.

Это, в общем-то, все способы превратить транзистор в стабилизатор тока. Есть еще так называемое токовое зеркало, но применительно к светодиодным светильникам оно не подходит. Поэтому перейдем к микросхемам.

Стабилизаторы тока на микросхемах

Микросхемы позволяют добиться гораздо более высоких характеристик, чем транзисторы. Чаще всего для сборки стабилизатор тока для светодиодов своими руками используют прецизионные термостабильные источники опорного напряжения (TL431, LM317 и другие).

TL431

Схема включения TL431 в качестве стабилизатора тока

Типовая схема стабилизатора тока для светодиодов на TL431 выглядит так:

Так как микросхема ведет себя так, чтобы поддерживать на резисторе R2 фиксированное напряжение 2.5 В, то ток через этот резистор всегда будет равен 2.5/R2. А если пренебречь током базы, то можно считать, что I = IR2. И чем выше будет коэффициент усиления транзистора hfe, тем больше эти токи будут совпадать.

R1 рассчитывается таким образом, чтобы обеспечить минимальный рабочий ток микросхемы — 1 мА.

Схема светильника без пульсаций (LED-лампа на TL431)

А вот пример практического применения TL431 в светодиодной лампе:

На транзисторе падает около 20-30 В, рассеиваемая мощность составляет менее 1.5 Вт. Кроме указанного на схеме 2SC4544 можно применить более мощный BD711 или старый советский КТ940А. Транзисторы в корпусе TO-220 не требуют установки на радиатор до мощностей 1.5-2 Вт включительно.

Резистор R3 служит для ограничения импульса зарядки конденсатора при включении питания. Ток через нагрузку задается резистором R2.

В качестве нагрузки Rн здесь выступают 90 белых чип-светодиодов 2835. Максимальная мощность при токе 60 мА составляет 0.2 Вт (24Lm), падение напряжения — 3.2 В. Также можно применить любые другие подходящие светодиоды, например, SMD5050.

Для увеличение срока службы мощность диодов специально занижена на 20% (0.16 Вт, ток 45 мА), соответственно, суммарная мощность всех светодиодов составляет — 14 Вт.

Хотя я бы рекомендовал найти светодиоды в точно таком же форм-факторе (2.8х3.5мм), но мощностью 0.5 Вт. Они и греться будут меньше и прослужат дольше.

Найти такие светодиоды, а также все необходимое для сборки схемы можно по этим ссылкам:

наименование характеристики цена
SMD 2835 LED, 3.3V, 0.15A, 0.5W 67 руб. / 100 шт.
2SC4544 NPN, 300V, 0.1A 10 руб. / шт.
BD711 NPN, 100V, 12A 120 руб. / 10 шт.
1N4007 1000V, 1A 51 руб. / 100 шт.
TL431A 36V, 100mA 87 руб. / 100 шт.

Разумеется, приведенную схему стабилизатора тока для светодиодов на 220 В можно пересчитать под любой необходимый ток и/или другое количество имеющихся в распоряжении светодиодов.

С учетом допустимого разброса напряжения 220 Вольт (см. ГОСТ 29322-2014), выпрямленное напряжение на конденсаторе C1 будет находиться в диапазоне от 293 до 358 В, поэтому он должен быть рассчитан на напряжение не менее 400 В.

Исходя из диапазона питающих напряжений, рассчитываются параметры остальных элементов схемы.

Например, резистор, задающий рабочий режим микросхемы DA1 должен обеспечивать ток не менее 0.5 мА при напряжении на С1 = 293 В. Максимальное количество светодиодов не должно превышать NLED = 100 мА). Отлично подойдут упомянутые выше 1N4007.

Как видите, схемка простейшая и не содержит каких-либо доростоящих компонентов. Вот текущие цены (и они, скорее всего, будут и дальше снижаться):

название характеристики стоимость
SMD 5630 LED, 3.3V, 0.15A, 0.5W 240руб. / 1000шт.
LM317 1.25-37V, >1.5A 112руб. / 10шт.
MB6S 600V, 0.5A 67руб. / 20шт.
120μF, 400V 18х30mm 560руб. / 10шт.

Таким образом, потратив в общей сложности 1000 руб., можно собрать десяток 30-ваттных (. ) не мерцающих (. ) лампочек. А так как светодиоды работают не на полную мощность, а единственный электролит не перегревается, то эти лампы будут практически вечными.

Вместо заключения

К недостаткам приведенных в статье схем следует отнести низкий КПД за счет бесполезной траты мощности на регулирующих элементах. Впрочем, это свойственно всем линейным стабилизаторам тока.

Низкий коэффициент полезного действия неприемлем для устройств, питающихся от автономных источников тока (светильники, фонарики и т.п.). Существенного повышения КПД (90% и более) можно добиться применением импульсных стабилизаторов тока.

Источник