การทำงานของวงจรขับ LED สองขั้ว

ไฟ LED ไดรเวอร์หรือไดรเวอร์ LED สองขั้วเป็นวงจรไฟฟ้าที่ควบคุมปริมาณกระแสและแรงดันไฟฟ้าให้กับหลอด LED หรือหลอด LED หลอดไฟ LED เป็นไฟที่มีการจัดเรียงของ LED ที่กำหนดค่าไว้ในวงจรไฟฟ้าที่ออกแบบมาเพื่อให้ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ วงจรไดรเวอร์ LED สองขั้วเป็นอุปกรณ์จ่ายไฟที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับ LED และโดยทั่วไปรู้จักกันในชื่อ 'ไดรเวอร์ LED'

ไดรเวอร์ LED รับพลังงานจากแหล่งกระแสสลับหลัก (AC) (แรงดันไฟฟ้าหลัก) ไดรเวอร์แก้ไขแรงดันไฟฟ้าหลักนี้เพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ด้านทุติยภูมิเพื่อขับเคลื่อนหลอดไฟ LED ไดรเวอร์ LED สามารถมีหม้อแปลงแกนเหล็กขนาดใหญ่เพื่อลดแรงดันไฟฟ้าหลักไปยังแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าสำหรับหลอด LED (เช่น 12V)

ครัวเรือนส่วนใหญ่ใช้ก อินเวอร์เตอร์ไฟฟ้า เพื่อลดแรงดันไฟฟ้าสำหรับหลอดไฟ LED เนื่องจากต้นทุนที่ต่ำกว่าและฟอร์มแฟคเตอร์ขนาดเล็ก

โครงสร้างพื้นฐานของ Bipolar LED

ไดโอดเปล่งแสง (LED) เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์สองขั้ว ไฟ LED PN- ทางแยก ปล่อยโฟตอนเมื่อกระแสไหลผ่านในกระบวนการที่เรียกว่า thermoluminescence สีของ LED ถูกกำหนดตามประเภทของวัสดุที่ใช้ - ซึ่งกำหนดลักษณะของช่องว่างแถบพลังงานเฉพาะสำหรับเซมิคอนดักเตอร์

โครงสร้างของ LED และสัญลักษณ์วงจร

นอกจากนี้ LED ยังทำจากจุดต่อ P-N แต่ซิลิกอนไม่เหมาะสมเนื่องจากกำแพงพลังงานต่ำเกินไป LED ตัวแรกทำจากแกลเลียมอาร์เซไนด์ (GaAs) และผลิตแสงอินฟราเรดที่ประมาณ 905 นาโนเมตร

เหตุผลในการผลิตสีนี้คือความแตกต่างของพลังงานระหว่างแถบการนำไฟฟ้าและระดับพลังงานต่ำสุด (วงวาเลนซ์) ใน GaAs เมื่อแรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับ LED อิเล็กตรอนจะได้รับพลังงานเพียงพอที่จะกระโดดเข้าไปในแถบการนำไฟฟ้าและการไหลของกระแสไฟฟ้า เมื่ออิเล็กตรอนสูญเสียพลังงานและกลับเข้าไปในแถบวาเลนซ์โฟตอน (แสง) มักจะถูกปล่อยออกมา

การปล่อยแสงโฟตอนในเซมิคอนดักเตอร์

วงจรขับ LED สองขั้วโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์

นี่คือวงจรง่ายๆที่ระบุด้านล่างและการออกแบบเกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อของไมโครคอนโทรลเลอร์ออสซิลเลเตอร์และรีเซ็ตวงจรสำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์และการเลือกตัวต้านทาน LED

Bipolar LED Driver Circuit โดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์

LED ที่ใช้ที่นี่มีแรงดันตกไปข้างหน้า 2.2V และด้วยเหตุนี้จึงสามารถเอนเอียงได้โดยใช้แหล่งจ่ายไฟ 5V วงจรใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อขับเคลื่อน LED สองขั้ว การควบคุมวงจรขับ LED ทำได้โดย โปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์ ขึ้นอยู่กับปุ่มกดอินพุต ไมโครคอนโทรลเลอร์ได้รับการตั้งโปรแกรมให้ส่งสัญญาณที่เหมาะสมไปยังขาออกสองขา พินเอาต์พุตเหล่านี้เชื่อมต่อกับขั้วของ LED สองขั้ว

การเชื่อมต่อไมโครคอนโทรลเลอร์ทำได้โดยการเชื่อมต่อสวิตช์ปุ่มกดสองปุ่มเข้ากับพอร์ต P1 และเชื่อมต่อสองขั้วของ LED สองสีเข้ากับพอร์ต P2 การออกแบบออสซิลเลเตอร์ ทำได้โดยการเลือกตัวเก็บประจุเซรามิก 10pF สองตัวเพื่อให้มีเสถียรภาพ สัญญาณนาฬิกาถูกสร้างขึ้นโดยใช้ Crystal Oscillator 11MHz

วงจรรีเซ็ตได้รับการออกแบบโดยการเลือกตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์ 10uF และตัวต้านทาน 10K เพื่อให้ได้ความกว้างพัลส์รีเซ็ต 100ms แรงดันตกคร่อมตัวต้านทานจะอยู่ที่ประมาณ 1.2V

การทำงานของวงจรขับ LED สองขั้ว

เมื่อเปิดวงจรไมโครคอนโทรลเลอร์จะสแกนพินอินพุตที่พอร์ต P1 เสมอ หากกดปุ่มแรกไมโครคอนโทรลเลอร์จะรับสัญญาณลอจิกต่ำที่ขาอินพุตที่สอดคล้องกันและตามนั้นคอมไพเลอร์จะกำหนดสัญญาณลอจิกสูงให้กับพิน P0.0 และสัญญาณลอจิกต่ำไปที่พิน P0.1 สิ่งนี้ทำให้แสงสีแดงของ LED เรืองแสง

ตอนนี้เมื่อกดปุ่มที่สองคอมไพเลอร์จะกำหนดสัญญาณลอจิกต่ำซึ่งจะกำหนดให้กับทั้งขาออกและไฟ LED จะดับลง

วงจรขับ LED สำหรับการควบคุมความสว่างของ LED โดย 555 Timer

วงจรขับ LED สำหรับการควบคุมความสว่างของ LED โดย 555 Timer โดยปกติจะทำได้โดยการเปลี่ยนแหล่งจ่ายไฟเป็น LED อย่างรวดเร็วควบคุมอัตราส่วนการเปิด / ปิดของแหล่งจ่ายไฟโดยใช้กระบวนการที่เรียกว่า การมอดูเลตความกว้างพัลส์ (PWM) . ไดรเวอร์ LED ยังมีห่วงควบคุมในตัวเพื่อรักษากระแสคงที่

วงจรขับ LED สำหรับการควบคุมความสว่างของ LED โดย 555 Timer

วงจรที่แสดงด้านบนนี้ได้รับการออกแบบโดยใช้ a IC จับเวลา 555 . เปิดวงจร (5V) เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่ขาทริกเกอร์ของ 555 IC น้อยกว่า 1/3 Vcc

แรงดันไฟฟ้าจะไปถึงตัวเก็บประจุผ่าน โพเทนชิออมิเตอร์10kΩ และไดโอด D2 เพื่อให้ตัวเก็บประจุเริ่มชาร์จด้วยค่าคงที่ของเวลา RdR1C (โดยที่ Rd คือความต้านทานไปข้างหน้าของ Diode D2)

เมื่อแรงดันของคาปาซิเตอร์เกิน 2/3 Vcc ตัวจับเวลา 555 จะถูกรีเซ็ต จากนั้นเอาต์พุตจะเป็นศูนย์โวลต์ ในขณะนี้ตัวเก็บประจุจะปล่อยผ่านไดโอด D1 และโพเทนชิออมิเตอร์ R1 ไปยังขาเอาต์พุตเนื่องจากอยู่ที่พื้นดิน เมื่อแรงดันของตัวเก็บประจุต่ำกว่า 1/3 Vcc เอาต์พุตของ 555 IC จะเพิ่มขึ้นเป็น 5V อีกครั้ง กระบวนการนี้ดำเนินต่อไป

ที่นี่เส้นทางการชาร์จและการคายประจุแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงเนื่องจากถูกแยกโดยไดโอด D1 และ D2 (ดูภาพด้านบน) หากจุดกึ่งกลางโพเทนชิออมิเตอร์อยู่ที่ 50% (ตรงกลาง) เราจะได้รับรอบการทำงาน 50% (คลื่นสี่เหลี่ยมที่มีความกว้างพัลส์เท่ากัน)

ความกว้างของพัลส์สามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการเปลี่ยนเวลาในการชาร์จและการคายประจุซึ่งทำได้โดยการปรับโพเทนชิออมิเตอร์ ดังนั้นเราจึงได้รับสัญญาณ PWM ตามระดับความเข้มของเราที่ต้องการ

สัญญาณนี้ใช้กับ LED ผ่านตัวต้านทาน4.7kΩ ความสว่างของ LED เป็นสัดส่วนกับค่าเฉลี่ยของคลื่นสี่เหลี่ยม สำหรับความกว้างของพัลส์ที่สูงคุณสามารถรับความสว่างขนาดใหญ่ของ LED ได้ นอกจากนี้หากเป็นพัลส์ต่ำความสว่างจะลดลง

การใช้งานไดร์เวอร์ LED สองขั้ว

แอพพลิเคชั่นบางตัวสำหรับไดรเวอร์ LED ได้แก่ :

• แสงอุตสาหกรรม / กลางแจ้ง
• การควบคุมความเข้มอัตโนมัติของไฟถนน
• โคมไฟเชิงพาณิชย์
• แสงที่อยู่อาศัย
• แฟลชกล้องโทรศัพท์มือถือ
• ภายในรถยนต์หรือไฟท้าย
• ไฟฉายพกพา / คบเพลิง
• ป้าย
• ไฟลิฟต์
• ไฟแบ็คไลท์ LCD

ดังนั้นนี่จึงเป็นข้อมูลเกี่ยวกับการออกแบบวงจรขับ LED สองขั้วการสร้างโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ 555 ตัวจับเวลา IC และแอพพลิเคชั่น เราหวังว่าคุณจะเข้าใจข้อมูลนี้ดีขึ้น

นอกจากนี้ข้อสงสัยใด ๆ เกี่ยวกับแนวคิดนี้หรือ โครงการไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ โปรดให้ข้อเสนอแนะที่มีค่าของคุณโดยการแสดงความคิดเห็นในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง นี่คือคำถามสำหรับคุณว่าโพเทนชิออมิเตอร์ในวงจรไฟหรี่ LED คืออะไร?