Jednoduchý proudový zdroj pro LED
V současné době lze poměrně levně pořídit vysoce svítivé 1W led diody. Mě se podařilo sehnat levně několik kusů na aukru. Chtěl jsem 3ks takových diod použít pro vnitřní osvětlení auta. Problémem se však stalo jak diody zapojit.
Klasické zapojení s předřadným odporem pro tyto diody není vhodné, protože proud diodou (a tedy i svítivost) je silně závislý na napájecím napětí, které v případě použití v autě může silně kolísat. Lehce se tak může stát, že při vypnutém motoru a horší baterce při 11V bude světlo sotva svítit, při nastartování a napětí 14V bude svítit naplno (což při jízdě nemá moc smyslu). Při poruše dobíjení pak již při 16V dochází k překročení maximálního proudu - poškození diod.
Důležité parametry použitých diod :
- P = 1W
- Uf = 2,8 - 4V
- If = 350mA
- světelný tok = 25lm
- teplota světla = 5500K
Reálná naměřená V-A charakteristika vypadá takto:
Schéma zapojení
Pro lepší stabilitu svitu diod jsem si navrhnul jednoduchý proudový zdroj ze šuplíkových zásob. Jde o jednoduché zapojení tranzistoru BD139 jako zdroje proudu. Aby byl proud co nejvíce konstantní v širokém rozmezí napájecích napětí, je budící proud odebírán ze zdroje 5,1V tvořeného zenerovou diodou. Trimrem pak je možno nastavit bázový proud a tím i proud LED diodou.
Napájecí proud pro LED diodu se nastaví jednoduše tak, že se připojí A-metr seriově s LED diodou a při zvoleném napájecím napětí (u mě 14V) nastavíme požadovaný proud (u mě 260mA - pro delší životnost diody)
Ztrátový výkon tranzistoru vypočítaný z naměřených hodnot je:
P = (Unapájecí - 3*Uled) * Iled = (14-3*3,15)*260 = 1,183W
Při teplotě okolí 25°C tak dojde k oteplení čipu až na 143,3°C. V případě horkých letních dnů bude teplota ještě vyšší, je tedy nutné použít chladič!
Například s chladičem V4330N(13,5K/W) bude teplota čipu 73°C při teplotě okolí 45°.
Výsledné průběhy
Pro názornost jsem naměřil průběhy závislosti proudu diodou na napájecím napětí. Nastavení v obou případech bylo: proud 260mA při 14V. V grafu jsou pro porovnání zaneseny průběhy při použití předřadného odporu a při použití zdroje proudu.
Z grafu je patrné, že v případě použití předřadného odporu při 11V proud klesl téměř na polovinu a při 16V již došlo k překročení max. dovoleného proudu.
Zapojení s trazistorem sice nemá ideální dokonale vodorovnou charakteristiku přesto v praxi není poznat změna svítivosti při změně napájecího napětí. Případné použití i při menším napájecím napětí je možné po odpojení jedné diody - pak by proud začal strmě klesat při cca 8V.
