1) Petit controlador LED SMPS d'1 watt
En el primer disseny que és el més recomanat, estudiem un circuit de controladors LED SMPS que es pot utilitzar per conduir LEDs d’alts watts classificats entre 1 LED de 12 watts fins a 12 watts. Es pot accedir directament des de qualsevol presa de corrent domèstica de 220V CA o 120V CA.
Introducció
El primer disseny explica un petit disseny de convertidors SMPS no aïllats (punt de càrrega no aïllat), que és molt precís, segur i fàcil de construir. Aprenem els detalls.
Principals característiques
El circuit de control de LED SMPS proposat és extremadament versàtil i s’adapta específicament per a la conducció de LED d’alt watt.
Tot i ser un topologia no aïllada no proporciona seguretat contra descàrregues elèctriques al costat LED del circuit.
A part de l 'inconvenient anterior, el el circuit és impecable i està pràcticament protegit de tots els possibles perills relacionats amb les sobretensions.
Tot i que una configuració no aïllada pot semblar una mica indesitjable, allibera el constructor de bobinar seccions complexes primàries / secundàries als nuclis E, ja que el transformador aquí es reemplaça per un parell de bobines de tambor de ferrita senzilles.
El component principal aquí responsable de l'execució de totes les funcions és l'IC VIPer22A de ST microelectronics, que ha estat dissenyat específicament per a aquestes petit controlador LED compacte sense transformador d'1 watt aplicacions.
Esquema de connexions
Cortesia de la imatge: © STMicroelectronics - Tots els drets reservats
Funcionament del circuit
El funcionament del circuit d’aquest controlador LED d’1 watt a 12 watts es pot entendre tal com s’indica a:
La xarxa elèctrica d’entrada 220V o 120V CA és de mitja ona rectificada per D1 i C1.
C1 juntament amb l’inductor L0 i C2 constitueixen una xarxa de filtres per cancel·lar pertorbacions EMI.
El D1 s’ha de substituir preferentment per dos díodes en sèrie per mantenir les ràfegues de pics de 2kv generats per C1 i C2.
R10 garanteix un cert nivell de protecció contra sobretensions i actua com un fusible en situacions catastròfiques.
Com es pot veure al diagrama de circuits anterior, la tensió a través de C2 s'aplica al drenatge de mosfet intern de l'IC al pin5 al pin8.
Una font de corrent constant incorporada de l'IC VIPer proporciona un corrent d'1 mA al pin4 de l'IC, que també és el pin Vdd de l'IC.
A aproximadament 14,5 V a Vdd, les fonts de corrent s’apaguen i obliguen els circuits IC a un mode oscil·latori o inicien un impuls de l’IC.
Els components Dz, C4 i D8 es converteixen en la xarxa de regulació de circuits, on D8 carrega C4 al voltatge màxim en el període de roda lliure i quan D5 està esbiaixat cap endavant.
Durant les accions anteriors, la font o la referència de l'IC s'estableix a aproximadament 1 V sota terra.
Per obtenir informació completa sobre els detalls del circuit del controlador LED d’1 a 12 watts, consulteu el següent full de dades pdf de ST microelectronics.
2) Ús d'alimentació capacitiva sense transformador
El següent controlador LED d'1 watt que s'explica a continuació mostra com construir uns quants senzills de 220 V o 110 V Circuit de controlador LED d'1 watt, això no us costaria més de 1/2 dòlar, sense tenir en compte el LED.
Ja ho he comentat tipus d'alimentació capacitiva en un parell de llocs, com en un circuit de llum de tub LED i en un circuit d'alimentació sense transformador, el circuit actual també utilitza el mateix concepte per conduir el LED d'1 watt proposat.
Funcionament del circuit
Al diagrama del circuit veiem un circuit d'alimentació capacitiva molt senzill per accionar un LED d'1 watt, que es pot entendre amb els punts següents.
El condensador 1uF / 400V a l'entrada forma el cor del circuit i funciona com a component principal del limitador de corrent del circuit. La funció de limitació de corrent garanteix que la tensió aplicada al LED no superi mai el nivell de seguretat requerit.
Tot i que els condensadors d’alta tensió tenen un problema greu, aquests no restringeixen o no són capaços d’inhibir l’interruptor inicial de l’alimentació de la xarxa en pressa, cosa que pot ser fatal per a qualsevol circuit electrònic que els LEDs no són una excepció.
L’addició d’una resistència de 56 Ohm a l’entrada ajuda a introduir algunes mesures de control de danys, però tot i això no pot fer la salvaguarda completa de l’electrònica implicada.
Un MOV segurament ho faria, i què passa amb un termistor? Sí, un termistor també seria una proposta benvinguda.
Però són relativament costosos i estem discutint una versió barata per al disseny proposat, de manera que voldríem excloure qualsevol cosa que superés la marca del dòlar pel que fa al cost total.
Així que vaig pensar en una forma innovadora de substituir un MOV per una alternativa barata i ordinària.
Quina és la funció d'un MOV
És enfonsar la ràfega inicial d’alta tensió / corrent a terra de manera que es connecti a terra abans d’arribar al LED en aquest cas.
Un condensador d'alta tensió no faria la mateixa funció si es connecta a través del propi LED. Sí, segurament funcionaria de la mateixa manera que un MOV.
La figura mostra la inserció d’un altre condensador d’alta tensió directament a través del LED, que absorbeix l’afluència instantània de pujada de tensió durant l’interruptor d’encesa, ho fa mentre es carrega i, per tant, enfonsa gairebé tota la tensió inicial a pressa, fent tots els dubtes associats a un tipus d'alimentació capacitiva de tipus clarament clar.
El resultat final, tal com es mostra a la figura, és un circuit de control LED de 1 watt net, segur, senzill i de baix cost, que pot ser construït a casa per qualsevol aficionat a l’electrònica i utilitzat per a plaers i utilitat personals.
PRECAUCIÓ: EL CIRCUIT que es mostra a continuació no s’aïlla de la xarxa elèctrica, per tant, és extremadament perillós tocar-lo en una posició alimentada.
Esquema de connexions
NOTA: El LED del diagrama anterior és de 12V 1 watt com es mostra a continuació:
En el circuit de controlador senzill de 1 watt que es mostra anteriorment, els dos condensadors de 4.7uF / 250 juntament amb les resistències de 10 ohm formen una mena de “disjuntor de velocitat” al circuit, aquest enfocament ajuda a detenir l’interruptor inicial d’accionament inicial que al seu torn ajuda a evitar que el LED es faci malbé.
Aquesta característica es pot substituir per un NTC que és popular per les seves funcions de supressió de sobretensions.
Aquesta manera millorada d’abordar el problema inicial de l’augment de la pujada pot ser mitjançant la connexió d’un termistor NTC en sèrie amb el circuit o la càrrega.
Consulteu el següent enllaç per saber com incorporar un termistor NTC al circuit de control LED proposat d’1 watt
El circuit anterior es pot modificar de la següent manera, però la llum pot estar una mica compromesa.
Una bona manera d’abordar el problema inicial de pujada és connectant un termistor NTC en sèrie amb el circuit o la càrrega.
Consulteu el següent enllaç per saber com incorporar un termistor NTC al circuit de control LED proposat d’1 watt
https://homemade-circuits.com/2013/02/using-ntc-resistor-as-surge-suppressor.html
3) Un controlador LED estabilitzat d'1 watt amb font d'alimentació capacitiva
Com es pot veure, 6nos de díodes 1N4007 s'utilitzen a la sortida, en el seu mode de polarització directa. Com que cada díode produiria una caiguda de 0,6 V a través de si mateix, 6 díodes crearien una caiguda total de 3,6 V, que és només la quantitat adequada de voltatge per al LED.
Això també significa que els díodes derivarien la resta de l'energia de la font tp a terra i, per tant, mantindrien el subministrament del LED perfectament estabilitzat i segur.
Un altre circuit de controlador capacitiu estabilitzat d'1 watt
El següent disseny controlat per MOSFET és probablement el millor circuit de controlador LED universal que garanteix una protecció del 100% del LED contra tot tipus de situacions perilloses, com ara sobretensió sobtada i sobrecorrent o corrent de sobretensió.
Un LED d'1 watt connectat amb el circuit anterior podria produir al voltant de 60 lúmens d'intensitat de llum, equivalent a una làmpada incandescent de 5 watts.
Imatges de prototipus
El circuit anterior es pot modificar de la següent manera, però la llum pot estar una mica compromesa.
4) Circuit de controlador LED d'1 watt amb una bateria de 6 V.
Com es pot veure al quart diagrama, el concepte pràcticament no utilitza cap circuit o, més aviat, no incorpora cap component actiu de gamma alta per a la implementació necessària de la conducció d’un LED d’1 watt.
Els únics dispositius actius que s’han utilitzat en el circuit de control LED de 1 watt més senzill proposat són uns quants díodes i un commutador mecànic.
Els primers 6 volts d'una bateria carregada es redueixen al límit requerit de 3,5 volts mantenint tots els díodes en sèrie o en la ruta de la tensió d'alimentació del LED.
Atès que cada díode li cau 0,6 volts, els quatre junts permeten que només 3,5 volts arribin al LED, il·luminant-lo amb seguretat, però amb força.
A mesura que disminueix la il·luminació del LED, cada díode se suprimeix posteriorment mitjançant l’interruptor, per restablir la brillantor del LED.
L’ús dels díodes per fer caure el nivell de tensió a través dels LED assegura que el procediment no dissipa cap calor i, per tant, esdevé molt eficient en comparació amb una resistència, que d’altra manera hauria dissipat molta calor durant el procés.
5) Il·lumina un LED de 1 watt amb una cèl·lula AAA de 1,5 V
Al cinquè disseny, aprenem a il·luminar un LED d’1 watt amb una cel·la 1,5 AAA durant un temps raonable.El circuit es basa, òbviament, en la tecnologia del controlador impulsor, mentre que una altra conducció sàvia amb una càrrega tan enorme amb una font tan mínima està fora de la imaginació.
Un LED de 1 watt és relativament enorme en comparació amb una font de cèl·lula AAA d’1,5 V.
Un LED d'1 watt necessita un subministrament mínim de 3 volts, que és el doble de la classificació de cel·la anterior.
En segon lloc, un LED d’1 watt requeriria de 20 a 350 mA de corrent per funcionar, sent 100 mA un corrent respectable per conduir aquestes màquines lleugeres.
Per tant, utilitzar una cel·la AAA penlight per a l'operació anterior sembla molt remot i fora de dubte.
No obstant això, el circuit comentat aquí ens demostra que tots estem equivocats i conduïm amb èxit un LED d'1 watt sense moltes complicacions.
GRÀCIES A ZETEX per proporcionar-nos aquest meravellós IC ZXSC310, que requereix només uns components passius normals per fer possible aquesta gesta.
Funcionament del circuit
El diagrama mostra una configuració bastant simple, que bàsicament és un convertidor d’impulsos configurat.
L'entrada CC de 1,5 volts és processada per l'IC per generar una sortida d'alta freqüència.
El transistor i el díode schottky canvien la freqüència a través de l’inductor.
La commutació ràpida de l’inductor proporciona l’ampliació necessària de la tensió que es fa adequada per conduir el LED d’1 watt connectat.
Aquí, durant la finalització de cada freqüència, l’energia emmagatzemada equivalent a l’interior de l’inductor es torna a bombar al LED generant l’augment de tensió requerit, que manté el LED il·luminat durant llargues hores fins i tot amb una font tan petita com una cel·la d’1,5 volts.
Imatge prototip
Controlador LED solar d'1 watt
Es tracta d’un projecte d’exposició escolar que els nens poden utilitzar per mostrar com es pot utilitzar l’energia solar per il·luminar un LED d’1 watt.
La idea va ser sol·licitada pel senyor Ganesh, tal com es mostra a continuació:
Hola Swagatam, he trobat el teu lloc i trobo la teva feina molt inspiradora. Actualment estic treballant en un programa de ciència, tecnologia, enginyeria i matemàtiques (STEM) per a estudiants de 4-5 a Austràlia. El projecte se centra a augmentar la curiositat dels nens sobre la ciència i com es connecta a aplicacions del món real.
El programa també introdueix empatia en el procés de disseny d’enginyeria, on els joves aprenen a un projecte real (context) i es comprometen amb els seus companys de l’escola per resoldre un problema mundà. Durant els propers tres anys, ens centrem en introduir als nens la ciència que hi ha darrere de l’electricitat i l’aplicació del món real de l’enginyeria elèctrica. Una introducció a com els enginyers resolen problemes del món real per al bé de la societat.
Actualment estic treballant en contingut en línia per al programa, que se centrarà en els joves que aprenen (grau 4-6) que aprenguin els conceptes bàsics de l’electricitat, en particular les energies renovables, és a dir, la solar en aquest cas. Mitjançant un programa d’aprenentatge autodirigit, els nens aprenen i exploren sobre l’electricitat i l’energia, ja que se’ls introdueix en un projecte del món real, és a dir, proporcionar il·luminació als nens refugiats als camps de refugiats de tot el món. En finalitzar un programa de cinc setmanes, els nens s’agrupen en equips per construir llums solars, que després s’envien als nens desfavorits de tot el món.Com a fundació educativa sense ànim de lucre, busquem la vostra ajuda per dissenyar un senzill diagrama de circuits, que es podria utilitzar per a la construcció d’una llum solar d’1 watt com a activitat pràctica a classe. També hem adquirit 800 kits de llum solar d’un fabricant, que els nens muntaran, però necessitem algú que simplifiqui el diagrama de circuits d’aquests kits de llum, que s’utilitzaran per a lliçons senzilles d’electricitat, circuits i càlcul de potència, volts, corrent i conversió d’energia solar a energia elèctrica.
Tinc ganes de rebre notícies vostres i continuar amb el vostre treball inspirador.
El disseny del circuit
Sempre que es requereix un controlador solar senzill però segur, inevitablement apostem per l’omnipresent IC LM317. Aquí també fem servir el mateix dispositiu econòmic per implementar la llum LED d’1 watt proposada mitjançant un panell solar.
El disseny complet del circuit es pot veure a continuació:
Una inspecció ràpida revela que si hi ha un control de corrent, es pot ignorar la regulació del voltatge. Aquí teniu una versió simplificada per al concepte anterior, que només utilitza un fitxer limitador de corrent circuit.
Anterior: IC 7805, 7812, 7824 explicació de la connexió Pinout Següent: Circuit casolà d’inversors de potència de 2000 VA
