Circuit d'alimentation des bandes LED et pas seulement

Les LED remplacent ces types de sources lumineuses, telles que les lampes fluorescentes et les lampes à incandescence. Presque toutes les maisons ont déjà des lampes LED, elles consomment beaucoup moins de deux de leurs prédécesseurs (jusqu'à 10 fois moins que les lampes à incandescence et 2 à 5 fois moins que les LFC ou les lampes fluorescentes à économie d'énergie). Dans les situations où vous avez besoin d'une longue source de lumière, ou vous devez organiser l'illumination d'une forme complexe en cours bande menée.

Le ruban LED est idéal pour un certain nombre de situations, son principal avantage par rapport aux LED individuelles et aux matrices de LED sont les sources d'alimentation. Ils sont plus faciles à trouver en vente dans presque tous les magasins d'appareils électriques, contrairement aux pilotes pour les LED haute puissance, de plus, la sélection d'une alimentation se fait uniquement en fonction de la consommation électrique, car la grande majorité des bandes LED ont une tension d'alimentation de 12 volts.

Alors que pour les LED et modules haute puissance, lors du choix d'une source d'alimentation, il est nécessaire de rechercher une source de courant avec la puissance requise et le courant nominal, c'est-à-dire considérer 2 paramètres, ce qui complique la sélection.

Cet article décrit les schémas typiques d'alimentations et de leurs composants, ainsi que des conseils pour leur réparation pour les jambons et les électriciens débutants.

Types et exigences pour les alimentations pour les bandes LED et les lampes LED 12V

La principale exigence pour une source d'alimentation pour les LED et les bandes de LED est une stabilisation de la tension / du courant de haute qualité, indépendamment des surtensions de la tension du secteur, ainsi que des ondulations de sortie faibles.

Selon le type d'exécution, les alimentations pour produits LED se distinguent:

• Scellé. Ils sont plus difficiles à réparer, le boîtier ne se prête pas toujours à un démontage précis et à l'intérieur, il peut même être rempli de scellant ou de composé.

• Étanche pour une utilisation en intérieur. Mieux vaut réparer, car la carte est retirée après avoir dévissé plusieurs vis.

Par type de refroidissement:

• Passive Aerial. L'alimentation est refroidie par convection naturelle de l'air à travers la perforation de son logement. L'inconvénient est l'incapacité à atteindre une puissance élevée tout en conservant les dimensions globales;

• Air actif. L'alimentation est refroidie à l'aide d'un refroidisseur (un petit ventilateur, tel qu'il est installé sur les unités centrales du PC). Ce type de refroidissement vous permet d'obtenir plus de puissance à la même taille avec une alimentation passive.

Schémas d'alimentation pour les bandes LED

Il faut comprendre que dans l'électronique, il n'y a pas de «bloc d'alimentation pour une bande LED», en principe, toute alimentation avec une tension et un courant appropriés supérieurs à ceux consommés par l'appareil conviendra à n'importe quel appareil. Cela signifie que les informations décrites ci-dessous s'appliquent à presque toutes les alimentations.

Cependant, dans la vie de tous les jours, il est plus facile de parler de l'alimentation pour son utilisation prévue pour un appareil particulier.

Structure générale d'une alimentation à découpage

Au cours des dernières décennies, des alimentations pulsées (UPS) ont été utilisées pour alimenter des bandes LED et d'autres équipements. Ils diffèrent des transformateurs en ce qu'ils ne fonctionnent pas à la fréquence de la tension d'alimentation (50 Hz), mais à des fréquences élevées (des dizaines et des centaines de kilohertz).

Par conséquent, pour son fonctionnement, un générateur haute fréquence est nécessaire, dans des alimentations bon marché et conçues pour les petits courants (unités d'ampères), un circuit auto-générateur est souvent trouvé, il est utilisé dans:

• transformateurs électroniques;

• ballasts électroniques pour lampes fluorescentes;

• chargeurs de téléphones portables;

• UPS pas cher pour bandes LED (10-20 W) et autres appareils.

Un schéma d'une telle alimentation est visible sur la figure (cliquez sur l'image pour l'agrandir):

Sa structure est la suivante:

1. Surligné en bleu pont de diodedebout à l'entrée du bloc d'alimentation, il rectifie la tension alternative d'entrée, pour alimenter les nœuds suivants avec une tension constante de 220 * 1,41 = 310 V.En cas de panne, vérifiez la présence et l'amplitude de la tension AVANT le pont et APRÈS, si elle est absente, vous devrez remplacer les diodes ou le pont s'il est assemblé dans un hôtel.

Ce n'est pas indiqué sur le schéma, mais un fusible ou une résistance à faible résistance peut être présent sur la ligne 220 V, vérifiez son intégrité avant de commencer les réparations.

2. Un filtre ondulé est entouré de brun, son élément principal est C4 - condensateur électrolytique. Sa capacité dépend des économies réalisées par le fabricant, généralement jusqu'à 220 microfarads par 400 volts. L1 - ondulation du filtre et interférences électromagnétiques qui se produisent pendant le fonctionnement d'une alimentation à découpage. Dans la plupart des alimentations bon marché, il manque.

Un problème de filtre courant - le séchage, l'explosion ou le ballonnement d'un condensateur électrolytique, conduit à un fonctionnement de mauvaise qualité de l'ensemble de l'alimentation à découpage dans son ensemble ou à son inopérabilité totale. Vous pouvez le remplacer par une capacité identique et supérieure, mais de taille appropriée.

3. Le transistor de puissance de la partie puissance VT1 est surligné en vert, dans ce cas un transistor à effet de champ, mais il peut également être bipolaire. T1 - transformateur d'impulsions à trois enroulements: primaire, secondaire et basique.

Le troisième enroulement est nécessaire pour la génération d'oscillations à haute fréquence - si le principe de l'alimentation électrique auto-génératrice est intéressant, il est préférable de lire les livres de Moin, Zinoviev et d'autres manuels sur les alimentations à impulsions.

Les transformateurs d'impulsions sont beaucoup plus petits que les transformateurs de réseau, encore une fois en raison du travail à hautes fréquences et ne sont pas faits de fer, mais de ferrite. Le plus souvent, l'interrupteur d'alimentation tombe en panne.

Sonnez le transistor multimètre en mode test diode, et vous découvrirez immédiatement sa panne ou sa casse. Les éléments restants sont le cerclage de ce noeud, individuellement tombe rarement en panne, principalement après le transistor de puissance. Cependant, vous devez toujours vous assurer que les valeurs nominales des résistances et des condensateurs sont cohérentes.

Les diodes dans le cerclage des transformateurs VD7 et VD5 agissent comme un amortisseur protégeant les circuits des salves de contre-EMF, au moment de la commutation du transistor. Ils sont également un nœud assez occupé et responsable.

4. La boucle de retour de tension est surlignée en rouge basé sur la diode zener réglable TL431 et leurs analogues (toutes lettres de la désignation avec des chiffres "431").Informations complémentaires sur TL431:Puces analogiques légendaires

Le système d'exploitation comprend un optocoupleur U1, avec son aide, un signal de sortie est fourni à la partie puissance de l'oscillateur et une tension de sortie stable est maintenue.Il peut ne pas y avoir de tension dans la partie de sortie en raison de la rupture de la diode VD8, souvent c'est un ensemble Schottky, à remplacer. Le condensateur électrolytique gonflé C10 provoque également souvent des problèmes.

Comme vous pouvez le voir, tout fonctionne avec un nombre d'éléments beaucoup plus petit, la fiabilité est appropriée ...

Alimentations plus chères et plus électriques

Les circuits que vous verrez ci-dessous se trouvent souvent dans les alimentations pour bandes LED, lecteurs DVD, magnétophones radio et autres appareils à faible puissance (dizaines de watts).

Avant de passer à la discussion des circuits populaires, familiarisez-vous avec la structure d'une alimentation à découpage avec un contrôleur PWM.

La partie supérieure du circuit est chargée de filtrer, de rectifier et de lisser les ondulations de la tension secteur 220, sensiblement les mêmes que dans le type précédent et dans les suivantes.

La chose la plus intéressante est le bloc PWM, le cœur de toute alimentation électrique décente. Un contrôleur PWM est un dispositif qui contrôle le rapport cyclique des impulsions du signal de sortie en fonction d'un paramètre défini par l'utilisateur ou d'une rétroaction sur le courant ou la tension.PWM peut contrôler à la fois la puissance de charge à l'aide d'une clé de champ (bipolaire, IGBT) et d'une clé contrôlée par semi-conducteur dans le cadre d'un convertisseur avec un transformateur ou une inductance.

En modifiant la largeur des impulsions à une fréquence donnée - vous modifiez la valeur réelle de la tension, tout en maintenant l'amplitude, vous pouvez l'intégrer aux circuits C et LC pour éliminer l'ondulation. Cette méthode est appelée simulation de largeur d'impulsion, c'est-à-dire la modélisation du signal en raison de la largeur des impulsions (rapport cyclique / rapport cyclique) à une fréquence constante.

En anglais, cela ressemble à un contrôleur PWM ou à un contrôleur de modulation de largeur d'impulsion.

La figure montre un PWM bipolaire. Les signaux rectangulaires sont les signaux de commande sur les transistors du contrôleur, la ligne pointillée montre la forme de tension dans la charge de ces touches - la tension effective.

De meilleures alimentations de faible puissance moyenne sont souvent construites sur des contrôleurs PWM intégrés avec un interrupteur d'alimentation intégré. Avantages par rapport au schéma de génération automatique:

• La fréquence de fonctionnement du convertisseur ne dépend pas de la charge ou de la tension d'alimentation;

• Meilleure stabilisation des paramètres de sortie;

• Possibilité de réglage plus simple et plus fiable de la fréquence de fonctionnement au stade de la conception et de la modernisation de l'unité.

Ci-dessous se trouvent quelques circuits d'alimentation typiques (cliquez sur l'image pour agrandir):

Ici, le RM6203 est à la fois un contrôleur et une clé dans un cas.

Ce circuit utilise clé mosfet externe.

La même chose, mais sur une puce différente.

La rétroaction est effectuée à l'aide d'une résistance, parfois des optocoupleurs connectés à une entrée appelée Sense (capteur) ou Feedback (rétroaction). La réparation de ces alimentations est généralement similaire. Si tous les éléments sont utilisables et que la tension d'alimentation est fournie au microcircuit (jambe Vdd ou Vcc), alors la question est très probablement en elle, plus précisément peut être déterminé à l'aide d'un oscilloscope regarder les signaux de sortie (drain, jambe de porte).

Presque toujours, vous pouvez remplacer un tel contrôleur par n'importe quel analogue avec une structure similaire, pour cela, vous devez comparer la fiche technique avec celle qui est installée sur la carte et celle que vous avez et la souder, en observant le brochage, comme indiqué dans les photos suivantes.

Ou voici une représentation schématique du remplacement de tels microcircuits.

Alimentations puissantes et coûteuses

Les alimentations pour les bandes LED, ainsi que certaines alimentations pour les ordinateurs portables sont effectuées sur le contrôleur PWM UC3842.

Le schéma est plus complexe et fiable. Le composant de puissance principal est le transistor et le transformateur Q2. Pendant la réparation, il est nécessaire de vérifier les condensateurs électrolytiques de filtrage, l'interrupteur d'alimentation, les diodes Schottky dans les circuits de sortie et les filtres LC de sortie, la tension d'alimentation du microcircuit, sinon les méthodes de diagnostic sont similaires.

Cependant, des diagnostics plus détaillés et précis ne sont possibles qu'avec l'utilisation d'un oscilloscope, sinon - vérifiez les courts-circuits de la carte, le soudage des éléments et les ruptures sont plus chers. Remplacer les nœuds suspects par des nœuds manifestement fonctionnels peut vous aider.

Des modèles plus avancés d'alimentations pour bandes LED sont fabriqués sur la puce TL494 presque légendaire (toutes lettres avec les chiffres "494") ou son analogique KA7500. Soit dit en passant, la majorité des alimentations informatiques AT et ATX sont construites sur ces contrôleurs.

Voici un circuit d'alimentation typique sur ce contrôleur PWM (cliquez sur le circuit):

Ces alimentations sont extrêmement fiables et stables.

Bref algorithme de vérification:

1. Nous alimentons le microcircuit en fonction du brochage d'une source d'alimentation externe de 12 à 15 volts (12 jambes sont plus, et moins 7 pour 7 jambes).

2. Une tension de 5 volts devrait apparaître sur 14 pattes, qui restera stable lorsque la puissance change, si elle "flotte" - une puce de remplacement.

3. Sur la 5e sortie, il devrait y avoir une tension en dents de scie, vous ne pouvez la "voir" qu'à l'aide d'un oscilloscope.S'il n'est pas là ou que la forme est déformée, on vérifie que les valeurs nominales du circuit de synchronisation RC sont connectées aux 5 et 6 broches, sinon, le schéma montre R39 et C35, elles seront remplacées, si rien n'a changé par la suite, le microcircuit est hors service.

4. Aux sorties 8 et 11, il devrait y avoir des impulsions rectangulaires, mais elles ne sont peut-être pas dues au schéma de mise en œuvre spécifique du feedback (conclusions 1-2 et 15-16). Si vous éteignez et connectez le 220 V, pendant un certain temps, ils y apparaîtront et l'appareil se mettra à nouveau en défense - c'est le signe d'un microcircuit qui fonctionne.

5. Vous pouvez vérifier le PWM en court-circuitant les 4 et 7 jambes, la largeur d'impulsion augmentera et en court-circuitant 4 par 14 jambes - les impulsions disparaîtront. Si vous obtenez d'autres résultats - le problème est dans le MS.

Il s'agit du test le plus concis de ce contrôleur PWM. Il y a tout un livre sur "La réparation des alimentations basées sur eux," Switching Power Supplies for IBM PC ".

Bien qu'il soit dédié aux alimentations informatiques, il existe de nombreuses informations utiles pour tout opérateur radio amateur.

Conclusion

Le circuit des alimentations pour bandes LED est similaire à toute alimentation avec des caractéristiques similaires, il peut être facilement réparé, modernisé et ajusté à la tension requise, bien sûr, dans des limites raisonnables.

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Diagrammes schématiques des alimentations des appareils électroniques portables

Qu'est-ce qu'une alimentation à découpage et en quoi diffère-t-elle d'une alimentation analogique conventionnelle

Conseils pour réparer les alimentations à découpage

Enregistrement vidéo du processus de réparation de divers appareils électroménagers