1) Driver LED SMPS piccolo da 1 watt

Nel primo progetto, che è il più consigliato, studiamo un circuito driver LED SMPS che può essere utilizzato per pilotare LED ad alta potenza nominale ovunque tra 1 watt LED fino a 12 watt. Può essere alimentato direttamente da qualsiasi presa domestica da 220 V CA o 120 V CA.

introduzione

Il primo progetto spiega un piccolo progetto di convertitore buck SMPS non isolato (punto di carico non isolato), che è un circuito molto preciso, sicuro e facile da costruire. Impariamo i dettagli.

Caratteristiche principali

Il circuito di driver LED smps proposto è estremamente versatile e specificamente adatto per pilotare LED ad alta potenza.

Tuttavia essendo a topologia non isolata non fornisce sicurezza da scosse elettriche sul lato LED del circuito.

A parte l'inconveniente di cui sopra, il il circuito è impeccabile ed è virtualmente protetto da tutti i possibili pericoli legati alle sovratensioni di rete.

Sebbene una configurazione non isolata possa sembrare un po 'indesiderabile, solleva il costruttore dall'avvolgere sezioni primarie / secondarie complesse su nuclei elettrici, poiché il trasformatore qui viene sostituito con un paio di semplici induttanze di tipo a tamburo di ferrite.

Il componente principale qui responsabile dell'esecuzione di tutte le funzionalità è l'IC VIPer22A di ST microelectronics, che è stato specificamente progettato per tali piccolo driver LED compatto senza trasformatore da 1 watt applicazioni.

Schema elettrico

Funzionamento del circuito

Il funzionamento del circuito di questo driver LED da 1 watt a 12 watt può essere inteso come indicato sotto:

La rete di ingresso 220V o 120V AC è raddrizzata a semionda da D1 e C1.

C1 insieme all'induttore L0 e C2 costituiscono una rete di filtri a torta per annullare i disturbi EMI.

D1 dovrebbe essere preferibilmente sostituito con due diodi in serie per sostenere i picchi di 2kv burst generati da C1 e C2.

R10 garantisce un certo livello di protezione contro le sovratensioni e agisce come un fusibile in situazioni catastrofiche.

Come si può vedere nello schema circuitale sopra, la tensione su C2 viene applicata allo scarico mosfet interno dell'IC dal pin5 al pin8.

Una sorgente di corrente costante incorporata dell'IC VIPer fornisce una corrente di 1mA al pin4 dell'IC che è anche il pin Vdd dell'IC.

A circa 14,5 V a Vdd, le sorgenti di corrente vengono disattivate e forza il circuito IC in una modalità oscillatoria o avvia la pulsazione dell'IC.

I componenti Dz, C4 e D8 diventano la rete di regolazione del circuito, dove D8 carica C4 alla tensione di picco nel periodo a ruota libera e quando D5 è polarizzato in avanti.

Durante le azioni di cui sopra, la sorgente o il riferimento dell'IC è impostato a circa 1 V sotto terra.

Per informazioni complete sui dettagli del circuito del driver LED da 1 watt a 12 watt, consultare la seguente scheda tecnica pdf di ST microelectronics.

Dà TASHEET

2) Utilizzo di un alimentatore capacitivo senza trasformatore

Il prossimo driver LED da 1 watt spiegato di seguito mostra come costruire alcuni semplici da 220 V o 110 V. Circuito driver LED da 1 watt, questo ti costerebbe non più di 1/2 dollaro, escluso il LED ovviamente.

Ho già discusso tipo capacitivo di alimentazione in un paio di pali, come nel circuito della luce del tubo LED e in un circuito di alimentazione senza trasformatore, il presente circuito utilizza anche lo stesso concetto per pilotare il proposto LED da 1 watt.

Funzionamento del circuito

Nello schema circuitale vediamo un circuito di alimentazione capacitivo molto semplice per pilotare un LED da 1 watt, che può essere compreso con i seguenti punti.

Il condensatore 1uF / 400V all'ingresso costituisce il cuore del circuito e funziona come il principale componente limitatore di corrente del circuito. La funzione di limitazione della corrente assicura che la tensione applicata al LED non superi mai il livello di sicurezza richiesto.

Tuttavia i condensatori ad alta tensione hanno un problema serio, questi non limitano o non sono in grado di inibire l'accensione iniziale dell'alimentazione di rete in fretta, il che può essere fatale per qualsiasi circuito elettronico. I LED non fanno eccezione.
L'aggiunta di una resistenza da 56 Ohm all'ingresso aiuta a introdurre alcune misure di controllo dei danni, ma ancora da sola non può fare la completa salvaguardia dell'elettronica coinvolta.

Un MOV andrebbe sicuramente bene, anche per quanto riguarda un termistore? Sì, anche un termistore sarebbe una proposta gradita.
Ma questi sono relativamente più costosi e stiamo discutendo una versione economica per il progetto proposto, quindi vorremmo escludere tutto ciò che potrebbe superare il segno del dollaro per quanto riguarda il costo totale.

Così ho pensato a un modo innovativo di sostituire un MOV con un'alternativa ordinaria ed economica.

Qual è la funzione di un MOV

Serve ad affondare il burst iniziale di alta tensione / corrente a terra in modo che sia a terra prima di raggiungere il LED in questo caso.

Un condensatore ad alta tensione non avrebbe la stessa funzione se collegato attraverso il LED stesso. Sì, funzionerebbe sicuramente allo stesso modo di un MOV.

La figura mostra l'inserimento di un altro condensatore ad alta tensione direttamente ai capi del LED, che risucchia l'afflusso istantaneo di sovratensione durante l'accensione, lo fa durante la carica e quindi affonda quasi tutta la tensione iniziale in fretta facendo tutti i dubbi associati un tipo di alimentazione capacitivo chiaramente chiaro.

Il risultato finale come mostrato nella figura è un circuito driver LED da 1 watt pulito, sicuro, semplice ea basso costo, che può essere costruito direttamente a casa da qualsiasi hobbista elettronico e utilizzato per i piaceri personali e l'utilità.

ATTENZIONE: IL CIRCUITO MOSTRATO SOTTO NON E 'ISOLATO DALLA RETE AC, QUINDI E' ESTREMAMENTE PERICOLOSO AL TOCCO IN POSIZIONE ALIMENTATA.

Schema elettrico

NOTA: il LED nello schema sopra è un 12V 1 watt come mostrato di seguito:

Nel semplice circuito di pilotaggio a led da 1 watt mostrato sopra, i due condensatori da 4.7uF / 250 insieme ai resistori da 10 ohm formano una sorta di 'interruttore di velocità' nel circuito, questo approccio aiuta ad arrestare lo spunto di sovratensione all'accensione iniziale che a sua volta aiuta a salvaguardare il LED da eventuali danni.

Questa funzione può essere sostituita con un NTC famoso per le sue caratteristiche di soppressione dei picchi.

Questo modo migliorato per affrontare il problema dello spunto di picco iniziale potrebbe essere il collegamento di un termistore NTC in serie con il circuito o il carico.

Si prega di controllare il seguente collegamento per sapere come incorporare un termistore NTC nel circuito del driver LED da 1 watt proposto

Il circuito sopra può essere modificato nel modo seguente, tuttavia la luce potrebbe essere un po 'compromessa.

Un buon modo per affrontare il problema del picco di picco iniziale è collegare un termistore NTC in serie con il circuito o il carico.

Si prega di controllare il seguente collegamento per sapere come incorporare un termistore NTC nel circuito del driver LED da 1 watt proposto

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

3) Un driver LED stabilizzato da 1 watt che utilizza un alimentatore capacitivo

Driver LED stabilizzato da 1 watt con alimentatore capacitivo

Come si può vedere, 6nos di 1N4007 diodi vengono utilizzati attraverso l'uscita, nella loro modalità di polarizzazione diretta. Poiché ogni diodo produrrebbe una caduta di 0,6 V su se stesso, 6 diodi creerebbero una caduta totale di 3,6 V, che è la giusta quantità di tensione per il LED.

Ciò significa anche che i diodi devieranno il resto della potenza dalla sorgente a massa, e quindi manterranno l'alimentazione per il LED perfettamente stabilizzata e sicura.

Un altro circuito driver capacitivo da 1 watt stabilizzato

Il seguente design controllato da MOSFET è probabilmente il miglior circuito driver LED universale che garantisce una protezione al 100% per il LED da tutti i tipi di situazioni pericolose, come sovratensione improvvisa e sovracorrente o sovracorrente.

Un LED da 1 watt collegato al circuito di cui sopra sarebbe in grado di produrre circa 60 Lumen di intensità luminosa, equivalenti a una lampada a incandescenza da 5 watt.

Immagini prototipo

Il circuito sopra può essere modificato nel modo seguente, tuttavia la luce potrebbe essere un po 'compromessa.

4) Circuito driver LED da 1 Watt con batteria da 6V

Come si può vedere nel quarto diagramma, il concetto difficilmente utilizza alcun circuito o piuttosto non incorpora alcun componente attivo di fascia alta per l'implementazione richiesta di pilotare un LED da 1 watt.

Gli unici dispositivi attivi che sono stati impiegati nel circuito di pilotaggio LED da 1 watt più semplice proposto sono alcuni diodi e un interruttore meccanico.

I 6 volt iniziali da una batteria carica vengono ridotti al limite di 3,5 volt richiesto mantenendo tutti i diodi in serie o nel percorso della tensione di alimentazione del LED.

Poiché ogni diodo scende di 0,6 volt attraverso di esso, tutti e quattro insieme consentono solo a 3,5 volt di raggiungere il LED, accendendolo in modo sicuro, ma luminoso.

Quando l'illuminazione del LED diminuisce, ciascun diodo viene successivamente bypassato tramite l'interruttore, per ripristinare la luminosità del LED.

L'utilizzo dei diodi per abbassare il livello di tensione ai capi dei LED fa in modo che la procedura non dissipa calore e quindi diventa molto efficiente rispetto ad un resistore, che altrimenti avrebbe dissipato molto calore nel processo.

5) Illumina il LED da 1 Watt con una cella AAA da 1,5 V.

Nel quinto progetto impariamo come illuminare un LED da 1 watt utilizzando una cella 1.5 AAA per un ragionevole lasso di tempo.Il circuito è ovviamente basato sulla tecnologia del driver boost, altrimenti guidare un carico così enorme con una fonte così minima è oltre ogni immaginazione.

“come funziona una pompa elettrica? ”

Un LED da 1 watt è relativamente grande rispetto a una sorgente di celle AAA da 1,5 V.

Un LED da 1 watt necessita di un'alimentazione minima di 3 volt, che è il doppio della cella nominale sopra.

In secondo luogo, un LED da 1 watt richiederebbe ovunque tra 20 e 350 mA di corrente per funzionare, 100 mA è una corrente rispettabile per guidare queste macchine leggere.

Pertanto l'utilizzo di una pila a penna AAA per l'operazione di cui sopra sembra molto remoto e fuori questione.

Tuttavia il circuito discusso qui dimostra che tutti noi sbagliamo e guida con successo un LED da 1 watt senza molte complicazioni.

GRAZIE A ZETEX, per averci fornito questo meraviglioso piccolo IC ZXSC310, che richiede solo pochi componenti passivi ordinari per rendere possibile questa impresa.

Funzionamento del circuito

Il diagramma mostra una configurazione piuttosto semplice, che è fondamentalmente un convertitore boost impostato.

La CC in ingresso di 1,5 volt viene elaborata dall'IC per generare un'uscita ad alta frequenza.

La frequenza viene commutata dal transistor e dal diodo Schottky tramite l'induttore.

La rapida commutazione dell'induttore fornisce l'aumento di tensione richiesto che diventa appropriato per pilotare il LED da 1 watt collegato.

Qui, durante il completamento di ciascuna frequenza, l'energia immagazzinata equivalente all'interno dell'induttore viene pompata nuovamente nel LED generando l'aumento di tensione richiesto, che mantiene il LED illuminato per lunghe ore anche con una sorgente piccola come una cella da 1,5 volt.

Immagine prototipo

Driver LED solare da 1 Watt

Questo è un progetto di mostra scolastica che può essere utilizzato dai bambini per mostrare come l'energia solare può essere utilizzata per illuminare un LED da 1 watt.

L'idea è stata richiesta dal signor Ganesh, come indicato di seguito:

Ciao Swagatam, mi sono imbattuto nel tuo sito e ho trovato il tuo lavoro molto stimolante. Attualmente sto lavorando a un programma STEM (Science, Technology, Engineering and Math) per studenti del 4-5 anno in Australia. Il progetto si concentra sull'aumento della curiosità dei bambini per la scienza e su come si collega alle applicazioni del mondo reale.

Il programma introduce anche l'empatia nel processo di progettazione ingegneristica in cui i giovani studenti vengono introdotti a un progetto reale (contesto) e si impegnano con i loro compagni di scuola per risolvere un problema mondano. Per i prossimi tre anni, il nostro obiettivo è introdurre i bambini alla scienza che sta dietro l'elettricità e all'applicazione nel mondo reale dell'ingegneria elettrica. Un'introduzione al modo in cui gli ingegneri risolvono i problemi del mondo reale per il bene superiore della società.

Attualmente sto lavorando ai contenuti online per il programma, che si concentrerà su giovani studenti (Grade 4-6) che apprendono le basi dell'elettricità, in particolare l'energia rinnovabile, cioè il solare in questo caso. Attraverso un programma di apprendimento autodiretto, i bambini imparano ed esplorano l'elettricità e l'energia, quando vengono introdotti a un progetto del mondo reale, ovvero fornire illuminazione ai bambini ospitati nei campi profughi di tutto il mondo. Al termine di un programma di cinque settimane, i bambini vengono raggruppati in squadre per costruire luci solari, che vengono poi inviate ai bambini svantaggiati di tutto il mondo.
In qualità di fondazione educativa no 4, stiamo cercando la tua assistenza per tracciare un semplice schema elettrico, che potrebbe essere utilizzato per la costruzione di una luce solare da 1 watt come attività pratica in classe. Abbiamo anche procurato 800 kit di luce solare da un produttore, che i bambini assembleranno, tuttavia, abbiamo bisogno di qualcuno per semplificare lo schema del circuito di questi kit di luci, che verranno utilizzati per semplici lezioni su elettricità, circuiti e calcolo della potenza, volt, corrente e conversione dell'energia solare in energia elettrica.

Non vedo l'ora di sentirti e proseguo con il tuo lavoro stimolante.

Il design del circuito

Ogni volta che è necessario un regolatore solare semplice ma sicuro, andiamo inevitabilmente per l'onnipresente IC LM317. Anche qui utilizziamo lo stesso dispositivo economico per implementare la proposta lampada LED da 1 watt utilizzando un pannello solare.

Il progetto completo del circuito può essere visto di seguito:

Una rapida ispezione rivela che se è presente un controllo di corrente, la regolazione della tensione può essere ignorata. Ecco una versione semplificata per il concetto di cui sopra, utilizzando solo un file limitatore di corrente circuito.