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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Innenbeleuchtung mit ultrahellen LEDs. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Automobil. Elektronische Geräte Die Zuverlässigkeit der Autoinnenbeleuchtung "Volga GAZ-3110" einer Leuchtstofflampe lässt zu wünschen übrig. Bei meinem Auto ist im zweiten Betriebsjahr die Innenbeleuchtung ausgefallen. Versuche, einen zuverlässigeren Konverter unabhängig zusammenzubauen, ähnlich dem, der in dem Artikel von V. Kharyakov "Stromversorgung für eine Leuchtstofflampe" ("Radio", 2006, Nr. 7, S. 47, 48) beschrieben wurde, brachten nur vorübergehenden Erfolg Erfolg. Die Leuchtstofflampe, die normalerweise im Sommer in Betrieb war, schaltete sich bei einsetzender Kälte nicht mehr ein. Für seinen zuverlässigen Start ist jedoch offenbar das Glühen der Elektroden erforderlich. Das Erscheinen superheller LEDs im Handel führte zu der Idee, sie durch eine Lampe in einer Deckenleuchte für den Autoinnenraum zu ersetzen. Typischerweise ist die LED über einen Ballastwiderstand mit einer Stromquelle verbunden. Ein Test der gekauften KIPD80-LEDs zeigte, dass der durchschnittliche Durchlassspannungsabfall an jedem Gerät 3,5 V bei einem durchschnittlichen Durchlassstrom von 50 mA beträgt. Eine Stromerhöhung über 70 mA führt zum Ausfall der LED. Dementsprechend beträgt die maximale Leistungsaufnahme einer LED 0,175 Watt. Die Berechnung zeigt, dass bei einer Versorgungsspannung von 12 V und sieben Girlanden aus drei in Reihe geschalteten LEDs und einem Vorschaltwiderstand mit je 30 Ohm der Wirkungsgrad der Beleuchtung 87,5 % beträgt. Allerdings ist die Bordspannung in Autos recht instabil (beim GAZ-3110 gilt eine Spannungsänderung von 11 auf 15 V als normal). Bei niedriger Spannung, wenn Scheinwerfer, Glasheizung und andere Verbraucher eingeschaltet sind, nimmt die Effizienz einer solchen Leuchte stark ab. Bei einem Anstieg über 14 V überschreitet der Strom durch die LEDs den maximal zulässigen Wert und führt zu einer Beschädigung der LEDs. In diesem Fall können Sie statt Ballastwiderständen natürlich auch 50-mA-Stromstabilisatoren verwenden, aber das Problem, mit einer reduzierten Bordspannung zu arbeiten, bleibt bestehen. Daher wurde beschlossen, eine Girlande aus zwanzig in Reihe geschalteten LEDs zusammenzubauen und sie von einem Aufwärts-Sperrwandler zu speisen. Das Studium der Erfahrungen beim Bau von LED-Lampen im Internet bestimmte die Basis des Konverters - ein kostengünstiger und erschwinglicher Mikrocontroller mit Pulsweitensteuerung. MS34063 (von ON Semiconductor) oder sein inländisches Gegenstück KR1156EU5. Da die Grenzspannung der Ausgangstransistoren dieser Mikroschaltung 40 V beträgt und eine Girlande aus zwanzig LEDs 70 V benötigt, war ein externer Hochspannungsschalttransistor erforderlich, der als IRL640-Feldeffekttransistor mit einer maximalen Spannung von gewählt wurde 200 V, einem maximalen Strom von 18 A und einem offenen Kanalwiderstand von weniger als 0,18 Ohm. Ein weiteres Argument für diesen Transistor war seine kurze Schaltzeit.
Das schematische Diagramm des Konverters ist in Abb. 1 dargestellt. 34063. Das Einschalten des MC78-Chips hat drei Unterschiede zum typischen Chip. Zunächst werden die Vorausgangs- und Ausgangstransistoren des Mikrocontrollers mit einem Mikroleistungsstabilisator 05L1 (DA5) für eine Spannung von 640 V verbunden, die zur Steuerung des IRLXNUMX-Transistors erforderlich ist (in einer typischen Schaltung sind sie direkt mit der Stromversorgung verbunden). Quelle). Wenn Sie eine LED-Kette mit einem stabilen Strom speisen, können Sie die übertragene Leistung innerhalb eines weiten Bereichs von Änderungen der Versorgungsspannung halten. Außerdem sorgt es für eine Temperaturkompensation für den Betriebsmodus der LEDs – mit steigender Temperatur sinkt der Durchlassspannungsabfall über der LED. Folglich wird die von ihm verbrauchte Energie reduziert. Als Ergebnis komfortabler Stromversorgungsbedingungen für LEDs - die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit ihrer Arbeit. Um die Ausgangsspannung unter die Durchbruchspannung des IRL640-Transistors zu begrenzen, wurde am KT315B-Transistor eine Schutzvorrichtung mit einem Spannungsteiler R5R6 in der Basisschaltung eingeführt. Der Transistor VT1 öffnet, wenn die Spannung am Ausgang des Wandlers etwa 150 V erreicht. Diese Lösung vermeidet den Ausfall des IRL640-Transistors, wenn die LED-Girlande ausgeschaltet wird. Der Widerstandswert des Widerstands R1 wurde auf der Grundlage der Begrenzung des Stroms durch den IRL640-Transistor auf 3 A gewählt. Aufgrund des Fehlens von Widerständen dieses Wertes im Handel bestand er aus zwei Windungen Nichromdraht mit einem Durchmesser von 0,5 mm, gewickelt auf einem Bohrerschaft mit einem Durchmesser von 4,5 mm. Die Drahtanschlüsse wurden mit Phosphorsäure verzinnt. Die Konverterspule wird im B18-Panzermagnetkreis aus dem Konverter der alten Leuchtstofflampe hergestellt. Es besteht aus 30 Windungen PEV-2 0,3 Draht. Die Spule wird Windung an Windung auf den Rahmen gewickelt, die Lagen sind durch eine Lage Kondensatorpapier getrennt. Der Spalt zwischen den Bechern des Magnetkreises wird mit einer aus Büropapier ausgeschnittenen Unterlegscheibe ausgeführt. Die Becher werden mit einer MXNUMX-Schraube aus Kupfer oder Messing festgezogen. Sie befestigen auch den Magnetkreis an der Platine. Der Rahmen der Spule ist im Inneren des Magnetkerns mit Unterlegscheiben aus porösem Polyethylen befestigt. Der IRL640-Transistor ist auf einem selbstgebauten Kühlkörper montiert, der aus einer 1 mm dicken Kupferplatte geschnitten ist. Die Seitenkanten des Kühlkörpers werden eingekerbt, hochgebogen und mit einer Zange um 90 Grad gedreht. Für einen besseren thermischen Kontakt zwischen Transistor und Kühlkörper wird Wärmeleitpaste verwendet. Der Kühlkörper mit dem Transistor wird mit einer Schraube und einer MXNUMX-Mutter auf der Wandlerplatine befestigt. Die Gleichrichterdiode VD1 mit einer maximalen Sperrspannung von 400 V und einer Erholzeit von 150 wurde nicht nur deshalb gewählt, weil sie kommerziell erhältlich war. Es erwärmt sich etwas und verringert den Wirkungsgrad des Wandlers. Es ist wünschenswert, Dioden mit einer kürzeren Erholzeit zu verwenden (HER105 oder SF18).
Die Konverterplatine besteht aus Folienglasfaser mit einer Dicke von 1,5 mm. Die Platinenzeichnung ist in Abb. 2 dargestellt. XNUMX. Die Folie wird nur in schmalen Streifen entlang der Leiterbahnen geätzt, die restliche Folie dient als gemeinsame Leitung zur Karosserie (Minuspol der Bordspannung). Um die Konverterplatine am Sockel der Lampe zu befestigen, werden zwei MOH-Muttern daran angelötet, die auch als Kontakte dienen, die den gemeinsamen Draht der Platine mit dem Sockel verbinden. Der Kontakt für einen handelsüblichen 6,3 mm Stecker zum Anschluss der Plusleitung des Bordnetzes an die Platine ist ebenfalls aus 1 mm starkem Kupferblech ausgeschnitten. Er wird mit einem Bügel aus Kupferdraht mit 1 mm Durchmesser auf der Platine befestigt und verlötet. Das Aussehen der Platine, die auf der Basis des Illuminators installiert ist, ist in Abb. 3.
Eine LED-Girlande wird auf einer separaten Platine aus derselben Glasfaser montiert. Es wird anstelle einer Leuchtstofflampe an zwei 5 mm langen Buchsen mit zwei MOH-Schrauben am Sockel des Illuminators befestigt, die in Muttern geschraubt werden, die mit der Konverterplatine verlötet sind. Die LEDs werden gleichmäßig auf der Platine platziert und entsprechend in Reihe geschaltet. Die Girlande ist mit zwei flexiblen MGTF-Drähten mit dem Konverter verbunden. Vom Sockel der Beleuchtung müssen die Befestigungsteile der Leuchtstofflampe entfernt werden. Der Illuminator muss praktisch nicht eingestellt werden und funktioniert mit wartungsfähigen Teilen sofort. Eine Girlande kann zwischen sechs und vierzig LEDs enthalten. Der gemessene Wirkungsgrad des Wandlers beträgt 75 % bei einer Leistungsaufnahme von 4,29 W und dementsprechend einer Leistung in einer Girlande von 3,22 W. Autor: V. Gorbatykh, Ulan-Ude, Republik Burjatien; Veröffentlichung: radioradar.net
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