• بازدید : 107 views
  • بدون نظر
این فایل در ۱۶صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

.در ايران بيشتر از PLCهاي ساخت شركت زيمنس در صنعت استفاده ميشود.ما هم به توضيح اين نوع PLCها ميپردازيم.البته ناگفته نماند كه PLCهاي شركت كنترونيك كه يك PLC ايراني است هم در صنعت كاربرد بسيار زيادي دارد.اما به دليل نزديكي زبان برنامه نويسي كه PLCهاي اين شركت با PLCهاي زيمنس دارد صرفا به معرفي PLCهاي زيمنس بسنده ميكنيم.PLCهاي زيمنس خود بر دو نوع هستند.۱-STEP5 و ۲-STEP7 كه هر كدام خود بر گونه هاي مختلف تقسيم مي شوند.در حال حاضر استفاده از نوع STEP5 رو به كاهش است و به سبب قابليت و امكانات بيشتر از نوع STEP7 استفاده ميكنند.STEP7 خود از ۳ مدل تشكيل شده است.مدل اول STEP7-200 كه براي پروسه هاي كوچك استفاده ميشود.مدل دوم STEP7-300 است كه براي پروسه هاي متوسط به كار ميرود و نوع سوم STEP7-400 است
عبارت PLC از سر کلمه های Programmable Logic Controller به معنای کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی .این وسیله شباهت بسیاری با میکروکنترلرها دارد با این تفاوت که PLC کاملا صنعتی می باشد و از لحاظ عملیاتی از میکروکنترلر قوی تر می باشد .PLC :PLC :PLC انجام شود . به عبارت دیگر توسط این برنامه میتوان عملیات کنترل را سازماندهی کرد . این برنامه در حافظه اصلی بارگزاری میشود و قطع تغذیه هم آسیبی به اطلاعات آن نمی رساند .PLC :PLC این مشکلات پایان یافت . یکی از مزایای PLC این است که به علت اینکه تمامی کار به برنامه مربوط است بنابراین به راحتی میتوان آن را شبیه سازی نمود و از صحت برنامه آن قبل از کار آگاهی یافت . در زیر برخی دیگر از مزیت های PLC نسبت به دیگر کنترلرها آمده است :
مهمترين مزاياي استفاده از PLC : 
•        استفاده از PLC حجم تابلوهاي فرمان را كاهش ميدهد. 
•        استفاده از PLC مخصوصا در فرايندهاي پيچيده موجب صرفه جويي در وقت و هزينه مي گردد. 
•        PLC    استهلاك مكانيكي ندارد، بنابر اين علاوه بر طول عمر بيشتر نيازي به سرويس و تعميرات دوره اي ندارد. 
•        مصرف انرِژي PLC بسيار كمتر از مدارهاي رله اي است. 
•        PLC   نويزهاي صوتي و الكتريكي ايجاد نمي كند. 
•        طراحي و اجراي مدارهاي منطقي با PLC بسيار آسان و سريع است. 
•        ايجاد تغييرات و تنظيمات در  PLCآسان و سريع است. 
•        عيب يابي مدارت كنترل و  فرمان با PLC به سهولت انحام مي شود و معمولا  PLCخود داراي برنامه عيب يابي مي باشد. 
•        اتصالات ورودي – خروجي و سطوح سيگنال استاندارد دارند. 
 
معمولا يك ولتاژ ۲۴ ولت از ورودي اصلي برق PLC ايجاد گرديده و براي اتصال الكتريكي ورودي ها استفاده مي شود . سويئچها يا سنسورهاي باينري خارجي مي تواند به ورودي هاي PLC متصل گرديده و همانطور كه بيان شد اين سوئيچ ها مي تواند به صورت باز يا بسته باشند .
 در صورتي كه PLC روشن باشد خروجيهاي PLC براساس منطق برنامه پذيري شده در PLC و وضعيت وروديهاي آن روشن يا خاموش مي گردند. بارهاي خارجي توسط رله ،‌ ترانزيستور يا تراياك با توجه به قدرت مورد نياز توسط بورد هايي كه در داخل PLC تعيين شده اند روشن يا خاموش مي گردند . براي بارهائي كه قدرت زيادي لازم دارند از يك طبقه مدار قدرت به علاوه مدار فران PLC استفاده مي گردد. ورودي و خروجي هاي PLC توسط شماره هائي كه موقعيت پورت آن را نمايش مي دهد مشخص مي شوند .
 سازنده هاي مختلف شماره گذاريهاي مختلفي به كار مي برند البته ويژگي هاي مشتركي نيز در آنها وجود دارد معمولا شماره ها بصورت باينري و با ضرايب چهار يا پنج بيتي مي باشند .
مثلاً شركتهاي  (TI) Texas Instrumentsو شركت ميتسوبيوشي (Mitsubishi) از سمبل X براي وردي و از Y براي نمايش خروجي استفاده مي كنند.
منطق برنامه ريزي در PLC به معناي آنست كه فرايندهايي كه توسط PLC كنترل مي شوند داراي سنسورها و عملگرهايي هستند كه داراي دوضعيت ،‌ خاموش يا روشن مي باشند. 
 شماتيك كلي PLC ها 
 ساختمان داخلي يك PLC كم بيش مانند ساختمان داخلي هر سيستم ريز پردازنده ديگر است نحوه كار PLC در ابتداي راه اندازي ، مانند هر سيستم مبتني بر پردازنده ، ‌در PLC نيز برنامه سيستمي اجرا مي گردد . پس از اجراي برنامه سيستمي و چك شدن سخت افزار، ‌در صورتي كه شرايط لازم براي ورود به حالت اجرا (RUN) فراهم باشد ،‌برنامه كاربر فراخوانده مي شود و براي اجراي برنامه كاربر ابتدا تمام ورودي هاي PLC بطور يكجا فرا خوانده مي شود و وضعيت آنها (صفر-يك) در مكاني به نام تصوير ورودي   (Input-image-Area) نوشته مي شود. PLC در خلال اولين scan برنامه ، از داده هاي تصوير ورودي استفاده مي نمايد توجه كنيد در صورتي كه در طول اولين scan ، ‌تغييراتي در ورودي ها حاصل شود،‌اين تغييرات تا scan بعدي به مكان تصوير ورودي ها انتقال نمي يابد. PLC ضمن scan برنامه كاربر نتايج حاصل را در مكاني به نام تصوير خروجي (Output-image-Area) مي نويسد و بعد از اجراي كامل برنامه و در پايان،‌نتايج را بطور يكجا به خروجي ها ارسال مي دارد. خواندن يكجاي ورودي ها و ارسال يكجاي خروجي ها ،‌ صرفه جويي قابل توجه اي در زمان بدنبال دارد زيرا خواندن يا نوشتن با آدرس دهي يك به يك زمان زيادي را به خود اختصاص مي دهد . از جمله مزاياي دسترسي به مكانهاي تصوير خروجي يا ورودي آن است كه امكان Set يا Reset نمودن هر يك از بيت هاي ورودي يا خروجي را مستقل از وضعيت فيزيكي آنها فراهم مي نمايد و اين كار مزيت بزرگي به هنگام عيب يابي يك برنامه نوشته شده محسوب مي شود. روش فوق در عين مزايايي كه ذكر گرديد ،‌ مسئله اي بنام زمان پاسخ دهي برنامه را بوجود مي آمورد . زمان پاسخ دهي مدت زماني است كه طول مي كشد تا PLC تمام برنامه كاربر را scan نمايد و در اين مدت تغييرات بوجود آمده در ورودي ها وارد مكان تصوير ورودي نمي گردد و خروجي ها نيز به حالتي كه در scan قبلي بودند باقي مي ماند اين امر در فرايندهايي با سرعت تغييرات بالا مشكل آفرين خواهد بود مخصوصاً زماني كه برنامه كاربر طولاني باشد مدت زمان زيادي صرف scan برنامه مي گردد همچنين گاهي ملاحظات ايمني لازم مي دارد كه تغييرات آني بعضي از ورودي ها همواره مورد توجه قرار گيرد كه در اين صورت زمان پاسخ دهي ممكن است مانع از ثبت به موقع اين تغييرات شود . براي حل اين مشكل در زبان هاي برنامه نويسي دستورات خاصي گنجاده شده است. با توجه به سرعت بالاي PLC هاي امروزي وكندي فرآِيند هايي كه توسط آن كنترل مي گردند زمان پاسخ دهي در شرايط عادي معمولاً مشكلي ايجاد نمي كند.البته ناگفته نماند مانیتور كردن برنامه كنترلی اغلب به زمان اسكن می‌افزاید چرا كه CPU كنترلر مجبور است وضعیت كنتاكتها، رله‌ها ، تایمر‌ها و… را روی CRT یا هر وسیله نمایشگر دیگری بفرستد.
. این سیستم می‌تواند بدون نیاز به سیم‌بندی و قطعات جانبی و فقط از طریق نوشتن چند خط برنامه تا صدها تایمر را در آن واحد كنترل و استفاده نماید 
قطعات ورودی 
هوشمند بودن سیستم اتوماسیون بیشتر مربوط به توانایی PLC در خواندن سیگنالهای ارسالی از انواع ورودی‌های دستی، اتوماتیك و حس‌گرهای خودكار می‌باشد. قطعات ورودي نظیر شستی‌های استارت/ استاپ ، سوییچ‌ها، میكرو‌سوییچ‌ها، سنسورهای فتوالكتریك، proximity ،  level sensor ، ترموكوپل، PT100 و…  PLC از این سنسورها برای انجام عملیاتی نظیر تشخیص قطعه روی نوار نقاله حامل قطعات، تشخیص رنگ، تشخیص سطح مایعات داخل مخزن، آگاهی داشتن از مكانیزم حركت و موقعیت جسم، تست كردن فشار مخازن و بسیاری موارد دیگر، استفاده می‌كند.سیگنالهای ورودی یا دیجیتال هستند و یا آنالوگ، كه در هر صورت ورودی‌های PLC را می توان در مدهای مختلف تنظیم و مورد استفاده قرار داد. 
 قطعات خروجی 
همانطوری كه می‌دانید یك سیستم اتوماسیون شده بدون داشتن قابلیت اتصال به قطعات خروجی از قبیل سیم‌پیچ، موتور، اینورتر، شیربرقی ، هیتر و … كامل نخواهد بود. 
قطعت خروجی نحوه عملكرد سیستم را نشان می‌دهند و مستقیما تحت تاثیر اجرای برنامه كنترلی سیستم هستند در خروجی‌های PLC نیز مدهای مختلفی برای اعمال سیگنال به المانهای خروجی وجود دارد. که در این میان رله ها به عنوان نقش واسط بین PLC  و المانهای خروجی عمل میکنند. 
 جایگاه کنترل کننده های برنامه پذیر در صنعت 
 امروزه در بین كشورهای صنعتی ، رقابت فشرده و شدیدی در ارائه راهكارهایی برای كنترل بهتر فرآیندهای تولید ، وجود دارد كه مدیران و مسئولان صنایع در این كشورها را بر آن داشته است تا تجهیزاتی مورد استفاده قرار دهند كه سرعت و دقت عمل بالایی داشته باشند. 
بیشتر این تجهیزات شامل سیستم‌های استوار بر كنترلرهای قابل برنامه‌ریزی (Programmable Logic Controller)  هستند. در بعضی موارد كه لازم باشد می‌توان PLCها را با هم شبكه كرده و با یك كامپیوتر مركزی مدیریت نمود تا بتوان كار كنترل سیستم‌های بسیار پیچیده را نیز با سرعت و دقت بسیار بالا و بدون نقص انجام داد. قابلیت‌هایی از قبیل توانایی خواندن انواع ورودی‌ها (دیجیتال ، آنالوگ ، فركانس بالا…) ، توانایی انتقال فرمان به سیستم‌ها و قطعات خروجی ( نظیر مانیتورهای صنعتی ، موتور، شیر‌برقی ، … ) و همچنین امكانات اتصال به شبكه ، ابعاد بسیار كوچك ، سرعت پاسخگویی بسیار بالا، ایمنی ، دقت و انعطاف پذیری زیاد این سیستم‌ها باعث شده كه بتوان كنترل سیستم‌ها را در محدوده وسیعی انجام داد. 
در کشور ما نیز به دلیل وجود پتانسیل های بزرگ صنعتی استفاده گسترده ای از این سیستمها در صنایع مختلف به خصوص صنایع مادر مانند: نفت ، گاز و پتروشیمی می شود. وبه جرات می توان گفت کنترل کننده ها جز لاینفک صنایع موفق کشور به حساب می آیند. تاثیری که PLC ها بر کیفیت ، کمیت و مدیریت تولیدات می گذارند ، در سالهای اخیر اکثر کارخانجات  و صنایع مهم کشور را وارد یک رقابت گسترده برای مجهز شدن به این سیستمها کرده است . 
در حال حاضر صنعت کشور نیازمند نگرشی نوین در امر کنترل است.روشهای قدیمی باعث کاهش بهره وری و افت کیفیت شده است به همین دلیل برای رشد کیفیت و سرعت و دقت در تولید نیاز به سیستمهای جدیدی است که بصورت مکانیزه امر کنترل را بعهده بگیرد.یکی از این سیستمها کنترل کننده های منطقی برنامه پذیر یا PLC می باشد.
نبود هماهنگی مناسب بین صنعت و دانشگاه ، کمبود فضاها و امکانات آموزشی ، سنتی بودن صنایع و نداشتن حمایتهای مالی مناسب برای تغییر سیستمها ، تحریمهای اقتصادی و… باعث شده است تا فاصله زیادی با کشورهای  صنعتی دنیا داشته باشیم. 
اما آنچه مهم است اینکه امروزه اهمیت یادگیری و به کارگیری این سیستمها در بین دانشجویان و مهندسان برق بیش از پیش گردیده است. و فرصتهای آموزشی مناسبی نیز ایجاد گردیده است. 
   امکانات جانبی: برخی از کارت های گرافیک دارای امکانات جانبی اضافه ای بوده که امکان استفاده از آنان توسط سخت افزار و یا نرم افزارهای مربوطه در اختیار کاربران  قرار می گیرد. در ادامه به برخی از این امکانات ، اشاره می گردد : 

– خروجی DVI: از کارت های گرافیک که دارای اینترفیس ویژوال دیجیتال می باشند ، بمنظور اتصال به مانیتورهای دیجیتال  استفاده می گردد. با استفاده از اینترفیس  DVI و پورت خروجی  DVI، امکان  اتصال  کارت های گرافیک به  انواع مانیتورهای دیجیتال و آنالوگ  ، فراهم می گردد .
– ورودی / خروجی S-Video: پورت خروجی S-Video ، امکان ارسال سیگنالهای ویدئویی را به تلویزیون، VCR و سایر دستگاههای مشابه فراهم می نماید. با استفاده از پورت ورودی S-Video ، می توان تصاویر ویدئویی را از وسایلی نظیر VCR، دوربین های فیلمبرداری به کامپیوترتان تغذیه نمود. 

– ورودی/ خروجی مرکب: پورت های مرکب دارای عملکردی مشابه پورت های S-Video  بوده با این تفاوت که امکان اتصال به تجهیزات  قدیمی که دارای پتانسیل لازم بمنظور ارتباط و استفاده از پورت  S-Video نمی باشند را فراهم می نماید .اکثر کارت های گرافیک  که دارای پورت های S-Video  می باشند ، دارای یک کابل لازم بمنظور تبدیل پورت فوق به پورت های مرکب می باشند .

– نمایش دو تصویر: بمنظور اتصال کامپیوتر به یک مانیتور دیگر و یا تلویزیون ( مشاهده دو و یا حتی سه تصویر جداگانه ) ، می بایست از یک  کارت گرافیک که دارای پورت های اضافه و RAMDAC (تراشه هائی که  تصاویر دیجیتال  را به سیگنالهای آنالوگ تبدیل می کنند) اضافی ، استفاده گردد 
– Overclocking: اجرای پردازنده موجود  بر روی یک کارت گرافیک سریعتر از سرعت مشخص شده توسط تولید کننده ، به امری متداول توسط برخی بازی های کامپیوتری تبدیل شده است . وضعیت  فوق ، باعث فشار بیش از حد مجاز به کارت گرافیکی در ارتباط با تولید خروجی شده و در نهایت می تواند سوختن کارت گرافیکی را بدنبال داشته باشد .برخی از تولید کنندگان نظیر Gainward ، کارت هایی را ارائه نموده اند که  دارای ویژگی  Overclocking  می باشند . برخی دیگر از تولید کنندگان نرم افزارهای Overlocking را بهمراه کارت گرافیکی خود عرضه نموده و تعدادی دیگر از تولید کنندگان نظیر ATI از ویژگی فوق حمایت نمی نمایند . قبل از فعال نمودن ویژگی Overlocking می بایست  دستورالعمل های ارائه شده توسط تولیدکنندگان مربوطه به دقت مطالعه گردد .  
 -Anti-aliasing ، در گرافیک کامپیوتری به هموار نمودن ( صاف و یکدست )  ظاهر ناهموار و پلکانی اشکالی چون خطوط مورب،‌منحنی ها و دوایر اطلاق می گردد . استفاده از ویژگی فوق در مواردیکه دارای یک Resolution پائین می باشیم ، مفید خواهد بود. علت بروز این ناصافی ها ،  به دلیل پایین بودن کیفیت تفکیک پذیری بوده و می توان بمنظور برخورد با مشکل فوق ، از امکانات سخت افزاری و یا نرم افزاری خاصی استفاده نمود . برخی از کارت های گرافیک جدید از ویژگی فوق حمایت می نمایند.در صورت فعال نمودن ویژگی فوق ، سرعت نمایش فریم ها در یک ثانیه  کاهش خواهد یافت .بنابراین استفاده کنندگان بازی های کامپیوتری ، می بایست بین نمایش سریعتر و استفاده از تصاویر هموار، یکی را انتخاب نمایند .
  • بازدید : 37 views
  • بدون نظر
این فایل در ۱۸صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

بسیاری از دستگاه های الکتریکی قابل حمل امروزی به راهکارهای راه انداز «لد» با نور پشتی نیاز دارند. این راه انداز، باید دارای ویژگی های زیر باشد. کنترل مستقیم جریان، بازدهی بالا، نور ضعیف pwm، حفاظت اضافه- ولتاژ، قطع بار، کوچکی اندازه و سهولت کاربری.

این مقاله به بررسی هر کدام از این ویژگی ها و چگونگی دستیابی به آنها می پردازد و با یک مدار الکتریکی نمونه که هر کدام از این ویژگی ها را به کار می برد، نتیجه گیری می کند.

LEDها دستگاه های تحریک جریان هستند که روشنایی شان متناسب با جریان مستقیم آنها می باشد. جریان مستقیم به دو روش کنترل می شود. روش اول استفاده از منحنی LED.V-I می باشد که برای تعیین ولتاژ مورد نیاز برای ایجاد جریان مطلوب در LED به کار می رود. همان طور که در تصویر نشان داده شده است، این روش عموماً به واسطه ی به کارگیری یک منبع ولتاژ و استفاده از یک مقاومت تثبیت، انجام می شود. به هر حال، این روش معایبی هم دارد. هرگونه تغییری در ولتاژ LED، باعث تغییر جریان LED می شود. در تصویر شماره یک، چنانچه ولتاژ مستقیم ۶/۳ باشد، جریان ۲۰ میلی آمپر است. چنانچه رقم این ولتاژ به v4 تغییر پیدا کند، – که در محدوده ی تحمل پذیری ولتاژ به خاطر تغییرات دما و یا تغییرات کارخانه ای می باشد- جریان مستقیم به ۱۴ میلی آمپر کاهش پیدا می کند. این ۱۱% تغییر در ولتاژ مستقیم، باعث تغییر بیشتری در جریان مستقیم یعنی حدود ۳۰% می شود. همچنین، بسته به ولتاژ ورودی موجود، میزان ولتاژ کاهش پیدا کرده، توان مصرفی مقاومت تثبیت، انرژی را هدر داده و عمر باتری را کاهش می دهد. دومین روش، روش بهتر تنظیم جریان LED، یعنی راه اندازی LED با یک منبع جریان ثابت می باشد. منبع جریان ثابت، تغییرات ایجاد شده در جریان را که به واسطه ی نوسانات ولتاژ مستقیم به وجود آمده است، حذف می کند و آن را به روشنایی ثابت LED بدل می سازد. ایجاد یک منبع جریان ثابت کاملاً ساده است. علاوه بر تنظیم ولتاژ خروجی، منبع تغذیه ورودی، ولتاژ را در مقاومت الکتریکی تنظیم می کند. تصویر ۲، این طرح را نشان می دهد. ولتاژ مرجع منبع تغذیه و مقدار جریان مقاومت الکتریکی، میزان جریان LED را تعیین می کند. چندین LED، باید به صورت سری به هم متصل شوند تا شارش جریان را در هر LED به طور یکسان حفظ شود. راه اندازی LED به روش موازی، مستلزم یک مقاومت تثبیت در هر رشته LED می باشد که منجر به کاهش بازدهی و تطبیق ناهماهنگ جریان می شود.
 

 
– بازدهی بالا
عمر باتری در کاربردهای قابل حمل بسیار حیاتی است. برای اینکه یک راه انداز LED مفید واقع شود، باید کارا باشد. سنجش کارآیی یک راه انداز LED، با سنجش بازدهی در یک منبع تغذیه عادی، متفاوت است. سنجش بازدهی یک منبع تغذیه از طریق تقسیم توان خروجی بر توان ورودی تعریف می شود در مورد راه انداز LED توان خروجی پارامتر مهمی نیست. آنچه مهم است، مقدار توان ورودی مورد نیاز برای ایجاد روشنایی مطلوب LED می باشد. این عمل به راحتی و از طریق تقسیم توان LEDها بر توان ورودی بدست می آید. تعیین بازدهی به این روش به این معناست که توان در مقاومت الکتریکی جریان مصرف شده که در توان از دست رفته ی منبع تغذیه نقش داشت است. معادله ی زیر نشان می دهد که ولتاژ کمتر جریان در بازدهی بیشتر راه اندازهای LED نقش دارد.


تصویر ۳ نشان می دهد که انتخاب یک منبع تغذیه با ولتاژ مرجع v25/0، در مقابل یک منبع تغذیه با ولتاژ مرجع v1، بازدهی [LED] را بهبود می بخشد. بدون توجه به ولتاژ ورودی یا جریان LED، هرچه ولتاژ جریان دریافتی کمتر باشد، بازدهی LED بیشتر می شود. چنانچه بقیه ی ویژگی که در شرایط یکسانی باشد، باز هم میزان کمتر ولتاژ مرجع، به طور قابل توجهی باعث بهبود بازدهی و نیز افزایش عمر باتری می شود.
– نور ضعیف PWM
اکثر کاربردهای قابل حمل LED، به نوردهی ضعیف در برنامه های کاربردی مانند نورپردازی از پشت در LCD، باعث ایجاد روشنایی و تنظیم کنتراست می شود. دو نوع نوردهی ضعیف وجود دارد: آنالوگ و PWM   .
دو نوع آنالوگ با به کار بردن ۵۰% از حداکثر جریان LED، ۵۰% روشنایی به دست می آید. عیب این روش این است که رنگ LED تغییر کرده و به سیگنال کنترل کننده ی آنالوگ نیز نیاز است که معمولاً به آسانی در دسترس نیست. نوردهی PWM، با به کارگیری کل جریان به LED در یک چرخه کاهشی به دست می آید. برای تولید ۵۰ درصد روشنایی، کل جریان در این چرخه به کار گرفته می شود. برای این که مطمئن باشیم که پالس سازی PWM، توسط چشم قابل مشاهده است، فرکانس سیگنال PWM، باید بالای Hz100 باشد. حداکثر فرکانس PWM، به شروع به کار منبع تغذیه و زمان پاسخگویی بستگی دارد. برای ایجاد انعطاف پذیری بیشتر و سهولت ترکیب بندی، راه انداز LED باید قادر به دریافت فرکانس های PWM، حداقل به میزان KHz50 باشد.
– حفاظت اضافه- ولتاژ
به کار انداختن یک منبع تغذیه با مُد جریان ثابت، مستلزم حفاظت اضافه- ولتاژ می باشد. منبع تغذیه جریان ثابت، بدون توجه به بارگذاری، یک جریان خروجی ثابت را به وجود می آورد. چنانچه مقاومت بار افزایش پیدا کند، ولتاژ خروجی منبع تغذیه نیز باید افزایش پیدا کند تا از این طریق یک جریان ثابت به وجود آید. اگر منبع تغذیه، با مقاومت اضافی بار مواجه شود و یا بارگذاری قطع گردد، ولتاژ خروجی می تواند به بالاتر از مقدار مجاز ولتاژ IC و یا دیگر عناصر مداری افزایش پیدا کند. طرح های متعددی در مورد حفاظت اضافه ولتاژی برای راه اندازی جریان ثابت LED وجود دارد. یکی از این طرح ها، قرار دادن دیود زنر (zener diode) به صورت موازی LEDها می باشد. این کار، ولتاژ خروجی را به ولتاژ فروشکست زنر به علاوه ی ولتاژ مرجع منبع تغذیه محدود می کند. در شرایطی که با اضافه- ولتاژ مواجه هستیم، ولتاژ خروجی به حدی افزایش پیدا می کند که زنر آن را کاهش داده و رسانش را آغاز می کند. جریان خروجی از طریق زنر جریان پیدا کرده و سپس از طریق مقاومت جریان به زمین منتقل می شود. منبع تغذیه تا زمانی که زنر ولتاژ خروجی را محدود کند، به تولید جریان خروجی ثابت ادامه می دهد. روش بهتر حفاظت اضافه- ولتاژ، نظارت بر ولتاژ خروجی و خاموش کردن منبع تغذیه، زمانی که اضافه ولتاژ به حد خطا برسد، می باشد. خاموش کردن منبع تغذیه در هنگام اضافه- ولتاژ، مصرف انرژی را کاهش داده و عمر باتری را افزایش می دهد.
 
– قطع بار
یکی از مسائلی که اغلب در راه انداز LED نادیده گرفته می شود، قطع بار می باشد. هنگامی که منبع تغذیه از کار می افتد، قطع بار به طور الکتریکی LEDها را از منبع تغذیه جدا می کند. این عمل در دو حالت خاموشی و نوردهی PWM مهم می باشد. همان طور که در تصویر ۲ نشان داده شده است، در حین خاموش شدن مبدّلِ توان، بار الکتریکی هنوز از طریق القاگر و قفل دیود به ورودی متصل است. از آنجایی که ولتاژ ورودی هنوز به LEDها متصل است، حتی وقتی که منبع تغذیه کار نمی کند، مقدار کمی جریان شارش پیدا می کند. حتی جریان نشتی بسیار کم و در حین خاموشی درازمدت، عمر باتری را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. قطع بار همچنین در زمان نوردهی PWM مهم می باشد. در زمان خاموشی نوردهی، منبع تغذیه کار نمی کند امّا خازن خروجی هنوز به LEDها متصل است. بدون قطع بار تا زمانی که پالس های dimming دوباره منبع تغذیه را روشن می کنند، خازن خروجی از طریق  LEDها دشارژ (تخلیه) می شود. از آنجایی که در آغاز هر دوره ی نوردهی، خازن نسبتاً دشارژ می شود، منبع تغذیه باید در آغاز هر دوره ی نوردهی، خازن خروجی را شارژ نماید. این کار یک جریان درون تاختی در هر دوره به وجود می آورد. جریان درون تاختی بازدهی سیستم را کاهش داده و باعث ایجاد حالت گذرای ولتاژ در گذرگاه ورودی می شود. با استفاده از کلید قطع بار، LEDها از مدار الکتریکی جدا شده و بنابراین در هنگام از کار افتادن منبع تغذیه، جریان نشتی وجود ندارد و شارژ خازن خروجی در زمان نوردهی PWM به صورت کامل باقی می ماند. مدار قطع بار بهترین گزینه برای جاسازی یک ماس فت (Masfet) بین LEDها و مقاومت الکتریکی جریان می باشد. قرار دادن ماس فت بین مقاومت الکتریکی جریان و زمین یک افت ولتاژ اضافی را ایجاد می کند که خود را به صورت یک اشکال درنقطه تنظیم جریان خروجی نشان می دهد.
– استفاده ی آسان
سهولت در استفاده یک مفهوم نسبی است، استفاده آسان از یک مدار، تنها شامل پیچیدگی طرح اولیه نمی شود بلکه تلاش های بعدی برای تغییر سریع مدار و استفاده ی مجدد آن در برنامه های دیگر را نیز در بر می گیرد که این برنامه ها ممکن است از لحاظ ویژگی های مورد نیاز، تفاوت های جزئی داشته باشند به طور کلی، استفاده از کنترل کننده های هیستریک سیار راحت است. یک کنترلگر هیستریک نیاز به جبران بسامدی پیچیده که در طراحی کلاسیک منبع تغذیه مورد نیاز است را از بین می برد. در حالی که جبران بسامدی برای یک طراح با تجربه ی منبع تغذیه پیچیده و مشکل نیست اما اکثر طراحان مبتدی،آن را خسته کننده می یابند. نظر به اینکه بهترین تغییرات جبران سازی در شرایط متفاوت ورودی و خروجی، (متفاوت است)، یک طرح کلاسیک منبع تغذیه، خود را درگیر تغییرات سریع برای شرایط کاری متفاوت نمی کند. یک کنترلگر هیستریک، به طور طبیعی پایدار بوده و در هنگام تغییر شرایط ورودی و خروجی به تغییری نیاز ندارد.
– کوچک بودن اندازه
کوچک بودن اندازه فاکتور مهمی در مدارهای قابل حمل می باشد عوامل متعددی در اندازه ی عناصر مداری نقش دارند. یکی از این عوامل، بسامد کلیدزنی می باشد. فرکانس های بالاتر امکان استفاده از عناصر غیرفعال کوچکتر را فراهم می آورند.
یک راه انداز LED مدرن که برای مدارهای قابل حمل در نظر گرفته شده، باید قادر به کلیدزنی بسامدهای بالای MHz1 باشد. کلید زنی در فرکانس های بالاتر از MHz1 عموماً توصیه نمی شود. زیرا اندازه ی مدار را به میزان قابل توجهی کاهش نمی دهد. ولی در نتیجه ی اتلاف بیشتر کلیدزنی، ازدهی را کاهش داده و عمر باتری را کم می کند. ترکیب عناصر در کنترل IC، به طور قابل ملاحظه ای اندازه ی کلی راه انداز را کاهش می دهد. دومین فایده ی مجتمع سازیِ ویژگی ها که به اندازه ی مورد اول مهم است، کاهش هزینه ی کلی این راهکار می باشد. به کار بردن جداگانه ی این عناصر در راه انداز LED، می توان شصت تا هفتاد سِنت (cent) به هزینه ی عناصر بیافزاید. هنگامی که آنها را در کنترل IC ترکیب کنید این عناصر عموماً تنها چند پِنی (pennia) به هزینه ی IC می افزایند.
– راه کار عملی
TPS61042 نمونه ی بسیار خوبی از یک نمونه ی مدرن کنترل IC برای راه انداز LED می باشد. تصویر شماره ۴، نمودار جعبه ای TPS61042 با کنترل IC کاملاً یکپارچه می باشد. Q1 یک مقاومت الکتریکی کم است که با توان FET ترکیب شده است. مقاومت پائین این اجزاء در بازدهی بسیار بالای مدار نقش دارند. رقمV25% به عنوان رقم ولتاژ مرجع، میزان اتلاف انرژی را در مقاومت الکتریکی جریان کاهش می دهد. نوردهی PWM، با به کارگیری یک سیگنال PWM به پین CTRL و با فرکانس KHz50 به راحتی محقق می شود. Q2، طرح مدارهای قطع بار را اجرا می کند. به محض اینکه، ترکیب شکل گرفت، این مدار به طور کامل به بسامد نوردهی PWM، هماهنگ می شود. حفاظت اضافه- ولتاژ نیز بر روی IC پیاده می شود. اغلب طراحان مجرّب، نبود یک تقویت کننده ی خطا و مدار جبران کننده را مورد توجه قرار می دهند. این تابع با مقایسه گر خطا جایگزین شده است. این IC با توپولوژی پسخورد کنترل هیستریک کار می کند که به هیچ جبران سازی نیاز نداشته و به طور طبیعی پایدار است. چیزی که در نمودار جعبه ای نشان داده نشده، اندازه ی فیزیکی IC می باشد. همه ی مدارهای کنترل و اجزای آن در یک بسته بندی ۳٫ ۳ QFN، ادغام شده است. تصویر ۵، یک نمونه کاربرد راه انداز LED را نشان می دهد که چهار LED را با جریان مستقیم ۲۰ میلی آمپر راه اندازی کرده و از یک ولتاژ خروجی با دامنه ی v 8/1 تا v6 آنها را به کار می اندازد. کل مدار شامل کنترل IC، دو کلاهک سرامیکی کوچک، القاگر، یک دیود، و یک مقاومت الکتریکی جریان می باشد.
این مدار کوچک نشان دهنده ی سطح بالای مجتمع سازی می باشد که به واسطه ی راه اندازهای LED امروزی به دست آمده است.
نقش اولیه منبع تغذیه و اجزای ثانویه مانند قطع بار، محافظه اضافه- ولتاژ و نوردهی PWM با یک کنترل IC و پنج عنصر غیرفعال کوچک سطحی اجرا می شود.

عتیقه زیرخاکی گنج