Het toegenomen aantal klachten van de lezers over brandende LED's in verband met mijn eerder geposte transformatorloos 1 watt LED-stuurcircuit , dwong me om het probleem voor eens en altijd op te lossen. Het voedingsgedeelte van het hier besproken circuit blijft exact identiek aan de vorige configuratie, behalve de opname van de 'inschakelvertragingsfunctie' die exclusief door mij is ontworpen en is toegevoegd in het circuit om het brandende LED-probleem op te lossen (hopelijk).
Onderdrukking van inschakelpieken in capacitieve voedingen
De klachten die ik bleef ontvangen, waren ongetwijfeld het gevolg van de initiële inschakelstroom die de 1 watt LED's die aan de uitgang van het circuit waren aangesloten, steeds vernietigde.
Het bovenstaande probleem komt vrij vaak voor bij alle capacitieve soorten voedingen, en de problemen hebben veel slechte reputatie bij dit soort voedingen gecreëerd.
Daarom kiezen veel hobbyisten en zelfs ingenieurs normaal gesproken voor condensatoren met een lagere waarde, omdat ze bang zijn voor het bovenstaande gevolg in het geval dat condensatoren met een grotere waarde worden meegeleverd.
Maar voor zover ik denk, zijn capacitieve transformatorloze voedingen buitengewoon goedkope en compacte AC-naar-DC-adaptercircuits die weinig moeite kosten om te bouwen.
Als de inschakelpiek op de juiste manier wordt aangepakt, worden deze circuits brandschoon en kunnen ze worden gebruikt zonder de angst voor enige schade aan de uitgangsbelasting, vooral een LED.
Hoe Surge is ontwikkeld
Tijdens het inschakelen werkt de condensator een paar microseconden als een kortsluiting totdat hij wordt opgeladen en pas dan introduceert hij de vereiste reactantie in het aangesloten circuit, zodat de juiste hoeveelheid stroom alleen het circuit bereikt.
De aanvankelijke kortsluiting van enkele microseconden over de condensator veroorzaakt echter een enorme piek in het aangesloten kwetsbare circuit en is soms voldoende om de bijbehorende belasting te vernietigen.
De bovenstaande situatie kan effectief worden gecontroleerd als de aangesloten belasting niet reageert op de initiële inschakelschok, of met andere woorden, we kunnen de initiële piek elimineren door de belasting UIT te laten tot de veilige periode is bereikt.
Een vertragingsfunctie gebruiken
Dit kan heel gemakkelijk worden bereikt door een vertragingsfunctie aan het circuit toe te voegen. En dat is precies wat ik heb opgenomen in dit voorgestelde high-watt LED-drivercircuit met overspanningsbeveiliging.
De figuur toont zoals gewoonlijk een ingangscondensator, gevolgd door een bruggelijkrichter, totdat hier alles een vrij algemene capacitieve voeding is.
De volgende fase die de twee weerstanden van 10 K, twee condensatoren, een transistor en de zenerdiode omvat, vormen de onderdelen van het belangrijke vertragingstimercircuit.
Wanneer de stroom is ingeschakeld, zorgen de twee weerstanden en de condensatoren ervoor dat de transistor niet kan geleiden totdat beide condensatoren volledig zijn opgeladen en zorgt ervoor dat de voorspanning de transistorbasis bereikt, waardoor de aangesloten LED na een vertraging van ongeveer 2 seconden wordt verlicht.
De zener is ook verantwoordelijk voor het verlengen van de vertraging met twee seconden.
De 1N4007-diode over een van de 10K-weerstanden en de 100K-weerstand over een van de 470uF-condensatoren helpt de condensatoren vrij te ontladen zodra de stroom is uitgeschakeld, zodat de cyclus zich kan herhalen en de overspanningsbeveiliging bij elke gelegenheid in werking treedt.
Er kunnen meer LED's in serie worden geschakeld om het uitgangsvermogen te verhogen, maar het aantal mag niet groter zijn dan 25 nrs.
Schakelschema
UPDATE: Hierin wordt een meer geavanceerd ontwerp besproken nuldoorgang gecontroleerd stroomstootvrij transformatorloos voedingscircuit
De onderstaande video's laten zien dat de LED's oplichten na ongeveer een seconde nadat de stroom is ingeschakeld.
Klachten van de lezers (weerstanden branden, transistor wordt heet)
Het bovenstaande concept ziet er geweldig uit, maar werkt waarschijnlijk niet goed met de voorgestelde hoogspanningscondensatorvoeding.
Het circuit moet veel worden onderzocht voordat het volledig vrij van problemen wordt.
De weerstanden in het bovenstaande circuit zijn niet bestand tegen hoge stroomvereisten, hetzelfde geldt voor de transistor die tijdens het proces ook behoorlijk heet wordt.
Ten slotte kunnen we zeggen dat, tenzij het bovenstaande concept grondig wordt bestudeerd en compatibel gemaakt met een capacitieve transformatorloze voeding, het circuit niet praktisch kan worden gebruikt.
Een veel robuust en veilig idee
Hoewel het bovenstaande concept niet werkte, betekent dit niet dat de capacitieve hoogspanningsvoedingen volkomen hopeloos zijn.
Er is een nieuwe manier om de piekproblemen aan te pakken en het circuit fail-proof te maken.
Het is door veel 1N4007-diodes in serie aan de uitgang of parallel aan de aangesloten LEds te gebruiken.
Laten we het circuit eens bekijken:
Het bovenstaande circuit moet nog vele maanden worden getest, dus dit zijn nog prille dagen, maar ik denk niet dat de piek van de condensator hoog genoeg zal zijn om de 300V, 1 ampère nominale diodes te laten doorbranden.
Als de diodes veilig blijven, zullen de LED's dat ook doen.
Er kunnen meer diodes in serie worden geplaatst om meer LED's op te nemen.
Met behulp van een Power Mosfet
De eerste circuitpoging die zelf kwetsbaar leek te zijn voor piekoorzaken, kan effectief worden verholpen door de stroom-BJT te vervangen door een 1 amp-mosfet, zoals weergegeven in het volgende diagram.
Omdat de mosfet een spanningsgestuurd apparaat is, wordt de poortstroom hier immaterieel en daarom werkt een hoge 1M weerstand perfect, de hoge waarde zorgt ervoor dat de weerstand niet opwarmt of verbrandt tijdens de eerste stroomschakelaar AAN. Het vergemakkelijkt ook een condensator met een relatief lage waarde die kan worden gebruikt voor de vereiste functie voor het onderdrukken van de vertraging AAN piekstroom.
Een klein onderzoek heeft uitgewezen dat de hoogspanningstransistor in het eerste diagram eigenlijk niet nodig is, maar kan worden vervangen door een Darlington TIP122-transistor met hoge stroomsterkte, zoals weergegeven in het volgende diagram.
De hoge spanningspiek van de condensator wordt ondoelmatig tegen de hoge stroomspecificaties van de transistor en de LED's en er wordt geen schade aan hen toegebracht, in feite dwingt het de hoogspanning te dalen tot de gespecificeerde toelaatbare veilige limieten van de LED's en de transistor.
De TIP122 maakt ook het gebruik van een hoogwaardige basisweerstand mogelijk, waardoor het ervoor zorgt dat deze niet na verloop van tijd heet wordt of afblaast, het maakt ook de opname mogelijk van een laagwaardige condensator aan de basis van de transistor voor het implementeren van de vereist vertraagd inschakelen effect.
Met behulp van een Power BJT
Het bovenstaande ontwerp verbetert verder in termen van veiligheid en overspanningsonderdrukking bij gebruik in een gemeenschappelijke collectormodus, zoals hieronder weergegeven:
Een paar: Op afstand bestuurbare speelgoedauto met 433 MHz afstandsmodules Volgende: Motorcycle MOSFET Full Wave Shunt Regulator Circuit
