1) Malý 1 wattový ovladač SMPS LED

V prvním návrhu, který je nejvíce doporučený, studujeme SMPS LED budicí obvod, který může být použit pro řízení vysoce wattových LED dimenzovaných kdekoli mezi 1 wattovou LED až 12 wattů. Může být přímo napájen z jakýchkoli domácích síťových zásuvek 220V AC nebo 120V AC.

Úvod

První návrh vysvětluje malý neizolovaný design převodníku SMPS buck (neizolovaný Point of Loads), který je velmi přesný, bezpečný a snadno sestavitelný obvod. Pojďme se naučit podrobnosti.

Hlavní rysy

Navrhovaný obvod budiče smps LED je extrémně všestranný a je speciálně vhodný pro řízení vysoce výkonných LED diod.

Nicméně být neizolovaná topologie neposkytuje bezpečnost před úrazy elektrickým proudem na straně LED obvodu.

Kromě výše uvedené nevýhody, obvod je bezchybný a je prakticky chráněn před všemi možnými nebezpečími souvisejícími s přepětím do sítě.

Ačkoli neizolovaná konfigurace může vypadat trochu nežádoucí, zbavuje konstruktéra vinutí složitých primárních / sekundárních sekcí na E-jádrech, protože zde je transformátor nahrazen několika jednoduchými tlumivkami s feritovým bubnem.

Hlavní komponentou odpovědnou za provádění všech funkcí je IC VIPer22A od mikroelektroniky ST, který byl speciálně navržen pro takové malý kompaktní 1Wattový LED ovladač bez transformátoru aplikace.

Kruhový diagram

Obrázek se svolením: © STMicroelectronics - Všechna práva vyhrazena

Obvodový provoz

Fungování obvodu tohoto 1 W až 12 W LED ovladače lze chápat tak, jak je uvedeno pod:

Vstupní síť 220 V nebo 120 V stř. Je půlvlna usměrněná pomocí D1 a C1.

C1 spolu s induktorem L0 a C2 tvoří síťový filtr pro potlačení rušení EMI.

D1 by měl být přednostně nahrazen dvěma diodami v sérii pro udržení 2kv hrotů generovaných C1 a C2.

R10 zajišťuje určitou úroveň přepěťové ochrany a při katastrofických situacích funguje jako pojistka.

Jak je vidět na výše uvedeném schématu zapojení, napětí na C2 je přivedeno na vnitřní odběr MOSfet IC na pin5 na pin8.

Vestavěný zdroj konstantního proudu VIPer IC dodává proud 1 mA na pin4 IC, což je také pin Vdd IC.

Při přibližně 14,5 V při Vdd se zdroje proudu vypnou a přinutí obvody IC do oscilačního režimu nebo zahájí pulzování IC.

Složky Dz, C4 a D8 se stávají regulační sítí obvodů, kde D8 nabíjí C4 na špičkové napětí v době volnoběhu a když je D5 předpjatý.

Během výše uvedených akcí je zdroj nebo reference IC nastavena na přibližně 1 V pod zemí.

Komplexní informace o podrobnostech obvodu 1 wattového až 12 wattového ovladače LED naleznete v následujícím datovém listu pdf společnosti ST microelectronics.

DÁVÁ ÚLOHA

2) Použití kapacitního napájecího zdroje bez transformátoru

Následující 1 wattový LED ovladač vysvětlený níže ukazuje, jak vytvořit několik jednoduchých 220 V nebo 110 V ovládaných 1 wattový LED obvod řidiče, to by vás stálo ne více než 1/2 dolaru, samozřejmě kromě LED.

Už jsem o tom hovořil kapacitní typ napájecího zdroje v několika sloupcích, jako v světelném obvodu LED trubice a v napájecím obvodu bez transformátoru, tento obvod také používá stejný koncept pro řízení navrhované 1 wattové LED.

Obvodový provoz

Na schématu zapojení vidíme velmi jednoduchý kapacitní napájecí obvod pro řízení 1 wattové LED, kterému lze porozumět v následujících bodech.

Kondenzátor 1uF / 400V na vstupu tvoří srdce obvodu a funguje jako hlavní součást omezovače proudu obvodu. Funkce omezení proudu zajišťuje, že napětí přivedené na LED nikdy nepřekročí požadovanou bezpečnou úroveň.

Avšak vysokonapěťové kondenzátory mají jeden závažný problém, tyto neomezují nebo nejsou schopny blokovat počáteční zapnutí síťového napájení ve spěchu, což může být fatální pro všechny LED diody elektronických obvodů nejsou výjimkou.
Přidání rezistoru 56 Ohm na vstup pomáhá zavést některá opatření pro kontrolu poškození, ale přesto to samo o sobě nemůže udělat úplnou ochranu zapojené elektroniky.

MOV by určitě udělal, a co termistor? Ano, termistor by byl také vítaným návrhem.
Jedná se však relativně o nákladnější stránku a diskutujeme o levné verzi navrhovaného designu, takže bychom chtěli vyloučit vše, co by překročilo hranici dolaru, pokud jde o celkové náklady.

Napadlo mě tedy inovativní způsob nahrazení MOV obyčejnou levnou alternativou.

Jaká je funkce MOV

Je to potopit počáteční výbuch vysokého napětí / proudu na zem tak, aby byl uzemněn před dosažením LED v tomto případě.

Neprovedl by vysokonapěťový kondenzátor stejnou funkci, pokud by byl připojen přes samotnou LED. Ano, určitě by fungoval stejným způsobem jako MOV.

Obrázek ukazuje vložení dalšího vysokonapěťového kondenzátoru přímo přes LED, který saje okamžitý příliv rázového napětí během zapnutí napájení, dělá to při nabíjení a tím pádem téměř celé počáteční napětí ve spěchu, takže všechny pochybnosti spojené s kapacitní typ napájecího zdroje zřetelně jasný.

Konečným výsledkem, jak je znázorněno na obrázku, je čistý, bezpečný, jednoduchý a levný 1 wattový budicí obvod LED, který může každý elektronický fanda postavit přímo doma a použít k osobním potěšením a užitku.

UPOZORNĚNÍ: OKRUH UVEDENÝ NÍŽE NENÍ IZOLOVÁN ZE AC SÍŤÍ, PŘEDTÍM JE EXTRÉMNĚ NEBEZPEČNÉ DOTÝKAT SE V POHONU.

Kruhový diagram

POZNÁMKA: LED ve výše uvedeném schématu je 12V 1 watt Jak je ukázáno níže:

Ve výše uvedeném jednoduchém 1 wattovém obvodu budiče vedeného dvěma kondenzátory 4,7uF / 250 spolu s odpory 10 ohmů tvoří v obvodu jakýsi „jistič rychlosti“, tento přístup pomáhá zastavit počáteční přepínací ON, což zase pomáhá chránit LED před poškozením.

Tuto funkci lze nahradit NTC, které jsou oblíbené pro své funkce potlačující přepětí.

Tento vylepšený způsob řešení počátečního problému rázového nárazu by mohl být spojením NTC termistoru v sérii s obvodem nebo zátěží.

Podívejte se prosím na následující odkaz, abyste věděli, jak začlenit NTC termister do navrhovaného 1 wattového obvodu ovladače LED

Výše uvedený obvod lze upravit následujícím způsobem, avšak světlo může být trochu ohroženo.

Dobrým způsobem řešení problému počátečního rázového nárazu je připojení termistoru NTC do série s obvodem nebo zátěží.

Podívejte se prosím na následující odkaz, abyste věděli, jak začlenit NTC termister do navrhovaného 1 wattového obvodu ovladače LED

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

3) Stabilizovaný 1W LED ovladač využívající kapacitní napájecí zdroj

Jak je vidět, na výstupu se používá 6nos diod 1N4007 v jejich dopředném předpjatém režimu. Jelikož každá dioda by sama vyprodukovala pokles 0,6 V, vytvořilo by 6 diod celkový pokles 3,6 V, což je správné množství napětí pro LED.

To také znamená, že diody by odváděly zbytek energie ze země zdroje tp, a tak udržovaly napájení LED dokonale stabilizované a bezpečné.

Další stabilizovaný 1 wattový kapacitní obvod řidiče

Následující konstrukce řízená MOSFET je pravděpodobně nejlepším univerzálním obvodem budiče LED, který zaručuje 100% ochranu LED před všemi typy nebezpečných situací, jako je náhlé přepětí a nadproud nebo nárazový proud.

1W LED připojená k výše uvedenému obvodu by byla schopna vyprodukovat přibližně 60 lumenů intenzity světla, což odpovídá 5 W žárovce.

Prototypové obrázky

Výše uvedený obvod lze upravit následujícím způsobem, avšak světlo může být trochu ohroženo.

4) 1 Wattový LED obvod řidiče pomocí 6V baterie

Jak je vidět ve čtvrtém schématu, koncept těžko využívá žádný obvod nebo spíše neobsahuje žádnou hi-end aktivní složku pro požadovanou implementaci řízení 1 wattové LED.

Jediným aktivním zařízením, které bylo použito v navrhovaném nejjednodušším 1 wattovém obvodu budiče LED, je několik diod a mechanický spínač.

Prvních 6 voltů z nabité baterie klesne na požadovanou hranici 3,5 voltu udržováním všech diod v sérii nebo v cestě napájecího napětí LED.

Jelikož každá dioda přes ni klesne o 0,6 voltu, všechny čtyři dohromady umožňují dosáhnout na LED pouze 3,5 voltu, což jej bezpečně a jasně osvětlí.

Jakmile osvětlení LED poklesne, je každá dioda následně přemostěna pomocí přepínače, aby se obnovil jas LED.

Použití diod pro pokles úrovně napětí na LED diodách zajišťuje, že postup nerozptyluje žádné teplo, a proto se stává velmi účinným ve srovnání s odporem, který by jinak v procesu rozptýlil velké množství tepla.

5) Osvětlete 1 W LED pomocí 1,5V AAA článku

V 5. designu se naučíme, jak osvětlit 1 wattovou LED pomocí 1,5 AAA článku po rozumnou dobu.Okruh je zjevně založen na technologii zesílení ovladače, jinak je moudré řídit tak velkou zátěž a takový minimální zdroj je mimo představivost.

“barevný kód rezistoru kovového filmu ”

1 W LED je ve srovnání se zdrojem článků 1,5 V AAA relativně obrovská.

1 wattová LED potřebuje napájení minimálně 3 volty, což je dvojnásobek výše uvedené hodnoty článku.

Zadruhé, 1 wattová LED by pro provoz vyžadovala kdekoli mezi 20 až 350 mA proudu, 100 mA je úctyhodný proud pro pohon těchto lehkých strojů.

Proto použití buňky tužkového světla AAA pro výše uvedenou operaci vypadá velmi vzdálené a nepřijatelné.

Diskutovaný obvod zde však dokazuje, že se všichni mýlíme a úspěšně napájí 1 W LED bez větších komplikací.

DĚKUJEME ZETEXU, že nám poskytl tento úžasný malý IC ZXSC310, který k tomu, aby byl tento výkon možný, vyžaduje jen několik běžných pasivních komponent.

Obvodový provoz

Schéma ukazuje poměrně jednoduchou konfiguraci, což je v zásadě nastavený zesilovač.

Vstupní stejnosměrný proud 1,5 V zpracovává IC pro generování vysokofrekvenčního výstupu.

Frekvence je přepínána tranzistorem a schottkyho diodou přes induktor.

Rychlé přepnutí induktoru poskytuje požadované zvýšení napětí, které je právě vhodné pro řízení připojené 1 wattové LED.

Tady, během dokončení každé frekvence, je ekvivalentní akumulovaná energie uvnitř induktoru čerpána zpět do LED generující požadované zvýšení napětí, které udržuje LED osvětlenou po dlouhé hodiny i se zdrojem, který je malý jako 1,5 voltový článek.

Prototypový obrázek

1 W solární solární LED ovladač

Jedná se o školní výstavní projekt, který mohou děti využít k ukázce toho, jak lze sluneční energii použít k osvětlení 1W LED.

Myšlenku požadoval pan Ganesh, jak je uvedeno níže:

Ahoj Swagatam, narazil jsem na vaše stránky a považuji vaši práci za velmi inspirativní. V současné době pracuji na programu Science, Technology, Engineering and Math (STEM) pro studenty 4. - 5. ročníku v Austrálii. Projekt se zaměřuje na zvýšení zvědavosti dětí o vědě a o tom, jak se propojuje s aplikacemi v reálném světě.

Program také zavádí empatii do procesu konstrukčního návrhu, kdy jsou mladí studenti seznámeni se skutečným projektem (kontextem) a spolupracuje se svými spolužáky na řešení světského problému. V příštích třech letech se zaměříme na seznámení dětí s vědou o elektřině a se skutečným využitím elektrotechniky. Úvod do toho, jak inženýři řeší problémy v reálném světě pro dobro společnosti.

V současné době pracuji na online obsahu programu, který se zaměří na mladé studenty (stupeň 4-6), kteří se učí základy elektřiny, zejména obnovitelné energie, v tomto případě solární energie. Prostřednictvím samořízeného vzdělávacího programu se děti učí a zkoumají elektřinu a energii, protože jsou seznámeny s projektem v reálném světě, tj. Zajišťují osvětlení dětem chráněným v uprchlických táborech po celém světě. Po dokončení pětitýdenního programu jsou děti seskupeny do týmů, aby vytvořily solární světla, které jsou poté zaslány znevýhodněným dětem po celém světě.
Jako vzdělávací nadace, která není ziskem 4, hledáme vaši pomoc s uspořádáním jednoduchého schématu zapojení, které by bylo možné použít pro konstrukci solárního světla o výkonu 1 W jako praktickou činnost ve třídě. Pořídili jsme také 800 souprav solárního světla od výrobce, které děti sestaví, potřebujeme však někoho, kdo by zjednodušil schéma zapojení těchto světelných souprav, které budou použity pro jednoduché lekce elektřiny, obvodů a výpočtu výkonu, volty, proud a přeměna sluneční energie na elektrickou energii.

Těším se, až se vám ozvu a budu pokračovat ve vaší inspirativní práci.

Návrh obvodu

Kdykoli je vyžadován jednoduchý, ale bezpečný solární regulátor, nevyhnutelně jdeme na všudypřítomný IC LM317. I zde používáme stejné levné zařízení pro implementaci navrhované 1W LED lampy pomocí solárního panelu.

Kompletní návrh obvodu je uveden níže:

Rychlá kontrola odhalí, že pokud je k dispozici řízení proudu, lze regulaci napětí ignorovat. Zde je zjednodušená verze pro výše uvedený koncept, používající pouze a omezovač proudu obvod.