1) Kleine 1 watt SMPS LED-driver

In het eerste ontwerp, dat het meest wordt aanbevolen, bestuderen we een SMPS LED-drivercircuit dat kan worden gebruikt voor het aansturen van LED's met een hoog wattage met een nominale waarde tussen 1 watt LED tot 12 watt. Hij kan rechtstreeks worden aangestuurd vanaf elk stopcontact van 220 V AC of 120 V AC.

Invoering

Het eerste ontwerp verklaart een klein niet-geïsoleerd SMPS-buck-converterontwerp (niet-geïsoleerd Point of Loads), dat een zeer nauwkeurig, veilig en gemakkelijk te bouwen circuit is. Laten we de details leren.

Belangrijkste kenmerken

Het voorgestelde smps LED-stuurcircuit is extreem veelzijdig en specifiek geschikt voor het aansturen van LED's met een hoog wattage.

Als een niet-geïsoleerde topologie biedt geen bescherming tegen elektrische schokken aan de LED-zijde van het circuit.

Afgezien van het bovenstaande nadeel, de circuit is onberispelijk en is nagenoeg beschermd tegen alle mogelijke gevaren die verband houden met stroompieken.

Hoewel een niet-geïsoleerde configuratie er misschien wat ongewenst uitziet, ontlast het de constructeur van het opwikkelen van complexe primaire / secundaire secties op E-kernen, aangezien de transformator hier wordt vervangen door een paar eenvoudige ferriet-trommelsmoorspoelen.

Het belangrijkste onderdeel dat hier verantwoordelijk is voor de uitvoering van alle functies is de IC VIPer22A van ST microelectronics, die speciaal is ontworpen voor dergelijke kleine transformatorloze compacte 1 watt LED driver toepassingen.

Schakelschema

Circuit werking

De circuitwerking van deze 1 watt tot 12 watt LED-driver kan worden uitgelegd als onder:

Het ingangsnet 220V of 120V AC is halfgolf gelijkgericht door D1 en C1.

C1 vormt samen met de inductor L0 en C2 een taartfilternetwerk voor het opheffen van EMI-storingen.

D1 moet bij voorkeur worden vervangen door twee diodes in serie voor het ondersteunen van de 2kv spikes bursts gegenereerd door C1 en C2.

R10 zorgt voor een zeker niveau van overspanningsbeveiliging en fungeert als een lont tijdens rampzalige situaties.

Zoals te zien is in het bovenstaande schakelschema, wordt de spanning over C2 toegepast op de interne mosfet-afvoer van de IC op pin5 tot pin8.

Een ingebouwde constante stroombron van de VIPer IC levert een stroom van 1 mA aan pin4 van de IC, die ook de Vdd-pin van de IC is.

Bij ongeveer 14,5 V bij Vdd worden de stroombronnen UITgeschakeld en dwingen de IC-schakelingen in een oscillerende modus of initieert het pulseren van de IC.

De componenten Dz, C4 en D8 worden het circuitregelnetwerk, waar D8 C4 oplaadt tot de piekspanning in de vrijloopperiode en wanneer D5 voorwaarts is voorgespannen.

Tijdens de bovenstaande acties wordt de bron of de referentie van de IC ingesteld op ongeveer 1V onder de grond.

Voor uitgebreide informatie over de circuitdetails van de 1 watt tot 12 watt LED-driver, gaat u naar de volgende pdf-datasheet van ST microelectronics.

GEEFT TASHEET

2) Transformatorloze capacitieve voeding gebruiken

De volgende 1 watt LED-driver die hieronder wordt uitgelegd, laat zien hoe je een paar eenvoudige 220 V of 110 V-apparaten kunt bouwen 1 watt LED-stuurcircuit, dat kost je niet meer een 1/2 dollar, exclusief de LED natuurlijk.

Heb ik al besproken capacitief type voeding in een paar palen, zoals in een LED-buislichtcircuit en in een transformatorloos voedingscircuit, gebruikt het huidige circuit hetzelfde concept voor het aansturen van de voorgestelde 1 watt LED.

Circuit werking

In het schakelschema zien we een zeer eenvoudig capacitief voedingscircuit voor het aansturen van een 1 watt LED, wat begrepen kan worden met de volgende punten.

De 1uF / 400V condensator aan de ingang vormt het hart van het circuit en fungeert als de belangrijkste stroombegrenzercomponent van het circuit. De stroombegrenzende functie zorgt ervoor dat de spanning die op de LED wordt toegepast nooit het vereiste veilige niveau overschrijdt.

Hoogspanningscondensatoren hebben echter één ernstig probleem: deze beperken of zijn niet in staat om de eerste keer dat de netspanning wordt ingeschakeld te verhinderen, wat fataal kan zijn voor elk elektronisch circuit. LED's zijn geen uitzondering.
Het toevoegen van een weerstand van 56 Ohm aan de ingang helpt om enkele schadebeperkende maatregelen te introduceren, maar toch kan het alleen niet de volledige beveiliging van de betrokken elektronica doen.

Een MOV zou zeker doen, ook hoe zit het met een thermistor? Ja, een thermistor zou ook een welkom voorstel zijn.
Maar deze zijn relatief aan de duurdere kant en we bespreken een goedkope versie voor het voorgestelde ontwerp, dus we zouden alles willen uitsluiten dat een dollarteken zou overschrijden voor zover het de totale kosten betreft.

Dus ik bedacht een innovatieve manier om een MOV te vervangen door een gewoon, goedkoop alternatief.

Wat is de functie van een MOV

Het is om de eerste uitbarsting van hoge spanning / stroom naar aarde te laten zinken, zodat deze in dit geval wordt geaard voordat deze de LED bereikt.

Zou een hoogspanningscondensator niet dezelfde functie hebben als deze over de LED zelf is aangesloten? Ja, het zou zeker op dezelfde manier werken als een MOV.

De afbeelding toont het inbrengen van een andere hoogspanningscondensator direct over de LED, die de onmiddellijke instroom van spanningspieken zuigt tijdens het inschakelen van de stroom, het doet dit tijdens het opladen en zakt dus bijna de hele initiële spanning in de haast, waardoor alle twijfels die met een capacitief type voeding duidelijk duidelijk.

Het eindresultaat zoals weergegeven in de afbeelding is een schoon, veilig, eenvoudig en goedkoop 1 watt LED-drivercircuit, dat door elke elektronische hobbyist thuis kan worden gebouwd en kan worden gebruikt voor persoonlijk plezier en nut.

LET OP: HET HIERONDER WEERGEGEVEN CIRCUIT IS NIET GEÏSOLEERD VAN DE AC-NETVOEDING, DAAROM IS HET UITERST GEVAARLIJK VOOR AANRAKING IN GEVOEDE POSITIE.

Schakelschema

OPMERKING: De LED in het bovenstaande diagram is een 12V 1 watt zoals hieronder weergegeven:

In het hierboven getoonde eenvoudige 1 watt led-stuurcircuit, vormen de twee 4.7uF / 250 condensatoren samen met de 10 ohm weerstanden een soort 'snelheidsonderbreker' in het circuit, deze benadering helpt om de initiële schakelaar AAN-piekstroom te stoppen die op zijn beurt helpt om de LED te beschermen tegen beschadiging.

Deze functie kan worden vervangen door een NTC die populair is vanwege hun overspanningsonderdrukkende functies.

Deze verbeterde manier om het initiële piekstroomprobleem aan te pakken, zou kunnen zijn door een NTC-thermistor in serie aan te sluiten met het circuit of de belasting.

Bekijk de volgende link om te weten hoe u een NTC-thermister in het voorgestelde 1 watt LED-stuurcircuit kunt inbouwen

Het bovenstaande circuit kan op de volgende manier worden gewijzigd, maar het licht kan een beetje worden aangetast.

Een goede manier om het initiële piekstroomprobleem aan te pakken, is door een NTC-thermistor in serie met het circuit of de belasting te verbinden.

Bekijk de volgende link om te weten hoe u een NTC-thermister in het voorgestelde 1 watt LED-stuurcircuit kunt inbouwen

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

3) Een gestabiliseerde 1 watt LED-driver met capacitieve voeding

Zoals te zien is, worden 6nos van 1N4007-diodes gebruikt over de uitgang, in hun voorwaarts voorgespannen modus. Aangezien elke diode een daling van 0,6 V over zichzelf zou produceren, zouden 6 diodes een totale daling van 3,6 V creëren, wat precies de juiste hoeveelheid spanning is voor de LED.

Dit betekent ook dat de diodes de rest van het vermogen van de bron naar aarde zouden overbruggen, en zo de voeding voor de LED perfect gestabiliseerd en veilig houden.

Nog een gestabiliseerd capacitief stuurcircuit van 1 watt

Het volgende MOSFET-gestuurde ontwerp is waarschijnlijk het beste universele LED-stuurcircuit dat een 100% bescherming van de LED garandeert tegen alle soorten gevaarlijke situaties, zoals plotselinge overspanning en overstroom of piekstroom.

Een LED van 1 watt die met het bovenstaande circuit is verbonden, zou ongeveer 60 lumen aan lichtintensiteit kunnen produceren, wat overeenkomt met een gloeilamp van 5 watt.

Prototype afbeeldingen

Het bovenstaande circuit kan op de volgende manier worden gewijzigd, maar het licht kan een beetje worden aangetast.

4) 1 Watt LED-stuurcircuit met een 6V-batterij

Zoals te zien is in het vierde diagram, maakt het concept nauwelijks gebruik van een circuit of bevat het liever geen hi-end actieve component voor de vereiste implementatie van het aansturen van een 1 watt LED.

De enige actieve apparaten die zijn gebruikt in het voorgestelde eenvoudigste LED-stuurcircuit van 1 watt zijn een paar diodes en een mechanische schakelaar.

De aanvankelijke 6 volt van een opgeladen batterij wordt verlaagd tot de vereiste limiet van 3,5 volt door alle diodes in serie of in het pad van de voedingsspanning van de LED te houden.

Omdat elke diode 0,6 volt eroverheen laat vallen, laten alle vier samen slechts 3,5 volt toe om de LED te bereiken, waardoor deze veilig en toch helder wordt verlicht.

Naarmate de verlichting van de LED afneemt, wordt elke diode vervolgens met de schakelaar omzeild om de helderheid van de LED te herstellen.

Het gebruik van de diodes voor het verlagen van het spanningsniveau over de leds zorgt ervoor dat de procedure geen warmte afvoert en daardoor zeer efficiënt wordt in vergelijking met een weerstand, die anders veel warmte zou hebben afgevoerd tijdens het proces.

5) Verlicht 1 Watt LED met een 1.5V AAA-cel

Laten we in het 5e ontwerp leren hoe we een 1 watt LED gedurende een redelijke tijd kunnen verlichten met een 1.5 AAA-cel.Het circuit is duidelijk gebaseerd op boost driver-technologie, anders is het rijden met zo'n enorme belasting met zo'n minimale bron onvoorstelbaar.

“wat is het doel van een netwerkinterfacekaart? ”

Een 1 watt LED is relatief groot in vergelijking met een 1,5 V AAA-celbron.

Een LED van 1 watt heeft minimaal 3 volt nodig, wat het dubbele is van de bovenstaande celwaarde.

Ten tweede zou een LED van 1 watt ergens tussen de 20 en 350 mA stroom nodig hebben om te werken, waarbij 100 mA een respectabele stroom is om deze lichte machines aan te drijven.

Daarom lijkt het gebruik van een AAA-penlight-cel voor de bovenstaande bewerking erg afgelegen en ondenkbaar.

Het besproken circuit hier bewijst echter dat we allemaal ongelijk hebben en met succes een 1 watt LED aansturen zonder veel complicaties.

DANK AAN ZETEX, voor het leveren van deze prachtige kleine IC ZXSC310, die slechts een paar gewone passieve componenten nodig heeft om deze prestatie mogelijk te maken.

Circuit werking

Het diagram toont een vrij eenvoudige configuratie, die in feite een boost-converter is.

De input DC van 1,5 volt wordt verwerkt door de IC om een hoogfrequente output te genereren.

De frequentie wordt geschakeld door de transistor en de schottky-diode via de inductor.

Het snelle schakelen van de inductor zorgt voor de vereiste boost in de spanning die precies geschikt wordt voor het aansturen van de aangesloten 1 watt LED.

Hier, tijdens het voltooien van elke frequentie, wordt de equivalente opgeslagen energie in de inductor teruggepompt in de LED, waardoor de vereiste spanningsverhoging wordt gegenereerd, waardoor de LED urenlang verlicht blijft, zelfs met een bron die zo klein is als een cel van 1,5 volt.

Prototype afbeelding

1 Watt LED-driver op zonne-energie

Dit is een schooltentoonstellingsproject dat door kinderen kan worden gebruikt om te laten zien hoe zonne-energie kan worden gebruikt voor het verlichten van een 1 watt LED.

Het idee werd aangevraagd door de heer Ganesh, zoals hieronder weergegeven:

Hallo Swagatam, ik ben je site tegengekomen en vind je werk erg inspirerend. Ik werk momenteel aan een Science, Technology, Engineering and Math (STEM) -programma voor jaar 4-5 studenten in Australië. Het project richt zich op het vergroten van de nieuwsgierigheid van kinderen naar wetenschap en hoe deze verbinding maakt met praktische toepassingen.

Het programma introduceert ook empathie in het technische ontwerpproces, waarbij jonge leerlingen kennis maken met een echt project (context) en samen met hun medeschoolgenoten een werelds probleem oplossen. Voor de komende drie jaar ligt onze focus op het introduceren van kinderen in de wetenschap achter elektriciteit en de praktische toepassing van elektrotechniek. Een inleiding tot hoe ingenieurs echte problemen oplossen voor het algemeen belang van de samenleving.

Ik werk momenteel aan online inhoud voor het programma, dat zich zal richten op jonge leerlingen (graad 4-6) die de basisprincipes van elektriciteit leren, in het bijzonder hernieuwbare energie, in dit geval zonne-energie. Door middel van een zelfgestuurd leerprogramma leren en ontdekken kinderen over elektriciteit en energie, terwijl ze kennis maken met een realistisch project, d.w.z. verlichting bieden aan kinderen die worden opgevangen in vluchtelingenkampen over de hele wereld. Na voltooiing van een programma van vijf weken worden kinderen in teams gegroepeerd om zonnelampen te bouwen, die vervolgens naar de kansarme kinderen over de hele wereld worden gestuurd.
Als educatieve stichting zonder winstoogmerk vragen we uw hulp bij het ontwerpen van een eenvoudig schakelschema, dat kan worden gebruikt voor de constructie van een 1 watt solarlamp als praktische activiteit in de klas. We hebben ook 800 zonneverlichtingssets van een fabrikant aangeschaft, die de kinderen zullen monteren, maar we hebben iemand nodig om het schakelschema van deze verlichtingssets te vereenvoudigen, die zullen worden gebruikt voor eenvoudige lessen over elektriciteit, circuits en berekening van het vermogen, volt, stroom en omzetting van zonne-energie in elektrische energie.

Ik hoor graag van je en ga door met je inspirerende werk.

Het circuitontwerp

Wanneer een eenvoudige maar veilige zonnecontroller vereist is, gaan we onvermijdelijk voor de alomtegenwoordige IC LM317. Ook hier gebruiken we hetzelfde goedkope apparaat om de voorgestelde 1 watt LED-lamp te implementeren met behulp van een zonnepaneel.

Het volledige circuitontwerp is hieronder te zien:

Een snelle inspectie leert dat als er een stroomregeling aanwezig is, de spanningsregeling kan worden genegeerd. Hier is een vereenvoudigde versie voor het bovenstaande concept, met alleen een stroombegrenzer circuit.