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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Iluminación interior con LEDs superbrillantes. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Automóvil. Dispositivos electrónicos La fiabilidad del iluminador interior del automóvil "Volga GAZ-3110" en una lámpara fluorescente deja mucho que desear. En mi auto, la luz interior falló en el segundo año de funcionamiento. Los intentos de ensamblar de forma independiente un convertidor más confiable, similar al descrito en el artículo de V. Kharyakov "Fuente de alimentación para una lámpara de iluminación fluorescente" ("Radio", 2006, No. 7, pp. 47, 48), trajeron solo temporalmente éxito. La lámpara fluorescente, que normalmente funciona en verano, dejó de encenderse con la llegada del frío. Para su arranque fiable, sin embargo, aparentemente, es necesaria la incandescencia de los electrodos. La aparición a la venta de LED superbrillantes incitó la idea de reemplazarlos con una lámpara en el techo del interior de un automóvil. Por lo general, el LED está conectado a una fuente de alimentación a través de una resistencia de balasto. Una prueba de los LED KIPD80 comprados mostró que la caída de voltaje directa promedio en cada dispositivo es de 3,5 V a una corriente directa promedio de 50 mA. El aumento de la corriente en exceso de 70 mA conduce a la falla del LED. En consecuencia, el consumo máximo de energía de un LED es de 0,175 vatios. El cálculo muestra que con una tensión de alimentación de 12 V y siete guirnaldas de tres LED conectados en serie y una resistencia de balasto de 30 ohmios en cada iluminador, la eficiencia del iluminador es del 87,5 %. Pero el voltaje a bordo en los automóviles es bastante inestable (en el GAZ-3110, un cambio de voltaje de 11 a 15 V se considera normal). A bajo voltaje, cuando se encienden los faros, el calentador de vidrio y otros consumidores, la eficiencia de dicho iluminador se reduce considerablemente. Con un aumento superior a 14 V, la corriente a través de los LED superará el máximo permitido, lo que los desactivará. En este caso, puede, por supuesto, utilizar estabilizadores de corriente de 50 mA en lugar de resistencias de balasto, pero persiste el problema de trabajar con un voltaje de a bordo reducido. Por ello, se decidió montar una guirnalda de veinte LEDs conectados en serie y alimentarla desde un convertidor flyback elevador. El estudio de la experiencia de construir lámparas LED en Internet determinó la base del convertidor: un microcontrolador económico y asequible con control de ancho de pulso. MS34063 (de ON Semiconductor) o su homólogo nacional KR1156EU5. Dado que el voltaje límite de los transistores de salida de este microcircuito es de 40 V, y una guirnalda de veinte LED requiere 70 V, se requirió un transistor de conmutación de alto voltaje externo, que se eligió como transistor de efecto de campo IRL640 con un voltaje máximo de 200 V, una corriente máxima de 18 A y una resistencia en canal abierto inferior a 0,18 ohm. Otro argumento a favor de este transistor fue su corto tiempo de conmutación.
El diagrama esquemático del convertidor se muestra en la fig. 1. Encender el chip MC34063 tiene tres diferencias con respecto al típico. Primero, los transistores de presalida y salida del microcontrolador se conectan a un estabilizador de micropotencia 78L05 (DA1) para un voltaje de 5 V, que es necesario para controlar el transistor IRL640 (en un circuito típico, se conectan directamente a la fuente de alimentación). fuente). Alimentar una cadena de LED con una corriente estable le permite mantener el nivel de energía que se transmite dentro de una amplia gama de cambios en el voltaje de suministro. También proporciona compensación de temperatura para el modo de funcionamiento de los LED: a medida que aumenta la temperatura, disminuye la caída de voltaje directo en el LED. En consecuencia, se reduce la potencia consumida por el mismo. Como resultado de las cómodas condiciones de suministro de energía para los LED, la confiabilidad y la longevidad de su trabajo. Para limitar el voltaje de salida por debajo del voltaje de ruptura del transistor IRL640, se introdujo un dispositivo de protección en el transistor KT315B con un divisor de voltaje R5R6 en el circuito base. El transistor VT1 se abre cuando el voltaje en la salida del convertidor alcanza aproximadamente 150 V. Esta solución evita la falla del transistor IRL640 cuando la guirnalda de LED está apagada. La resistencia de la resistencia R1 se eligió sobre la base de limitar la corriente a través del transistor IRL640 al nivel de 3 A. Debido a la falta de resistencias de este valor a la venta, se hizo con dos vueltas de alambre de nicromo con un diámetro de 0,5 mm, enrollado en un vástago de broca con un diámetro de 4,5 mm. Los hilos conductores se estañaron con ácido fosfórico. La bobina convertidora está hecha en el circuito magnético blindado B18 del convertidor del antiguo iluminador fluorescente. Consta de 30 vueltas de cable PEV-2 0,3. La bobina se enrolla en el marco vuelta a vuelta, las capas están separadas por una capa de papel de condensador. El espacio entre las copas del circuito magnético se realiza utilizando una arandela recortada de papel de oficina. Las copas se aprietan con un tornillo MXNUMX de cobre o latón. También conectan el circuito magnético a la placa. El marco de la bobina se fija dentro del núcleo magnético con arandelas de polietileno poroso. El transistor IRL640 está montado en un disipador de calor casero cortado de una placa de cobre de 1 mm de espesor. Los bordes laterales del disipador de calor tienen muescas, se doblan hacia arriba y se giran 90 grados con unos alicates. Para un mejor contacto térmico entre el transistor y el disipador de calor, se utiliza pasta conductora de calor. El disipador de calor con el transistor está unido a la placa del convertidor con un tornillo y una tuerca MXNUMX. Se eligió el diodo rectificador VD1 con un voltaje inverso máximo de 400 V y un tiempo de recuperación de 150 no solo porque estaba disponible comercialmente. Se calienta un poco y reduce la eficiencia del convertidor. Es deseable utilizar diodos con un tiempo de recuperación más corto (HER105 o SF18).
La placa del convertidor está hecha de lámina de fibra de vidrio de 1,5 mm de espesor. El dibujo del tablero se muestra en la fig. 2. La lámina está grabada solo en tiras estrechas a lo largo de los conductores impresos, la lámina restante sirve como un cable común conectado a la carrocería del automóvil (polo negativo del voltaje a bordo). Para sujetar la placa del convertidor a la base de la lámpara, se le sueldan dos tuercas MOH, que también sirven como contactos que conectan el cable común de la placa a la base. El contacto para un conector estándar de 6,3 mm para conectar el cable positivo de alimentación de la placa a la placa también está recortado en una lámina de cobre de 1 mm de espesor. Está unido a la placa con un soporte hecho de alambre de cobre con un diámetro de 1 mm y soldado. El aspecto de la placa instalada en la base del iluminador se muestra en la fig. 3.
Una guirnalda de LED se ensambla en un tablero separado de la misma fibra de vidrio. Se une a la base del iluminador en lugar de una lámpara fluorescente en dos bujes de 5 mm de largo con dos tornillos MOH, que se atornillan en tuercas soldadas a la placa del convertidor. Los LED se colocan uniformemente en el tablero y se conectan en serie de acuerdo con. La guirnalda está conectada al convertidor con dos cables MGTF flexibles. De la base del iluminador, es necesario quitar las piezas de sujeción de la lámpara fluorescente. El iluminador prácticamente no requiere ajuste y, con partes reparables, comienza a funcionar de inmediato. Puede haber de seis a cuarenta LED en una guirnalda. La eficiencia medida del convertidor es del 75% con un consumo de energía de 4,29 W y, en consecuencia, una potencia en guirnalda de 3,22 W. Autor: V. Gorbatykh, Ulan-Ude, República de Buriatia; Publicación: radioradar.net
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