LED-es háttérvilágítás teszter készítése házilag

Itt a Tanyán Ferenc P. feltett egy kapcsolási rajzot (2017-09-06)egy LED háttérvilágítás teszterről. A kapcsolási rajz szerint összeraktam. Előbb az asztalon tesztelés és mérések céljából.
A működő kapcsolást úgy döntöttem, hogy megépítem.

Több hozzászólásom és megfigyelésem is volt a feltett kapcsolási rajzzal kapcsolatosan. Az első lépés egy hálózati táp megválasztása volt, amelyről táplálni tudom majd a tesztert. Egy bontásból származó kapcsoló üzemű tápra esett a választás (24v/1,8A). A táp soros rezonáns szabályozású, a kapcsoló frekvencia megemelésével a kimenő feszültségét sikerült megnövelni 33V-ra. A 35V-os szűrő elkók miatt nem akartam feljebb növelni. A megemelt feszültséggel a teszter teljesítménye is megnőtt, ez az egyik célom is volt.

Ezt a feszültséget egy kapcsoló üzemű feszültség csökkentővel (LM2576 step-down dc/dc ic-vel) szabályozhatóvá tettem 2V - 32V között.

Ez az állítható feszültség lett a bemenő feszültsége a teszternek. A feszültség állításával megoldódott a LED-ekre kerülő feszültségszabályozása, és egyúttal lehetővé vált a kisebb (2V-tól) feszültségű LED-ek tesztelése is. A szabályozható bemenő feszültséget követ egy kapcsoló üzemű /step-up/ feszültségemelő kapcsolás. Ez hozzá adja a feszültségét a bemenőfeszültséghez. A megemelt feszültség kerül a vizsgálandó LED vagy LED-ekre az áram korlátozó söntön keresztül. A söntön eső feszültség az IC (MC34063) pin.5 komparátor bemenetére kerül. Ha a feszültség a söntön a belső referencia (1,25V) feszültségét meghaladja, a kapcsoló impulzusszélesség visszacsökken a sönt feszültséggel együtt 1,25v-ra (áramtartás/korlátozás). Egy másik megoldás pl. az állítható feszültséget akár egy labortápból is táplálhatjuk kívülről. Az állítható feszültséggel a LED-ek fényereje (feszültsége) is állíthatóvá válik. A háttérvilágításról egy pár szóban: A háttérvilágítás nem tévesztendő össze pl. a LED lámpáknál alkalmazott megoldásnál, ahol a LED-ek kis felületen -hűtéssel- kell nagy fényt adjanak konstans áram mellett. A háttérvilágítás LED-jei nagy felületre vannak felszerelve sok esetben hűtés nélkül, vagy elegendő a nyák fólia a hűtésükre. A hőmegfutás csekély, ezért egy áram korlátozó már elegendő lehet.

Ha nincs konstans áram szabályozás, a LED-ek fényereje is így szabályozhatóvá válik. A sötét képtartalomnál a kristályok nem zárják le a háttérvilágítás fény útját eléggé, így pl. a fekete pixel az világító szürke marad, halványan de láthatóan. A gyártók erre a megoldást a háttérvilágításban találták meg. A képtartalmat (videó jelet) összhangba hozták a háttérvilágítás fényével, a sötét képtartalomnál a háttérvilágítás fénye is (feszültsége, pwr) csökken, így pl. a fekete az fekete marad, így számottevően megnő a kontraszt (a világos és a sötét képtartalom aránya). Dinamikus kontrasztnak nevezik, de ez nem más mint (dinamikus) változó fényű háttérvilágítás. Ezen megoldásokra nincs szabvány, a gyártók nem egyformán oldják meg ezt. Tesztelésük ezért nehézségekbe ütközhet.

Vissza a teszterhez: A feszültségemelő step-up teljesítményét sikerült megemelnem, először a megemelt bemenő feszültség, majd a kapcsoló FET megfelelő kivezérlésével. DS kapcsoló impulzus kb. 8V-ról való megnövelése 11V fölé, így kb. 18V-al növekedett a kimenő feszültség a terhelésen. A tároló induktivitás értéke is cserére szorult 330µH-ra növeltem. Üresen a kimenő feszültség is megnőtt kb. 460V-ra. Mivel nincs szükség ilyen nagy feszültségre, így korlátozásra szorult. A melegítő terhelést is elhagytam (nem kívánt fogyasztó) és helyette a már, a hozzászólásban is bemutatott zenneres megoldást alkalmaztam. Bevált sikeresen. A kapcsoló impulzus szélességének csökkentésével egyszerűen megoldható volt a feszültség csökkentés. A max. feszültséget kb. 198V-ra korlátoztam. Az osztó alsó 15K-os ellenállására párhuzamosan tett ellenállással állítható be a max. kimenő feszültség. Amennyiben a kimenő feszültség terhelve kb. 4V-al csökken úgy a zener korlátozó hatása megszűnik, mintha ott sem lenne. A LED-ekre kerülő kimenő feszültség egy engedélyező közbeiktatott kapcsoló átkapcsolásával történik. Ez a kapcsoló az MC34063 IC komparátor bemenetére pin5-re egy diódán és egy soros ellenálláson pozitív feszültséget kapcsol. A kapcsoló impulzus szélessége így olyan keskeny lesz, hogy már nem nyitja a FET-et. A kimeneten a 2-32V bemenő feszültség lesz mérhető, amely a tároló tekercs és diódán keresztül jön át. Fontos 1 (darab) LED tesztelésénél ,a bemenő feszültséget okvetlenül min. 2V-ra kell állítani. Amennyiben az engedélyező kapcsolóval lekapcsoljuk a pin.5-ről a feszültséget (engedélyezzük a kimenő feszültséget), úgy a 47µF-os kondin a lassan csökkenő feszültség lassan növeli a kapcsoló impulzus szélességét, nő a kimenő feszültség addig, ameddig a beállított áramkorlátozó le nem állítja (eléri a korlátozó áramot). Az áramkorlátozó ellenállásait (söntöket) sorba kötöttem, eltérően a felrakott rajztól, ahol a komparátor pin.5 üresen is maradhat. Így a áram korlátozó kapcsolók lekapcsolt állásokban is korlátoznak 10mA-re. A soros (sönt)osztó ellenállás értékeket úgy számoltam ki, hogy a közösre GND–hez vezető végén 1 ohm ellenállás is beleszámolva legyen. Ide csatlakoztatható egy 200mV-os voltmérő, amely a legtöbb kézi műszeren is megtalálható. 200mV az megfelel 200mA-nek (1 ohmos sönt ellenálláson a feszültségesés). Mérhető a LED áram 10-20-100-150-200mA-os áram korlátozástól függetlenül, megbontás nélkül. Én egy LCD-s 200mV-os müszert építettem be, amely külön leválasztott dc/dc tápot igényelt (bontásból). Két kapcsolón keresztül kiválasztható mit is mérjen a műszer: (1-es kapcsoló) bemenő feszültséget, vagy LED, LED állásban (1 kapcsoló), akkor a (2 kapcsoló) a LED áram vagy LED feszültség. Feljebb ezen a kapcsolási rajzon /led-test.müszer/ jobban áttekinthető a két kapcsoló áramköre. Feszültség mérésre 1000:1-hez osztót alkalmaztam pl. 5,65Mohm/5,6K+270R, itt pl. más értékű osztó is alkalmazható. Beépített műszer hiányában kivezetés is megteszi pl. egy 200mv kézi műszer részére.

A kapcsolási rajzon igyekeztem minden fontosabbat feltüntetni. Két áramkorlátozó sönt kapcsoló rajzot rajzoltam. Én a tolókapcsolós változatot készítettem el. Az LM2576 adj. 40V-ig is alkalmazható. Én a táp miatt kellet megelégedjek 33V-al, vagyis P=33,8W-al. Aki nagyobb teljesítményt akar, az megépítheti 40V-osra. Én 2N60-as FET-et alkalmaztam (GS az kb.480pF), nagyobb teljesítményre esetleg 5N60-re cserélhető (GS az 800pF). A jó kivezérlésbe beleszól a DS kapacitás nagysága is.

Egyoldalas nyákra szereltem a kapcsolást vegyes alkatrészekkel. A sönt ellenállások pontosabb értékei elérésére egymásra (párhuzamosan) forrasztottam smd ellenállásokat. Bontásból származó dobozba szereltem a műszert. üdv.Jóska