5 מעגלי נהג LED קלים של 1 ואט

1) מנהל התקן SMPS LED קטן 1 ואט

בתכנון הראשון שהוא המומלץ ביותר, אנו עוסקים במעגל נהג SMPS LED אשר יכול לשמש לנהיגה של נוריות LED גבוהות בדירוג בכל מקום בין 1 ואט לד עד 12 וואט. ניתן להניע אותו ישירות מכל שקעים חשמליים 220V AC או 120V AC.

מבוא

התכנון הראשון מסביר תכנון קטן לא ממודד של SMPS באק (נקודת עומסים לא מבודדת), שהוא מאוד מדויק, בטוח וקל לבניית מעגל. בואו נלמד את הפרטים.

תכונות עיקריות

מעגל הנהג LED המוצע של smps הוא תכליתי במיוחד ומתאים במיוחד לנהיגה של נוריות LED גבוהות.

עם זאת להיות טופולוגיה לא מבודדת אינו מספק בטיחות מפני התחשמלות בצד ה- LED של המעגל.

מלבד החיסרון הנ'ל, המעגל הוא ללא רבב והוא למעשה מוגן מכל הסכנות האפשריות הקשורות לגל.

למרות שתצורה לא מבודדת עשויה להיראות מעט לא רצויה, היא משחררת את הבנאי מלהתפתל מקטעים ראשוניים / משניים מורכבים על ליבות E, מכיוון שהשנאי כאן מוחלף בכמה סוגים פשוטים של תוף פריטה.

המרכיב העיקרי האחראי כאן על ביצוע כל התכונות הוא ה- IC VIPer22A מבית ST מיקרואלקטרוניקה, שתוכנן במיוחד עבור כאלה. נהג LED קומפקטי קטן ללא שנאי 1 וואט יישומים.

תרשים מעגל

תמונה באדיבות: © STMicroelectronics - כל הזכויות שמורות

מבצע מעגל

ניתן להבין את תפקוד המעגל של מנהל התקן LED 1 וואט עד 12 וואט כמפורט תחת:

זרם הכניסה 220V או 120V AC הוא חצי גל מתוקן על ידי D1 ו- C1.

C1 יחד עם המשרן L0 ו- C2 מהווים רשת מסנני עוגה לביטול הפרעות EMI.

רצוי להחליף את D1 בשתי דיודות בסדרה לצורך שמירה על פרצי הקוצים של 2kv שנוצרו על ידי C1 ו- C2.

R10 מבטיח רמה מסוימת של הגנה מפני נחשולים ומתנהג כמו נתיך במצבים קטסטרופאליים.

כפי שניתן לראות בתרשים המעגל לעיל, המתח על פני C2 מוחל על ניקוז ה- mosfet הפנימי של ה- IC בנקודה 5 עד PIN8.

מקור זרם קבוע מובנה של ה- VIPer IC מספק זרם 1mA ל- pin4 של ה- IC שהוא גם סיכת ה- Vdd של ה- IC.

בערך 14.5 וולט ב- Vdd, המקורות הנוכחיים מנותקים ומכריחים את מעגל ה- IC למצב תנודתי או יוצרים פעימה של ה- IC.

הרכיבים Dz, C4 ו- D8 הופכים לרשת ויסות המעגל, כאשר D8 מטעין את C4 למתח השיא בתקופת הגלגל החופשי וכאשר D5 מוטה קדימה.

במהלך הפעולות שלעיל, המקור או ההפניה של ה- IC מוגדרים כ -1 V מתחת לפני הקרקע.

לקבלת מידע מקיף אודות פרטי המעגל של מנהל ההתקן LED 1 וואט עד 12 וואט, אנא עיין בגיליון הנתונים הבא של pdf מאת ST מיקרואלקטרוניקה.

נותן TASHEET

2) שימוש באספקת חשמל קיבולית ללא שנאי

מנהל ההתקן הבא של 1 וואט LED שמוסבר להלן מראה כיצד לבנות כמה פועל 220 וולט פשוט או 110 וולט מעגל נהג LED 1 ואט, זה יעלה לך לא יותר 1/2 דולר, למעט הנורית כמובן.

כבר דנתי סוג אספקת חשמל קיבולי בכמה הודעות, כמו במעגל אור צינור LED ובמעגל אספקת חשמל ללא שנאי, המעגל הנוכחי גם משתמש באותה תפיסה להנעת נורית ה- 1 וואט המוצעת.

מבצע מעגל

בתרשים המעגל אנו רואים מעגל אספקת חשמל קיבולי פשוט מאוד להנעת נורית LED 1 ואט, שניתן להבין באמצעות הנקודות הבאות.

הקבל 1uF / 400V בכניסה מהווה את לב המעגל ומתפקד כמרכיב המגביל הנוכחי העיקרי של המעגל. פונקציית הגבלת הזרם מוודאת שהמתח המופעל על ה- LED לעולם אינו עולה על רמת הבטיחות הנדרשת.

עם זאת לקבלים במתח גבוה יש בעיה רצינית אחת, אלה אינם מגבילים או אינם מסוגלים לעכב את המתח הראשוני של הפעלת החשמל בעומס, דבר שעלול להיות קטלני עבור נוריות LED במעגל אלקטרוני אינן יוצאות מהכלל.
הוספת נגן 56 אוהם בכניסה עוזרת להכניס כמה אמצעי בקרת נזקים, אך עדיין זה לבדו אינו יכול לבצע את השמירה המלאה על האלקטרוניקה המעורבת.

MOV בוודאי יעשה, גם מה לגבי תרמיסטור? כן, תרמיסטור יהיה גם הצעה מבורכת.
אך אלה יחסית בצד היקר יותר, ואנו דנים בגרסה זולה לתכנון המוצע, ולכן נרצה לא לכלול כל דבר שיחצה סימן דולר ככל שייעלה העלות הכוללת.

אז חשבתי על דרך חדשנית להחליף MOV בחלופה רגילה וזולה.

מה הפונקציה של MOV

זה להטביע את פרץ המתח / הזרם הראשוני לקרקע כך שהוא מקורקע לפני שמגיעים לנורית LED במקרה זה.

האם קבל מתח גבוה לא היה מבצע את אותה פונקציה אם הוא מחובר על פני הנורית עצמה. כן זה בוודאי יפעל באותה צורה כמו MOV.

האיור מראה הכניסה של קבל מתח גבוה נוסף ישירות על פני ה- LED, היונק את הזרימה המיידית של נחשול המתח בזמן הפעלת ההפעלה, הוא עושה זאת בזמן הטעינה ובכך שוקע כמעט את כל המתח ההתחלתי ובמהירות גורם לכל הספקות הקשורים סוג קיבולי של ספק כוח ברור בעליל.

התוצאה הסופית כפי שמוצג באיור היא מעגל נהג LED 1 נקי, בטוח, פשוט בעלות נמוכה בעלות נמוכה, אשר ניתן לבנות ממש בבית על ידי כל חובב אלקטרוניקה ולהשתמש בו להנאות ותועלת אישית.

התראה: המעגל המוצג להלן אינו מבודד מזרם החשמל, ולכן הוא מסוכן ביותר לגעת בעמדה המונעת.

תרשים מעגל

הערה: הנורית בתרשים שלעיל היא 12 וואט 1 וואט כפי שמוצג מטה:

במעגל הנהג הנהג הפשוט 1 וואט המוצג לעיל, שני הקבלים 4.7uF / 250 יחד עם נגדי 10 אוהם מהווים מעין 'מפסק מהירות' במעגל, גישה זו מסייעת לעצור את זרם ההפעלה הראשוני של המתג. עוזר להגן על נורית הנזק.

ניתן להחליף תכונה זו ב- NTC הפופולריות בשל תכונות הדיכוי של נחשול.

דרך משופרת זו להתמודד עם בעיית זרם הזינוק הראשוני יכולה להיות על ידי חיבור תרמיסטור NTC בסדרה עם המעגל או העומס.

אנא בדוק את הקישור הבא כדי לדעת כיצד לשלב תרמיסטרי NTC במעגל הנהג LED 1 וואט המוצע

ניתן לשנות את המעגל הנ'ל באופן הבא, אולם האור עשוי להתפשר מעט.

דרך טובה להתמודד עם בעיית זרם הזינוק הראשוני היא על ידי חיבור תרמיסטור NTC בסדרה עם המעגל או העומס.

אנא בדוק את הקישור הבא כדי לדעת כיצד לשלב תרמיסטרי NTC במעגל הנהג LED 1 וואט המוצע

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

3) מנהל התקן LED 1 וואט מיוצב באמצעות ספק כוח קיבולי

כפי שניתן לראות, 6 דיו של 1N4007 דיודות משמשים על פני הפלט, במצב מוטה קדימה שלהם. מכיוון שכל דיודה תייצר ירידה של 0.6 וולט על עצמה, 6 דיודות ייצרו ירידה כוללת של 3.6 וולט, המהווה בדיוק את המתח הנכון עבור ה- LED.

המשמעות היא גם שהדיודות יעברו את שארית הכוח מהקרקע המקורית, וכך ישמרו על אספקת ה- LED בצורה יציבה ובטוחה לחלוטין.

עוד מעגל נהג קיבולי מיוצב 1 וואט

התכנון הבא מבוקר MOSFET הוא ככל הנראה מעגל הנהג LED האוניברסלי הטוב ביותר המבטיח הגנה של 100% על ה- LED מכל סוגי המצבים המסוכנים, כגון מתח יתר פתאומי וזרם מתח או זרם מתח.

נורית 1 וואט המחוברת למעגל הנ'ל תוכל לייצר כ 60 לומנס בעוצמת האור, המקבילה למנורת ליבון 5 וואט.

תמונות אב טיפוס

ניתן לשנות את המעגל הנ'ל באופן הבא, אולם האור עשוי להתפשר מעט.

4) מעגל נהג LED 1 ואט באמצעות סוללה 6V

כפי שניתן לראות בתרשים הרביעי, הרעיון כמעט ולא משתמש במעגל כלשהו או יותר נכון אינו משלב רכיב פעיל Hi-end המיועד ליישום הנדרש של הנעת נורית 1 וואט.

המכשירים הפעילים היחידים ששימשו במעגל הנהג LED הפשוט ביותר 1 וואט הם כמה דיודות ומתג מכני.

6 הוולט הראשוניים מסוללה טעונה יורדים למגבלת ה -3.5 וולט הנדרשים על ידי שמירת כל הדיודות בסדרה או במתח מתח אספקת LED.

מכיוון שכל דיודה צונחת עליה 0.6 וולט, כל הארבע ביחד מאפשרות רק 3.5 וולט להגיע אל ה- LED, ומאירות אותו בבטחה אך עם זאת בצורה בהירה.

כאשר תאורת הנורית צונחת, כל דיודה עוברת אחר כך באמצעות המתג, כדי להחזיר את בהירות הנורית.

השימוש בדיודות להנמכת רמת המתח על פני נוריות ה- LED מוודא כי ההליך אינו מפזר שום חום ולכן הופך ליעיל מאוד בהשוואה לנגד, שאחרת היה מפיץ חום רב בתהליך.

5) להאיר נורית 1 ואט עם תא AAA 1.5V

בעיצוב החמישי בואו ללמוד כיצד להאיר נורית 1 וואט באמצעות תא 1.5 AAA למשך זמן סביר.המעגל מבוסס כמובן על טכנולוגיית נהג דחיפה, נהיגה נבונה אחרת בעומס עצום כזה שמקור מינימלי כזה הוא מעבר לדמיון.

נורית 1 וואט היא ענקית יחסית בהשוואה למקור תא AAA 1.5 וולט.

נורית 1 וואט זקוקה למינימום אספקת 3 וולט שהיא כפולה מדירוג התאים הנ'ל.

שנית, נורית 1 וואט תדרוש בין 20 ל 350 mA זרם להפעלה, 100 mA הוא זרם מכובד להנעת מכונות אור אלה.

לכן שימוש בתא פנס AAA לצורך הפעולה שלעיל נראה מרוחק מאוד ולא בא בחשבון.

עם זאת המעגל הנדון כאן מוכיח את כולנו טועה ומניע בהצלחה נורית 1 וואט ללא סיבוכים רבים.

תודה ל- ZETEX, על כך שסיפק לנו את ה- IC ZXSC310 הקטן והנפלא הזה, שדורש רק כמה רכיבים פסיביים רגילים כדי לאפשר את ההישג הזה.

מבצע מעגל

התרשים מראה תצורה פשוטה למדי, שהיא בעצם ממיר דחיפה שהוגדר.

זרם הכניסה של 1.5 וולט מעובד על ידי ה- IC ליצירת תפוקה בתדירות גבוהה.

התדר מועבר על ידי הטרנזיסטור ודיודת השוטקי דרך המשרן.

ההחלפה המהירה של המשרן מספקת את הדחיפה הנדרשת במתח שהופך למתאים בדיוק להנעת נורית ה- 1 וואט המחוברת.

כאן, במהלך השלמת כל תדר, האנרגיה השמורה המאוחסנת בתוך המשרן נשאבת חזרה אל ה- LED ויוצרת את דחף המתח הנדרש, אשר שומר על ה- LED המואר במשך שעות ארוכות גם עם מקור קטן כמו תא 1.5 וולט.

תמונת אב טיפוס

מנהל התקן LED סולארי 1 ואט

זהו פרויקט תערוכת בית ספר אשר יכול לשמש ילדים כדי להראות כיצד ניתן להשתמש באנרגיה סולארית להארת נורית 1 וואט.

הרעיון התבקש על ידי מר גאנש, כמפורט להלן:

היי Swagatam, נתקלתי באתר שלך ומוצאת את העבודה שלך מאוד מעוררת השראה. כרגע אני עובד על תכנית מדע, טכנולוגיה, הנדסה ומתמטיקה (STEM) עבור סטודנטים בשנה 4-5 באוסטרליה. הפרויקט מתמקד בהגברת סקרנותם של ילדים לגבי מדע וכיצד הוא מתחבר ליישומים בעולם האמיתי.

התוכנית מציגה גם אמפתיה בתהליך התכנון ההנדסי בו לומדים צעירים בפני פרויקט אמיתי (הקשר) ועובדים עם עמיתיהם לבית הספר לפתרון בעיה עולמית. בשלוש השנים הבאות, ההתמקדות שלנו היא להציג לילדים את המדע שמאחורי החשמל ואת היישום בעולם האמיתי של הנדסת חשמל. מבוא לאופן שבו מהנדסים פותרים בעיות בעולם האמיתי לטובת החברה הגדולה יותר.

כרגע אני עובד על תכנים מקוונים לתוכנית, אשר יתמקדו בלומדים צעירים (כיתות ד'-ו ') הלומדים את יסודות החשמל, בפרט אנרגיה מתחדשת, כלומר שמש במקרה זה. באמצעות תוכנית למידה עצמית, ילדים לומדים וחוקרים אודות חשמל ואנרגיה, כאשר הם מתוודעים לפרויקט בעולם האמיתי, כלומר מתן תאורה לילדים המוגנים במחנות הפליטים ברחבי העולם. עם סיום תוכנית של חמישה שבועות, ילדים מקובצים בצוותים לבניית אורות סולאריים, שנשלחים לאחר מכן לילדים המקופחים ברחבי העולם.

כקרן חינוכית שאינה עם 4 רווחים אנו מבקשים את עזרתך בפריסת תרשים מעגלים פשוט, שיכול לשמש לבניית אור שמש 1 וואט כפעילות מעשית בכיתה. רכשנו גם 800 ערכות אור שמש מיצרן, אותם ירכיבו הילדים, אולם אנו זקוקים למישהו שיפשט את תרשים המעגל של ערכות האור הללו, שישמשו לשיעורים פשוטים בנושא חשמל, מעגלים וחישוב כוח, וולט, זרם והמרת אנרגיית שמש לאנרגיה חשמלית.

אני מצפה לשמוע ממך ולהמשיך בעבודה מעוררת השראה שלך.

עיצוב המעגלים

בכל פעם שנדרש בקר סולארי פשוט אך בטוח אנו הולכים בהכרח על ה- IC LM317 שנמצא בכל מקום. גם כאן אנו משתמשים באותו מכשיר זול ליישום מנורת LED 1 וואט המוצעת באמצעות פאנל סולארי.

תכנון המעגל השלם ניתן להלן:

בדיקה מהירה מגלה שאם קיים בקרת זרם, ניתן להתעלם מוויסות המתח. הנה גרסה פשוטה עבור הרעיון הנ'ל, תוך שימוש רק ב- מגביל זרם מעגל חשמלי.