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用KIS-3R33S制作LED调光电路

 愚人873 2014-02-18

网上介绍的用KIS-3R33S制作恒流电路较多,本文采用新的设计理念用3个元件就可以限流电路介绍给大家。电路图如下:

 

 

这个电路比较简单,网上介绍的在模块外部用431稳压、取样、分压等手段来实现限流、恒流。其实这个模块的内部结构ADJ端它本身就是运放,其中运放的一端已经设置了0.925V的基准电压,调节另一端的分压电阻的阻值就可实现输出电压的调节,在此基础上加一个负反馈电路来抑制电流的变化以达到限流的目的。

电路解析:

在模块上要拆掉与ADJ相连的一个接地的电阻和一个接输出的电阻,还要短路ADJ与集成块5脚相连的电阻。如图:红卷内元件拆掉。

 
 

连接电路时要注意,取样电阻R的接法,R2不能接在GND点哦。

设流经取样电阻R上的输出电流为Io;电压为VrADJ点的设定电压为Vadj。根据上面的电路图可推出:

 Vout=Vadj-Vr*R1/R2+Vadj=(R1+R2)*Vadj/R2-Vr*R1/R2

R1=n*R2Vr=Io*R时得到:

Vout=n+1*Vadj-n*Io*R

Vled=n+1* Vadj-n+1*Io*R   led两端电压)

注意上式中Vout是输出正极对GND的电压不是负载上的电压。上式中当Io=0  Vout=n+1*Vadj  Vadj=0.925V 输出电压就是根据R1R2两个电阻的比值来决定的。上式中n*Io*R就是负反馈的大小。当输出电流增大时负反馈量增加迫使输出电压降低从而稳定输出电流。

要注意稳压和恒流都是一个相对的概念,他们都是由一定的范围所限制。这个电路不是纯恒流电路,负载电阻变化较大时电流也要变化地。本电路中R1调节到某一点,则该点与外围元器件(LED)产生一个平衡点,这个平衡点上由于电压负反馈的抑制作用电流的变化就很小很稳定。这种电路很适合用于LED的调光。

在实际运用中,输出、输入端要接470uF以上的低ESR电解电容器;R的值要根据负载电流的大小,在0.1Ω-0.5Ω选取,电阻小了反馈量不够,电阻大了影响效率,输出电流300mA时可选0.5欧姆。R阻值的简单计算:设0.1V的电压变化电流的变化量为25mA,(n+1*I*R =0.1V,当n=5时计算R=0.6欧姆。R2可选10K5.1KR1可用一个10K电位器和一个200K微调电阻串联组成,当电位器调到最大时,调节微调电阻控制最大电流,然后电位器就可以从0开始调到最大值了,LED的发光量也随之变化。注意:要先连接LED,把电位器调到最小,再通电。以防止高电压时接LED电容器放电击穿管子。

本电路也可适用于KIM-3R35模块,原理一样,拆除ADJ脚上一个接地电阻和一个接输出的电阻。

LED伏安特性实验:用前文中制作的稳压限流电路对41LED串联进行简单的测量。限制电流调到0.35A以防止大电流烧管子,在0.35A以下电流不受控制,作为稳压电源使用。实验结果如表:

电压V

电流mA

电压V

电流mA

10.8

20

12.2

200

11.1

50

12.5

250

11.5

100

12.7

300

11.9

150

 

 

50mA150mA电压差是0.4V,电压提高0.1V电流增加12.5mA;从150mA250mA电压差是0.3V,电压提高0.1V电流增加16.6mA;从250mA300mA电压差是0.2V,电压提高0.1V电流增加25mA。从实验中看到:LED两端电压的变化和电流的变化不是线性关系,属非线性元件;但是电压的变化与电流的变化没有像其他整流二极管那样变化的那么快,在这个电压下没有雪崩效应。用稳压电源接上4LED,调整电压使电流为300mA。观察电流变化,15分钟后电流为310mA;半小时后为330mA;一个小时后还是330mA。当然这个实验还是比较粗的,温度的变化实验还没做。

用上面的电路图接31瓦的LED,调整到300mA的电流,观察数字电流表;半小时后电流在300310来回跳;后来就300320来回跳;估计是反馈电路在起作用。

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