2つの最良の電流制限回路の説明

投稿では、任意の高ワットLEDを安全に操作するために使用できる2つの単純なユニバーサル電流コントローラー回路について説明しています。

ここで説明するユニバーサル高ワットLED電流制限回路は、接続された高ワットLEDの優れた過電流保護を得るために、任意の粗DC電源と統合できます。

LEDにとって電流制限が重要である理由

LEDは、比較的低い消費量でまばゆいばかりの照明を生成できる非常に効率的なデバイスであることがわかっていますが、これらのデバイスは、補完的なパラメータであり、LEDのパフォーマンスに影響を与える熱と電流に対して特に脆弱です。

特にかなりの熱を発生する傾向がある高ワットのLEDでは、上記のパラメータが重要な問題になります。

LEDがより高い電流で駆動されると、許容範囲を超えて熱くなり、破壊される傾向があります。逆に、熱放散が制御されていない場合、LEDは破壊されるまでより多くの電流を引き出し始めます。

このブログでは、LM317、LM338、LM196など、多くの優れた電力調整機能を備えた、いくつかの用途の広い作業用馬ICについて研究しました。

LM317は最大1.5アンペアの電流を処理するように設計されており、LM338は最大5アンペアを許容し、LM196は最大10アンペアを生成するように割り当てられています。

ここでは、これらのデバイスをLEdの電流制限アプリケーションに最も簡単な方法で利用します。

以下に示す最初の回路はそれ自体が単純であり、計算された抵抗を1つだけ使用して、ICを正確な電流コントローラーまたはリミッターとして構成できます。

上記の回路の絵画的表現

電流リミッタ抵抗の計算

この図は、電流制御を設定するための可変抵抗器を示していますが、R1は、次の式を使用して計算することにより、固定抵抗器に置き換えることができます。

R1（制限抵抗）= Vref / current

または R1 = 1.25 /電流。

電流はLEDごとに異なる場合があり、最適な順方向電圧をそのワット数で割ることによって計算できます。たとえば、1ワットのLEDの場合、電流は1 / 3.3 = 0.3アンペアまたは300maになり、他のLEDの電流は次のように計算できます。同様の方法。

上の図は最大1.5アンペアをサポートします。より広い電流範囲の場合、ICはLED仕様に従ってLM338またはLM196と簡単に交換できます。

アプリケーション回路

電流制御されたLEDチューブライトを作る。

上記の回路は、高精度の電流制御LEDチューブライト回路を作成するために非常に効率的に使用できます。

古典的な例を以下に示します。これは、要件とLEDの仕様に従って簡単に変更できます。

30ワットの定電流LEDドライバー回路

3つのLEDに接続された直列抵抗は、次の式を使用して計算されます。

R =（供給電圧–合計LED順方向電圧）/ LED電流

R =（12-3.3 + 3.3 + 3.3）/ 3アンペア

R =（12-9.9）/ 3

R = 0.7オーム

Rワット= V x A =（12-9.9）x 3 = 2.1 x 3 = 6.3ワット

トランジスタを使用してLED電流を制限する

IC LM338にアクセスできない場合、またはお住まいの地域でデバイスが利用できない場合は、いくつかのトランジスタまたはBJTを構成して、 LED用の実効電流リミッター回路 。

トランジスタを使用した電流制御回路の回路図を以下に示します。

上記の回路のPNPバージョン

抵抗器の計算方法

R1を決定するには、次の式を使用できます。

R1 =（Us-0.7）Hfe /負荷電流、

ここで、Us =供給電圧、Hfe = T1順方向電流ゲイン、負荷電流= LED電流= 100W / 35V = 2.5アンペア

R1 =（35-0.7）30 / 2.5 = 410オーム、

上記の抵抗器のワット数はP = Vになります^二/ R = 35 x 35/410 = 2.98または3ワット

R2は、次のように計算できます。

R2 = 0.7 / LED電流
R2 = 0.7 / 2.5 = 0.3オーム、
ワット数は、= 0.7 x 2.5 = 2ワットとして計算できます。

MOSFETの使用

上記のBJTベースの電流制限回路は、以下に示すようにT1をMOSFETに置き換えることで改善できます。

計算は、BJTバージョンについて上記で説明したものと同じままです。

可変電流制限回路

上記の固定電流リミッタを多用途の可変電流リミッタ回路に簡単に変換できます。

ダーリントントランジスタの使用

この電流コントローラ回路は、負帰還ループを実装するためにT1と結合されたダーリントンペアT2 / T3を備えています。

動作は次のように理解できます。何らかの理由で負荷による消費量が多いため、入力電源のソース電流Iが上昇し始めたとしましょう。これにより、R3の両端の電位が上昇し、T1の塩基/エミッタ電位が上昇し、コレクタエミッタの両端で伝導が発生します。これにより、ダーリントンペアのベースバイアスがさらに接地され始めます。このため、電流の増加は負荷によって打ち消され、制限されます。

R2プルアップ抵抗を含めることにより、T1は常に次の式で設定される定電流値（I）で導通するようになります。したがって、電源電圧の変動は、回路の電流制限動作に影響を与えません。

R3 = 0.6 / I

ここで、Iは、アプリケーションで必要とされるアンペア単位の電流制限です。

別の単純な電流制限回路

このコンセプトは、単純なBJT共通コレクタ回路を使用しています。これは、5kの可変抵抗からベースバイアスを取得します。

このポットは、ユーザーが出力負荷の最大カットオフ電流を調整または設定するのに役立ちます。

示されている値を使用して、出力カットオフ電流または電流制限を5 mA〜500mAに設定できます。

グラフから、現在のカットオフプロセスはそれほど鋭くないことがわかりますが、実際には、過電流状態からの出力負荷に対して適切な安全性を確保するには十分です。

とはいえ、トランジスタの温度によっては、制限範囲と精度が影響を受ける可能性があります。