Circuit de șofer cu LED Hi-Watt fără transformator ieftin protejat la supratensiune

Încercați Instrumentul Nostru Pentru Eliminarea Problemelor





Numărul crescut de reclamații ale cititorilor cu privire la arderea LED-urilor asociate cu transformerul meu postat anterior Circuit driver LED cu 1 watt , m-a obligat să rezolv problema odată pentru totdeauna. Secțiunea de alimentare a circuitului discutată aici rămâne exact identică cu configurația anterioară, cu excepția includerii „caracteristicii de întârziere a comutatorului de pornire”, care a fost proiectată exclusiv de mine și adăugată în circuit pentru corectarea problemei cu LED-ul aprins (sperăm).

Îndepărtarea supratensiunii în alimentarea capacitivă

Plângerile pe care le-am continuat primesc au fost, fără îndoială, din cauza supratensiunii inițiale a comutatorului, care a distrus în continuare LED-urile de 1 watt conectate la ieșirea circuitului.



Problema de mai sus este destul de obișnuită cu toate tipurile de surse de alimentare capacitive, iar problemele au creat o reputație proastă acestor tipuri de surse de alimentare.

Prin urmare, în mod normal, mulți pasionați și chiar ingineri optează pentru condensatori cu valori mai mici, temându-se de consecințele de mai sus, în cazul în care sunt incluși condensatori cu valoare mai mare.



Cu toate acestea, din câte cred, sursele de alimentare fără transformator capacitive sunt superbe circuite de adaptor AC-DC ieftine și compacte, care necesită puțin efort pentru a construi.

Dacă comutatorul ON ON este abordat în mod corespunzător, aceste circuite ar deveni impecabile și ar putea fi utilizate fără teama de a nu deteriora sarcina de ieșire, în special un LED.

Cum se dezvoltă Surge

În timpul pornirii, condensatorul acționează ca un scurtcircuit pentru câteva microsecunde până când se încarcă și abia apoi introduce reactanța necesară în circuitul conectat, astfel încât cantitatea adecvată de curent să ajungă doar în circuit.

Cu toate acestea, starea scurtă inițială de câteva secunde a condensatorului provoacă o creștere uriașă a circuitului vulnerabil conectat și este uneori suficientă pentru distrugerea sarcinii însoțite.

Situația de mai sus poate fi verificată în mod eficient dacă sarcina conectată este împiedicată să răspundă la șocul inițial de pornire sau, cu alte cuvinte, putem elimina supratensiunea inițială menținând sarcina oprită până la atingerea perioadei de siguranță.

Utilizarea unei funcții de întârziere

Acest lucru poate fi realizat foarte ușor prin adăugarea unei caracteristici de întârziere la circuit. Și asta este exact ceea ce am inclus în acest circuit de driver cu LED de înaltă putere protejat de supratensiune.

Figura arată ca de obicei un condensator de intrare, urmat de un redresor de punte, până aici totul este destul de comun sursa de alimentare capacitivă.

Următoarea etapă care include cele două rezistențe de 10 K, doi condensatori, tranzistorul și dioda zener formează părțile circuitului important al temporizatorului de întârziere.

Când alimentarea este pornită, cele două rezistențe și condensatoarele restricționează tranzistorul să conducă până când ambii condensatori se încarcă complet și permit tensiunii de polarizare să ajungă la baza tranzistorului, iluminând LED-ul conectat după o întârziere de aproximativ 2 secunde.

Zenerul este, de asemenea, responsabil pentru prelungirea întârzierii cu două secunde.

Dioda 1N4007 pe unul dintre rezistențele de 10K și rezistența de 100 K pe unul dintre condensatorii 470uF ajută condensatorii să se descarce liber odată ce alimentarea este oprită, astfel încât ciclul să poată repeta punerea în aplicare a protecției la supratensiune în fiecare ocazie.

Mai multe LED-uri pot fi conectate în serie pentru creșterea puterii, cu toate acestea numărul nu poate depăși 25 de numere.

Diagrama circuitului

ACTUALIZARE: Un design mai avansat este discutat în acest sens circuit de alimentare fără curent fără trecere controlat de trecere zero

Videoclipurile de mai jos arată LED-urile care se aprind după aproximativ o secundă pornită.

Plângeri de la cititori (rezistențele ard, tranzistorul devine fierbinte)

Conceptul de mai sus arată grozav, dar probabil nu funcționează bine cu sursa de alimentare a condensatorului de înaltă tensiune propusă.

Circuitul trebuie cercetat mult înainte de a deveni complet lipsit de probleme.

Rezistențele din circuitul de mai sus nu sunt capabile să reziste la cerințe de curent ridicate, același lucru este valabil și pentru tranzistorul care devine destul de fierbinte în proces.

În cele din urmă, putem spune că, cu excepția cazului în care conceptul de mai sus este studiat cu atenție și compatibilizat cu o sursă de alimentare capacitivă fără transformator, circuitul nu poate fi folosit în practică.

O idee mult mai robustă și sigură

Chiar dacă conceptul de mai sus nu a funcționat, nu înseamnă că sursele de alimentare capacitive de înaltă tensiune sunt complet fără speranță.

Există un mod nou de a aborda problemele de supratensiune și de a face circuitul rezistent la eșecuri.

Este folosind multe diode 1N4007 în serie la ieșire sau în paralel cu LEd-urile conectate.

Să aruncăm o privire la circuit:

Circuitul de mai sus nu este încă testat timp de mai multe luni, așa că acestea sunt încă în primele zile, dar nu cred că creșterea de la condensator va fi suficient de mare pentru a arunca diodele de 300 V, 1 amp.

Dacă diodele rămân în siguranță, la fel vor fi și LED-urile.

Mai multe diode pot fi puse în serie pentru a găzdui un număr mai mare de LED-uri.

Folosirea unui Power Mosfet

Prima încercare de circuit care părea vulnerabilă în sine la cauzalitățile de supratensiune poate fi remediată în mod eficient prin înlocuirea puterii BJT cu un mosfet de 1 amp, așa cum se arată în următoarea diagramă.
Mosfet-ul fiind un dispozitiv controlat de tensiune, aici curentul porții devine imaterial și, prin urmare, un rezistor de mare valoare 1M funcționează perfect, valoarea mare asigură că rezistorul nu se încălzește sau nu arde în timpul pornirii inițiale. De asemenea, facilitează utilizarea unui condensator de valoare relativ scăzută pentru caracteristica necesară de suprimare a supratensiunii ON.

O mică investigație a arătat că tranzistorul de înaltă tensiune din prima diagramă nu este de fapt necesar, mai degrabă poate fi înlocuit cu un tranzistor Darlington TIP122 de mare curent, așa cum se arată în diagrama următoare.

Creșterea de înaltă tensiune de la condensator devine ineficientă în raport cu specificațiile de curent ridicat ale tranzistorului și ale LED-urilor și nu li se provoacă daune, de fapt forțează tensiunea înaltă să scadă la limitele de siguranță admise specificate ale LED-urilor și ale tranzistorului.

TIP122 permite, de asemenea, utilizarea unui rezistor de bază cu valoare ridicată, asigurându-se astfel că nu devine fierbinte sau nu arde în timp, permite, de asemenea, includerea unui condensator de valoare mică la baza tranzistorului pentru implementarea efectul de pornire întârziat necesar.

Utilizarea unui Power BJT

Designul de mai sus se îmbunătățește în ceea ce privește siguranța și suprimarea supratensiunii atunci când este utilizat într-un mod comun de colector, după cum se arată mai jos:




Precedent: Mașină de jucărie controlată de la distanță folosind module de la distanță de 433 MHz Următorul: Circuitul regulatorului de șunt cu undă completă MOSFET pentru motocicletă