5 lihtsat 1-vatist LED-draiveri ahelat

1) väike 1-vatine SMPS-LED-draiver

Esimesel kõige soovitatavamal kujundusel uurime SMPS-i LED-draiveri vooluringi, mida saab kasutada suure võimsusega LED-ide juhtimiseks vahemikus 1 vatti kuni 12 vatti. Seda saab otse juhtida igast kodusest 220 V vahelduvvoolu või 120 V vahelduvvoolu pistikupesast.

Sissejuhatus

Esimene disain selgitab väikest isoleerimata SMPS-i muunduri disaini (isoleerimata koormuste punkt), mis on väga täpne, ohutu ja hõlpsasti ülesehitatav vooluring. Õppime üksikasju.

Põhijooned

Kavandatud smps LED-draiveri vooluahel on äärmiselt mitmekülgne ja sobib spetsiaalselt suure võimsusega LED-ide juhtimiseks.

Olles siiski a isoleerimata topoloogia ei taga ohutust vooluahela LED-poolsel elektrilöökide eest.

Peale ülaltoodud puuduse on vooluring on veatu ja on praktiliselt kaitstud kõigi võimalike vooluvõrgust tulenevate ohtude eest.

Kuigi isoleerimata konfiguratsioon võib tunduda veidi ebasoovitav, vabastab see konstruktori keerukate primaarsete / sekundaarsete sektsioonide kerimisest E-südamikel, kuna siinne trafo on asendatud paari lihtsa ferriiditrumli tüüpi drosseliga.

Peamine komponent, mis vastutab kõigi funktsioonide täitmise eest, on ST mikroelektroonika IC VIPer22A, mis on spetsiaalselt loodud selleks väike trafota kompaktne 1-vatine LED-draiver rakendused.

Vooluringi skeem

Pildi viisakus: © STMicroelectronics - Kõik õigused kaitstud

Ahela töö

Selle 1 vatti kuni 12 vati LED-draiveri vooluahela toimimist võib mõista allpool toodud kujul:

Sisendvõrk 220 V või 120 V vahelduvvool on poollaine alaldatud D1 ja C1 abil.

C1 koos induktoriga L0 ja C2 moodustavad pirukafiltri võrgu EMI häirete tühistamiseks.

D1 tuleks eelistatavalt asendada kahe järjestikuse dioodiga, et säilitada C1 ja C2 tekitatud 2 kv naastude pursked.

R10 tagab mingil tasemel ülepingekaitse ja toimib katastroofiliste olukordade korral nagu kaitsme.

Nagu ülaltoodud elektriskeemilt näha, rakendatakse C2 pinge IC sisemisele äravoolu äravoolule pin5 kuni pin8.

VIPer IC sisseehitatud püsivooluallikas edastab 1mA voolu IC-i pin4-le, mis on ka IC-i Vdd-tihvt.

Ligikaudu 14,5 V Vdd juures lülitatakse vooluallikad välja ja sunnib mikrolülituse lülitus võnkumisrežiimi või käivitab IC-i pulsatsiooni.

Komponendid Dz, C4 ja D8 muutuvad vooluringi reguleerimisvõrguks, kus D8 laadib C4 maksimaalse pingeni vabakäigu perioodil ja kui D5 on ettepoole kallutatud.

Ülaltoodud toimingute ajal on IC allikas või viide maapinnale umbes 1 V.

Põhjaliku teabe saamiseks 1–12 vatise LED-draiveri vooluahela üksikasjade kohta leiate ST mikroelektroonika järgmise pdf-teabelehe.

ANTAB INFOLEHT

2) Transformerita mahtuvusliku toiteallika kasutamine

Järgmine allpool selgitatud 1-vatine LED-draiver näitab, kuidas ehitada mõned lihtsad 220 V või 110 V töötavad 1 vatti LED-draiveri ahel, see maksaks teile mitte rohkem kui 1/2 dollarit, välja arvatud muidugi LED.

Olen juba arutanud mahtuvuslik toiteallika tüüp paaris postituses, nagu näiteks LED-toru valgusahelas ja trafota toiteallikas, kasutab ka käesolev vooluahel sama kontseptsiooni ka pakutava 1-vatise LED-i juhtimiseks.

Ahela töö

Skeemil näeme 1-vatise LED-i juhtimiseks väga lihtsat mahtuvuslikku toiteallikat, mida võib mõista järgmiste punktidega.

1uF / 400V kondensaator sisendis moodustab vooluahela südame ja toimib vooluahela peamise piiraja komponendina. Voolu piiramise funktsioon tagab, et LED-le rakendatav pinge ei ületa kunagi nõutavat ohutut taset.

Kõrgepingekondensaatoritel on siiski üks tõsine probleem, kuid need ei piira kiiret vooluvõrgu algse sisselülitamise sisselülitamist või ei suuda neid takistada. See ei saa erandiks olla elektrooniliste vooluringide LED-id.
56 oomi takisti lisamine sisendisse aitab kehtestada mõningaid kahjustuste ohjamise meetmeid, kuid siiski ei saa see üksi kaasatud elektroonikat täielikult kaitsta.

MOV kindlasti teeks, aga kuidas on lood termistoriga? Jah, ka termistor oleks teretulnud ettepanek.
Kuid need on suhteliselt kulukamad ja arutame kavandatava disaini odavat versiooni, nii et tahaksime välja jätta kõik, mis ületaks dollarimarginaali kogukulude ulatuses.

Seega mõtlesin välja uudse viisi, kuidas MOV tavalise odava alternatiiviga asendada.

Mis on MOV-i funktsioon

See vajub esialgse kõrgepinge / voolu purske maapinnale nii, et see oleks enne LED-i jõudmist maandatud.

Kas kõrgepinge kondensaator ei teeks sama funktsiooni, kui see on ühendatud üle LEDi ise. Jah, see toimiks kindlasti samamoodi nagu MOV.

Joonisel on kujutatud teise kõrgepinge kondensaatori sisestamine otse üle LED-i, mis imeb voolu sisselülitamise ajal pinge tõusu hetkelise sissevoolu, see teeb seda laadimise ajal ja seeläbi uputab peaaegu kogu esialgse pinge, tekitades kõik kahtlused, mis on seotud mahtuvuslik toiteallikatüüp selgelt selge.

Lõpptulemus, nagu on näidatud joonisel, on puhas, turvaline, lihtne ja odav 1-vatine LED-draiveri vooluring, mille saab iga eletronic-harrastaja otse koju ehitada ja kasutada isiklikeks naudinguteks ja tarbeks.

ETTEVAATUST: Allpool näidatud vooluahelat ei ole isoleeritud vahelduvvoolu toitevõrgust, seepärast on see ülimalt ohtlik jõulises asendis puutuda.

Vooluringi skeem

MÄRKUS. Ülaltoodud skeemi LED on 12 V 1 vatt nagu allpool näidatud:

Eespool näidatud lihtsas 1-vatise draiveri vooluahelas moodustavad kaks 4,7uF / 250 kondensaatorit koos 10-oomiste takistitega vooluringis mingi 'kiiruse kaitselüliti', see lähenemine aitab peatada sisselülitamise algse sisselülitamise sisselülitamise aitab kaitsta LED-i kahjustumise eest.

Selle funktsiooni saab asendada NTC-ga, mis on populaarne nende tõusu vähendavate funktsioonide tõttu.

See täiustatud viis esialgse tõusu sisselülitamise probleemi lahendamiseks võib olla NTC termistori järjestikune ühendamine vooluahela või koormusega.

Vaadake järgmist linki, et teada saada, kuidas lisada NTC termister kavandatud 1-vatise LED-draiveri ahelasse

Ülaltoodud vooluahelat saab modifitseerida järgmisel viisil, kuid valgus võib olla veidi ohustatud.

Hea viis esialgse tõusu sisselülitamise probleemi lahendamiseks on NTC termistori järjestikune ühendamine vooluahela või koormusega.

Vaadake järgmist linki, et teada saada, kuidas lisada NTC termister kavandatud 1-vatise LED-draiveri ahelasse

https://homemade-circuits.com/2013/02/using-ntc-resistor-as-surge-suppressor.html

3) Stabiliseeritud 1-vatine LED-draiver, kasutades mahtuvuslikku toiteallikat

Nagu näha, kasutatakse väljundis 6N 1N4007 dioodidest nende ettepoole kallutatud režiimis. Kuna iga diood tekitaks enda ümber 0,6 V languse, tekitaks 6 dioodi kokku 3,6 V languse, mis on LED-i jaoks just õige pinge.

See tähendab ka seda, et dioodid tagastaksid ülejäänud energia lähtekoha maapinnast ja hoiaksid LED-i toiteallika seega täiesti stabiilse ja ohutuna.

Teine stabiliseeritud 1-vatine mahtuvuslik juhilülitus

Järgmine MOSFETi juhitav disain on tõenäoliselt parim universaalne LED-draiveri vooluahel, mis tagab LED-i 100% kaitse igat liiki ohtlike olukordade eest, nagu äkiline ülepinge ja üle- või liigvool.

Ülaltoodud vooluahelaga ühendatud 1-vatine LED-lamp suudab toota umbes 60 luumenit valgustugevust, mis vastab 5-vatisele hõõglampile.

Piltide prototüüp

Ülaltoodud vooluahelat saab modifitseerida järgmisel viisil, kuid valgus võib olla veidi ohustatud.

4) 1-vatine LED-draiveri vooluring 6 V aku abil

Nagu neljandalt skeemilt näha, ei kasuta kontseptsioon peaaegu ühtegi vooluahelat või pigem ei sisalda see 1-vatise LED-i juhtimiseks vajaliku rakenduse jaoks ühtegi aktiivset komponenti.

Ainus aktiivne seade, mida pakutud lihtsamas 1-vatises LED-draiveri vooluringis on kasutatud, on mõned dioodid ja mehaaniline lüliti.

Esimesed 6 volti laetud akult langetatakse nõutava 3,5 volti piirini, hoides kõiki dioode järjestikku või LED-toitepinge rajal.

Kuna iga diood langeb üle selle 0,6 volti, võimaldavad kõik neli koos LED-i jõudmiseks ainult 3,5 volti, valgustades seda ohutult, kuid eredalt.

Kui LED-i valgustus langeb, siis lülitatakse LED-i heleduse taastamiseks kõik dioodid lüliti abil ümber.

Dioodide kasutamine LED-ide pingetaseme langetamiseks tagab, et protseduur ei hajuta mingit soojust ja muutub seetõttu väga tõhusaks võrreldes takistiga, mis muidu oleks protsessis palju soojust hajutanud.

5) Valgustage 1 vatti LED 1,5 V AAA elemendiga

Viiendas kujunduses õpime, kuidas valgustada 1 vatti LED-i 1,5 AAA elemendi abil mõistliku aja jooksul.Ringraja põhineb ilmselgelt tõukejuhtide tehnoloogial, teistel on mõistlik nii tohutu koormuse juhtimine, kui selline minimaalne allikas on võimatu.

1-vatine LED on suhteliselt tohutu, võrreldes 1,5 V AAA rakuallikaga.

1-vatine LED vajab vähemalt 3 volti toiteallikat, mis on kahekordne ülaltoodud lahtrite nimiväärtus.

Teiseks vajaks 1-vatine LED töötamiseks 20 kuni 350 mA voolu, 100 mA on nende kergete masinate juhtimiseks arvestatav vool.

Seetõttu näib ülaltoodud toimingu jaoks AAA valgustuselemendi kasutamine väga kaugel olevat ja kõne all olevat küsimust.

Kuid siin arutletud vooluahel tõestab meid kõiki valesti ja juhib edukalt 1-vatist LED-i ilma eriliste tüsistusteta.

TÄNU ZETEX-ile, et varustasite meid selle imelise väikese IC-ga ZXSC310, mis nõuab selle feat võimaldamiseks vaid mõnda tavalist passiivkomponenti.

Ahela töö

Diagramm näitab üsna lihtsat konfiguratsiooni, mis on põhimõtteliselt seadistatud impulssmuundur.

Sisend DC 1,5 volti töötleb IC kõrgsagedusliku väljundi genereerimiseks.

Sagedust vahetavad transistor ja schottky diood induktori kaudu.

Induktiivpooli kiire ümberlülitamine annab vajaliku pinge tõusu, mis on just sobiv ühendatud 1-vatise LED-i juhtimiseks.

Siin pumbatakse iga sageduse lõpuleviimisel induktori sees olev samaväärne salvestatud energia tagasi LED-i, tekitades vajaliku pingetõusu, mis hoiab LED-i valgustatud pikki tunde isegi sellise allikaga, mis on nii väike kui 1,5-voldine element.

Prototüübi pilt

1-vatine päikese LED-draiver

See on koolinäituse projekt, mida lapsed saavad kasutada, et näidata, kuidas saab päikeseenergiat kasutada 1-vatise LED-i valgustamiseks.

Idee taotles hr Ganesh, nagu allpool esitatud:

Tere, Swagatam, olen kohanud teie saiti ja minu arvates on teie töö väga inspireeriv. Praegu töötan Austraalias 4-5-aastaste üliõpilaste teaduse, tehnoloogia, inseneriteaduste ja matemaatika (STEM) programmi kallal. Projekt keskendub laste uudishimu suurendamisele teaduse ja selle ühendamise kohta reaalsetes rakendustes.

Programm tutvustab ka empaatiat insenerikujundusprotsessis, kus noortele õppijatele tutvustatakse tõelist projekti (konteksti) ning kaasatakse koolikaaslastega maise probleemi lahendamine. Järgmise kolme aasta jooksul keskendume lastele elektri taga oleva teaduse ja elektrotehnika reaalses kasutamises tutvustamisele. Sissejuhatus, kuidas insenerid lahendavad reaalses maailmas probleeme ühiskonna suurema kasu nimel.

Töötan praegu programmi veebisisuga, mis keskendub noortele õppijatele (4.-6. Klass), kes õpivad elektri põhitõdesid, eelkõige taastuvenergiat, s.t päikeseenergiat. Isejuhtimise õppeprogrammi kaudu õpivad ja uurivad lapsed elektrit ja energiat, kuna neile tutvustatakse reaalse maailma projekti, st valgustuse pakkumist lastele, kes on varjul pagulaste laagrites kogu maailmas. Viis nädalat kestva programmi lõppedes rühmitatakse lapsed rühmadesse, et ehitada päikesevalgustid, mis saadetakse seejärel ebasoodsas olukorras olevatele lastele kogu maailmas.

Mittetulundusliku hariduse sihtasutusena otsime teie abi lihtsa vooluringi skeemi paigutamiseks, mida saaks kasutada 1-vatise päikesevalguse ehitamiseks praktilise tegevusena klassis. Oleme hankinud tootjalt ka 800 päikesevalguskomplekti, mille lapsed kokku panevad, aga meil on vaja kedagi, kes lihtsustaks nende valguskomplektide skeemi, mida kasutatakse lihtsate õppetundide jaoks elektri, vooluahelate ja võimsuse arvutamise kohta. volti, voolu ja päikeseenergia muundamist elektrienergiaks.

Ootan teid huviga ja jätkan teie inspireerivat tööd.

Vooluahela kujundus

Alati, kui on vaja lihtsat, kuid ohutut päikese regulaatorit, läheme paratamatult üldlevinud IC LM317 juurde. Ka siin kasutame sama odavat seadet pakutava 1-vatise LED-lambi rakendamiseks päikesepaneeli abil.

Vooluahela täielikku disaini saab näha allpool:

Kiire ülevaatus näitab, et voolu juhtimise olemasolul võib pinge reguleerimist eirata. Siin on ülaltoodud kontseptsiooni lihtsustatud versioon, kasutades ainult a voolu piiraja ahel.