5 enostavnih gonilnikov z 1 W LED

1) Majhen 1-vatni SMPS LED gonilnik

V prvi zasnovi, ki je najbolj priporočljiva, preučujemo vezje gonilnikov LED SMPS, ki ga lahko uporabimo za pogon LED z visokimi močmi, ocenjenimi od 1 do 12 W. Lahko ga neposredno poganjate iz katere koli domače 220V AC ali 120V AC vtičnice.

Uvod

Prva zasnova razlaga majhno neizolirano zasnovo pretvornika SMPS (neizolirana točka obremenitve), ki je zelo natančna, varna in enostavna za izdelavo. Naučimo se podrobnosti.

Glavne značilnosti

Predlagano gonilniško vezje smps LED je izjemno vsestransko in posebej primerno za vožnjo LED z visokimi močmi.

Vendar pa a neizolirana topologija ne zagotavlja varnosti pred električnimi sunki na strani LED vezja.

Poleg zgornje pomanjkljivosti je vezje je brezhibno in je praktično zaščiten pred vsemi možnimi nevarnostmi prenapetosti.

Čeprav je neizolirana konfiguracija videti nekoliko nezaželena, konstruktorja razbremeni navijanja zapletenih primarnih / sekundarnih odsekov na E-jedrih, saj je transformator tukaj nadomeščen z nekaj preprostimi dušilci feritnega bobna.

Glavna komponenta, ki je tukaj odgovorna za izvajanje vseh funkcij, je IC VIPer22A podjetja ST microelectronics, ki je bil posebej zasnovan za take majhen kompaktni 1-vatni gonilnik brez transformatorja aplikacij.

Shema vezja

Vljudnost slike: © STMicroelectronics - Vse pravice pridržane

Delovanje vezja

Delovanje vezja tega gonilnika LED od 1 do 12 vatov lahko razumemo, kot je navedeno pod:

Vhodno omrežje 220V ali 120V AC je pol valovno popravljeno z D1 in C1.

C1 skupaj z induktorjem L0 in C2 predstavljata tortno omrežje filtrov za odpravo motenj EMI.

D1 je treba po možnosti zamenjati z dvema serijskima diodama, da se ohranijo porušitve 2kv konic, ki jih ustvarita C1 in C2.

R10 zagotavlja določeno stopnjo prenapetostne zaščite in deluje kot varovalka v katastrofalnih situacijah.

Kot je razvidno iz zgornjega diagrama vezij, napetost na C2 deluje na notranji odtok mosfet-a IC na pin5 do pin8.

Vgrajeni konstantni trenutni vir VIPer IC oddaja tok 1mA na pin4 IC, ki je hkrati tudi Vdd pin IC.

Pri približno 14,5 V pri Vdd se tokovni viri izklopijo in prisilijo vezje IC v nihajni način ali sprožijo impulz IC.

Komponente Dz, C4 in D8 postanejo omrežje za regulacijo vezja, kjer D8 napolni C4 do najvišje napetosti v obdobju prostega teka in ko je D5 pristranski.

Med zgornjimi dejanji je vir ali referenca IC nastavljena na približno 1V pod zemljo.

Za izčrpne informacije o podrobnostih vezja gonilnika za LED od 1 do 12 vatov si oglejte spodnji podatkovni list pdf podjetja ST microelectronics.

DAJE LISTA

2) Uporaba transformatorskega kapacitivnega napajalnika

Naslednji 1-vatni gonilnik LED, ki je razložen spodaj, prikazuje, kako zgraditi nekaj preprostih 220 V ali 110 V upravljanih 1-vatno gonilniško vezje LED, to vas ne bi stalo več kot 1/2 dolarja, seveda brez LED diode.

Sem že razpravljal kapacitivni tip napajanja v nekaj stebričkih, na primer v svetlobnem vezju z LED-cevjo in v napajalnem vezju brez transformatorja, sedanje vezje uporablja isti koncept za pogon predlagane 1-vatne LED.

Delovanje vezja

V shemi vezja vidimo zelo preprosto kapacitivno napajalno vezje za pogon 1-vatne LED, kar lahko razumemo z naslednjimi točkami.

Kondenzator 1uF / 400V na vhodu tvori srce vezja in deluje kot glavna omejevalna komponenta toka vezja. Funkcija omejevanja toka zagotavlja, da napetost, ki deluje na LED, nikoli ne preseže zahtevane varne ravni.

Vendar imajo visokonapetostni kondenzatorji eno resno težavo, ki jih ne omejujejo ali ne morejo ovirati začetnega vklopa, da bi se hitro napajanje omrežja vklopilo, kar je lahko usodno za vse LED diode v elektronskem vezju.
Dodajanje 56 ohmskega upora na vhod pomaga pri uvajanju nekaterih ukrepov za nadzor škode, vendar še vedno sam ne more v celoti zaščititi vključene elektronike.

MOV bi zagotovo naredil, kaj pa termistor? Ja, tudi termistor bi bil dobrodošel predlog.
Toda ti so razmeroma dražji in razpravljamo o poceni različici predlagane zasnove, zato bi radi izključili vse, kar bi preseglo dolarsko mejo, kolikor znašajo skupni stroški.

Zato sem pomislil na inovativen način zamenjave MOV z navadno, poceni alternativo.

Kakšna je funkcija MOV

Prvotni izbruh visoke napetosti / toka je treba spustiti na zemljo, tako da je ozemljen, preden v tem primeru doseže LED.

Ali ne bi visokonapetostni kondenzator opravljal enako funkcijo, če bi bil povezan prek same LED. Da, zagotovo bi delovala enako kot MOV.

Slika prikazuje vstavitev drugega visokonapetostnega kondenzatorja neposredno čez LED, ki posrka trenutni dotok napetosti med vklopljenim stikalom, to stori med polnjenjem in tako hitri skoraj celotno začetno napetost, kar povzroči vse dvome, povezane z kapacitiven tip napajanja, ki je izrazito jasen.

Končni rezultat, kot je prikazan na sliki, je čisto, varno, preprosto in poceni 1-vatno gonilniško vezje z LED diodami, ki ga lahko poljubno ljubiteljski ljubitelj eletronskih naprav zgradi doma in ga uporabi za osebne užitke in korist.

POZOR: SPODAJ PRIKAZANI KOLO NI IZOLIRAN IZ MREŽE MREŽE, ZATO JE IZJEMNO NEVAREN NA DOTIK V MOČNEM POLOŽAJU.

Shema vezja

OPOMBA: LED v zgornjem diagramu je 12 V 1 vata kot je prikazano spodaj:

V zgoraj prikazanem preprostem vezju z 1 vatnim vodilnim vezjem oba kondenzatorja 4,7uF / 250 skupaj z 10 ohmskimi upori tvorita nekakšen 'odklopnik hitrosti' v tokokrogu, ta pristop pomaga zaustaviti začetni prenapetostni preklop, ki pa pomaga zaščititi LED pred poškodbami.

To funkcijo je mogoče nadomestiti z NTC, ki je priljubljen zaradi svojih funkcij za preprečevanje prenapetosti.

Ta izboljšan način reševanja začetnega problema prenapetostnega pritiska bi lahko bil, če NTC termistor zaporedno priključite na vezje ali obremenitev.

Oglejte si naslednjo povezavo, če želite vedeti, kako vključiti NTC termister v predlagano 1-vatno vezje LED gonilnika

Zgornje vezje je mogoče spremeniti na naslednji način, vendar je svetloba morda nekoliko ogrožena.

Dober način za reševanje začetnega problema prenapetostnega udara je tako, da NTC termistor zaporedno priključite na vezje ali obremenitev.

Oglejte si naslednjo povezavo, če želite vedeti, kako vključiti NTC termister v predlagano 1-vatno vezje LED gonilnika

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

3) Stabiliziran 1-vatni LED gonilnik z uporabo kapacitivnega napajanja

Kot je razvidno, se 6nos diod 1N4007 uporablja v celotnem izhodu v njihovem pristranskem načinu. Ker bi vsaka dioda povzročila padec za 0,6 V, bi 6 diod ustvarila skupni padec 3,6 V, kar je ravno prava napetost za LED.

To tudi pomeni, da bi diode pretakale preostalo moč iz vira tp ozemljitve in tako ohranjale dovod za LED popolnoma stabiliziran in varen.

Še eno stabilizirano 1-vatno kapacitivno gonilniško vezje

Naslednja zasnova, nadzorovana z MOSFET-om, je verjetno najboljše univerzalno vezje gonilnikov LED, ki zagotavlja 100-odstotno zaščito LED pred vsemi vrstami nevarnih situacij, kot so nenadne prenapetosti in prekomerni tokovi ali prenapetostni tokovi.

1-vatna LED, povezana z zgornjim vezjem, bi lahko proizvedla približno 60 lumnov svetlobne jakosti, kar ustreza 5-vatni žarnici z žarilno nitko.

Prototipne slike

Zgornje vezje je mogoče spremeniti na naslednji način, vendar je svetloba morda nekoliko ogrožena.

4) 1-vatno vezje gonilnika LED z uporabo 6V baterije

Kot je razvidno iz četrtega diagrama, koncept skorajda ne uporablja nobenega vezja, oziroma ne vključuje nobene hi-end aktivne komponente za zahtevano izvedbo vožnje 1-vatne LED.

Edine aktivne naprave, ki so bile uporabljene v predlaganem najpreprostejšem vezju LED z 1 vatom, so nekaj diod in mehansko stikalo.

Začetnih 6 voltov napolnjene baterije se spusti na zahtevano mejo 3,5 voltov, tako da vse diode ostanejo zaporedno ali na poti napajalne napetosti LED.

Ker vsaka dioda spusti 0,6 volta čeznjo, vse štiri skupaj omogočajo le 3,5 volta, da doseže LED, kar varno, a močno osvetli.

Ko osvetlitev LED pade, se vsaka dioda naknadno obide s stikalom, da se povrne svetlost LED.

Uporaba diod za znižanje nivoja napetosti na LED-diodah zagotavlja, da postopek ne odvaja toplote in zato postane zelo učinkovit v primerjavi z uporom, ki bi sicer v procesu odvedel veliko toplote.

5) Osvetlite 1 W LED z 1,5 V AAA celico

V peti zasnovi se naučimo, kako osvetliti 1-vatno LED z uporabo 1,5 AAA celice za razumen čas.Vezje očitno temelji na tehnologiji povečevalnega gonilnika, drugače pametna vožnja tako velike obremenitve z tako minimalnim virom pa presega domišljijo.

1-vatna LED je razmeroma velika v primerjavi z 1,5 V AAA celičnim virom.

LED z 1 vatom potrebuje napajanje najmanj 3 voltov, kar je dvakrat nad zgornjo oceno celice.

Drugič, za delovanje 1 LED diode bi bilo treba med 20 in 350 mA toka za delovanje, 100 mA pa je ugleden tok za pogon teh lahkih strojev.

Zato je uporaba AAA celice za žaromete za zgornjo operacijo videti zelo oddaljena in ne vprašljiva.

Vendar obravnavano vezje dokazuje, da se vsi motimo in uspešno poganja 1 W LED brez večjih zapletov.

HVALA ZETEX-u, ker nam je priskrbel ta čudovit mali IC ZXSC310, ki potrebuje le nekaj običajnih pasivnih komponent za omogočanje tega podviga.

Delovanje vezja

Diagram prikazuje precej preprosto konfiguracijo, ki je v osnovi nastavljen pretvornik pospeška.

IC vhodni enosmerni tok 1,5 volta obdela, da ustvari visokofrekvenčni izhod.

Frekvenco preko induktorja preklopita tranzistor in Schottky dioda.

Hitro preklapljanje induktorja zagotavlja potrebno povečanje napetosti, ki postane ravno primerna za pogon priključene 1-vatne LED.

Tu se med dokončanjem vsake frekvence enakovredna shranjena energija znotraj induktorja prečrpa nazaj v LED, ki ustvarja zahtevano povišanje napetosti, zaradi česar LED ostane dolgo osvetljen tudi pri viru, ki je majhen kot 1,5-voltna celica.

Slika prototipa

1-vatni sončni LED gonilnik

To je šolski razstavni projekt, ki ga lahko otroci uporabijo, da pokažejo, kako se sončna energija lahko uporablja za osvetlitev 1-vatne LED.

Idejo je zahteval g. Ganesh, kot je navedeno spodaj:

Pozdravljeni, Swagatam, naletel sem na vaše spletno mesto in vaše delo se mi zdi zelo navdihujoče. Trenutno delam na programu znanosti, tehnologije, inženiringa in matematike (STEM) za študente 4-5 let v Avstraliji. Projekt se osredotoča na povečanje radovednosti otrok glede znanosti in njenega povezovanja z resničnimi aplikacijami.

Program uvaja tudi empatijo v proces inženirskega načrtovanja, kjer se mladi učenci seznanijo z resničnim projektom (kontekstom) in sodelujejo s sošolci pri reševanju posvetnega problema. V naslednjih treh letih se osredotočamo na to, da otroke seznanimo z znanostjo, ki stoji za elektriko in resnično uporabo elektrotehnike. Uvod v to, kako inženirji rešujejo resnične probleme v dobro družbe.

Trenutno delam na spletnih vsebinah za program, ki se bo osredotočil na mlade učence (razred 4-6), ki se učijo osnov električne energije, zlasti obnovljive energije, v tem primeru sončne energije. Preko samostojnega učnega programa se otroci učijo in raziskujejo o elektriki in energiji, ko jih seznanijo s projektom iz resničnega sveta, to je z zagotavljanjem razsvetljave otrokom, zavetjem v begunskih taboriščih po vsem svetu. Po zaključku pettedenskega programa se otroci združijo v skupine za izdelavo sončnih lučk, ki jih nato pošljejo prikrajšanim otrokom po vsem svetu.

Kot neprofitna izobraževalna fundacija iščemo vašo pomoč pri postavitvi preprostega vezja, ki bi ga lahko uporabili za izdelavo sončne luči z močjo 1 vatov kot praktično aktivnost pri pouku. Od proizvajalca smo nabavili tudi 800 kompletov sončne svetlobe, ki jih bodo otroci sestavili, vendar potrebujemo nekoga, ki bo poenostavil vezje teh svetlobnih kompletov, ki bodo uporabljeni za preproste učne ure o elektriki, vezjih in izračunu moči, voltov, tok in pretvorba sončne energije v električno energijo.

Veselim se vaših odzivov in nadaljujem z vašim navdihujočim delom.

Oblika vezja

Kadar je potreben preprost, a varen solarni regulator, se neizogibno odločimo za vseprisotni IC LM317. Tudi tu uporabljamo isto poceni napravo za izvedbo predlagane 1-vatne LED žarnice s pomočjo sončne celice.

Popolno zasnovo vezja si lahko ogledate spodaj:

Hiter pregled razkrije, da je regulacijo napetosti mogoče prezreti, če je prisotna trenutna regulacija. Tu je poenostavljena različica za zgornji koncept, ki uporablja samo a omejevalnik toka vezje.