Overspændingsbeskyttet billig transformerfri Hi-Watt LED Driver Circuit

Overspændingsbeskyttet billig transformerfri Hi-Watt LED Driver Circuit

Det øgede antal klager fra læserne vedrørende brændende lysdioder forbundet med min tidligere udstationerede transformerløse 1 watt LED-driverkreds , tvang mig til at løse problemet en gang for alle. Strømforsyningssektionen i det kredsløb, der er diskuteret her, forbliver nøjagtigt identisk med den tidligere konfiguration, undtagen inkluderingen af ​​'switch ON delay-funktionen', som udelukkende er designet af mig og tilføjet i kredsløbet for at rette op på det brændende LED-problem (forhåbentlig).



Undertrykkelse af rush-bølge i kapacitive strømforsyninger

Klagerne, som jeg fortsatte med at modtage, var utvivlsomt på grund af den indledende tænding for TÆNDING, der fortsat ødelagde 1 watt-LED'erne, der var forbundet ved udgangen af ​​kredsløbet.

Ovenstående problem er ret almindeligt med al kapacitiv strømforsyning, og problemerne har skabt en masse dårligt ry for disse typer strømforsyninger.





Derfor vælger normalt mange hobbyister og endda ingeniører kondensatorer med lavere værdier, da de frygter ovenstående konsekvens, hvis kondensatorer med større værdi er inkluderet.

Men så vidt jeg tror, ​​er kapacitive transformerløse strømforsyninger fremragende billige og kompakte AC til DC adapter kredsløb, som kræver lidt indsats for at opbygge.



Hvis der tages passende fat på tændingen for overspændingen, vil disse kredsløb blive uplettede og kunne bruges uden frygt for beskadigelse af outputbelastningen, især en LED.

Hvordan Surge udvikles

Under tænding fungerer kondensatoren ganske kort som et par mikrosekunder, indtil den oplades, og først derefter introducerer den den nødvendige reaktans til det tilsluttede kredsløb, så den passende mængde strøm kun når kredsløbet.

Imidlertid påfører den indledende få mikrosekund korte tilstand over kondensatoren en enorm bølge til det tilsluttede sårbare kredsløb og er undertiden nok til at ødelægge den ledsagende belastning.

Ovenstående situation kan effektivt kontrolleres, hvis den tilsluttede belastning forhindres i at reagere på det indledende tændingsstød, eller med andre ord kan vi eliminere den oprindelige bølge ved at holde belastningen slået fra, indtil den sikre periode er nået.

Brug af en forsinkelsesfunktion

Dette kan meget let opnås ved at tilføje en forsinkelsesfunktion til kredsløbet. Og det er nøjagtigt hvad jeg har medtaget i dette foreslåede overspændingsbeskyttede hi-watt LED-driverkredsløb.

Figuren viser som normalt en indgangskondensator efterfulgt af en broensretter, indtil alt er ret almindelig kapacitiv strømforsyning.

Det næste trin, der inkluderer de to 10 K-modstande, to kondensatorer, transistor og zenerdioden, udgør delene af det vigtige forsinkelsestimerkredsløb.

Når der tændes for strømmen, begrænser de to modstande og kondensatorerne transistoren fra at lede, indtil begge kondensatorerne bliver fuldt opladede og tillader, at forspændingen når transistorbasen og belyser den tilsluttede LED efter en forsinkelse på ca. 2 sekunder.

Zeneren er også ansvarlig for at forlænge forsinkelsen i to sekunder.

1N4007-dioden over en af ​​10K-modstandene og 100K-modstanden over en af ​​470uF-kondensatorerne hjælper kondensatorerne med at aflade frit, når strømmen er slukket, så cyklussen kan gentage og håndhæve overspændingsbeskyttelsen til handling ved hver lejlighed.

Flere antal lysdioder kan tilsluttes i serie for at øge effekten, men antallet må ikke overstige 25 nos.

Kredsløbsdiagram

OPDATERING: Et mere avanceret design diskuteres i dette nul krydsning kontrolleret overspændingsfri transformerfri strømforsyningskreds

Videoerne nedenfor viser, at lysdioderne lyser efter cirka et sekund, når tænd / sluk-knappen er tændt.

Klager fra læserne (Modstande brænder, transistor bliver varm)

Ovenstående koncept ser godt ud, men fungerer sandsynligvis ikke godt med den foreslåede strømforsyning til højspændingskondensator.

Kredsløbet skal undersøges meget, før det bliver helt fri for problemer.

Modstandene i ovenstående kredsløb er ikke i stand til at modstå høje strømkrav, det samme gælder for transistoren, som også bliver ret varm i processen.

Endelig kan vi sige, at medmindre ovenstående koncept er grundigt undersøgt og gjort kompatibelt med en kapacitiv transformerfri strømforsyning, kan kredsløbet ikke bruges i praktisk brug.

En meget robust og sikker idé

Selvom ovenstående koncept ikke fungerede, betyder det ikke, at de højspændings kapacitive strømforsyninger er helt håbløse.

Der er en ny måde at tackle overspændingsproblemerne på og gøre kredsløbet fejlsikkert.

Det er ved at bruge mange 1N4007-dioder i serie ved udgangen eller parallelt med de tilsluttede LED'er.

Lad os se på kredsløbet:

Ovenstående kredsløb er endnu ikke testet i mange måneder, så det er stadig tidlige dage, men jeg tror ikke, at bølgen fra kondensatoren vil være høj nok til at sprænge 300V, 1 amp-dioder.

Hvis dioderne forbliver sikre, vil lysdioderne også gøre det.

Flere dioder kan sættes i serie for at rumme flere antal lysdioder.

Brug af en Power Mosfet

Det første kredsløbsforsøg, der i sig selv syntes at være sårbart over for bølgekausaliteter, kan effektivt afhjælpes ved at udskifte strøm BJT med en 1 amp mosfet som vist i det følgende diagram.
Mosfet er en spændingsstyret enhed, her bliver portstrømmen uvæsentlig, og derfor fungerer en 1M-modstand med høj værdi perfekt, den høje værdi sørger for, at modstanden ikke varmes op eller brænder under den indledende tænd / sluk-knap. Det letter også en kondensator med relativt lav værdi, der kan bruges til den krævede forsinkelse ON-overspændingsundertrykkende funktion.

En lille undersøgelse afslørede, at højspændingstransistoren i det første diagram faktisk ikke er nødvendig, snarere kan den erstattes med en højstrøm Darlington TIP122-transistor som vist i det følgende diagram.

Højspændingsbølgen fra kondensatoren bliver ineffektiv mod transistorens og LED'ernes høje strømspecifikationer, og der forårsages ingen skade på dem, faktisk tvinger den højspændingen til at falde til de specificerede tilladte sikre grænser for LED'erne og transistoren.

TIP122 tillader også brugen af ​​en basismodstand med høj værdi, hvorved det sikres, at det ikke bliver varmt eller blæser af i løbet af tiden, det tillader også inkludering af en kondensator med lav værdi ved bunden af ​​transistoren til implementering af krævet forsinket tænd-effekt.

Brug af en Power BJT

Ovenstående design forbedres yderligere med hensyn til sikkerhed og overspændingsundertrykkelse, når de anvendes i en fælles opsamlingstilstand, som angivet nedenfor:




Forrige: Fjernstyret legetøjsbil ved hjælp af 433 MHz fjernmoduler Næste: Motorcykel MOSFET Full Wave Shunt Regulator Circuit