Levný Hi-Wattový LED obvod řidiče chráněný proti přepětí

Levný Hi-Wattový LED obvod řidiče chráněný proti přepětí

Zvýšený počet stížností od čtenářů ohledně hořících LED diod spojených s mým dříve zveřejněným beztransformátorem 1 wattový LED obvod řidiče , přinutil mě vyřešit problém jednou provždy. Sekce napájecího zdroje zde diskutovaného obvodu zůstává přesně identická s předchozí konfigurací, s výjimkou zahrnutí „funkce zpoždění zapnutí“, která byla navržena výhradně mnou a přidána do obvodu pro odstranění problému s hořící LED (doufejme).

Potlačení nárazového přepětí v kapacitních napájecích zdrojích

Stížnosti, které jsem stále přijímal, byly nepochybně kvůli počátečnímu přepnutí ON, které stále ničilo 1 wattové LED připojené na výstupu obvodu.



Výše uvedený problém je docela běžný u všech kapacitních typů napájecích zdrojů a tyto typy napájecích zdrojů způsobily mnoho špatné pověsti.

Proto se obvykle mnoho fandů a dokonce i inženýrů rozhoduje pro kondenzátory s nižšími hodnotami, protože se obávají výše uvedeného důsledku, pokud jsou zahrnuty kondenzátory s vyšší hodnotou.

Pokud si však myslím, kapacitní beztransformátorové napájecí zdroje jsou vynikající levné a kompaktní obvody adaptéru AC na DC, které vyžadují malé úsilí.



Pokud je přepínání ON řádně řešeno, tyto obvody by byly neposkvrněné a mohly by být použity bez obav z poškození výstupního zatížení, zejména LED.

Jak se přepětí vyvíjí

Během zapnutí se kondenzátor chová jako zkrat na několik mikrosekund, dokud se nenabije a teprve poté zavede požadovanou reaktanci do připojeného obvodu, takže příslušné množství proudu dosáhne pouze obvodu.

Prvních několik mikrosekundových krátkých podmínek na kondenzátoru však způsobí obrovský nárůst připojeného zranitelného obvodu a někdy stačí ke zničení doprovodné zátěže.



Výše uvedenou situaci lze účinně zkontrolovat, pokud je připojená zátěž blokována v reakci na počáteční rázový ráz zapnutí, nebo jinými slovy můžeme eliminovat počáteční ráz tím, že zátěž vypneme, dokud nedosáhneme bezpečného období.

Použití funkce Zpoždění

Toho lze velmi snadno dosáhnout přidáním funkce zpoždění do obvodu. A to je přesně to, co jsem zahrnoval do tohoto navrhovaného obvodu hi-wattového LED ovladače chráněného proti přepětí.

Obrázek ukazuje jako obvykle vstupní kondenzátor následovaný můstkovým usměrňovačem, dokud zde není vše docela běžné kapacitní napájení.

Další fáze, která zahrnuje dva 10 K odpory, dva kondenzátory, tranzistor a zenerovou diodu, tvoří části důležitého obvodu časovače zpoždění.

Když je napájení zapnuto, dva odpory a kondenzátory omezují vedení tranzistoru, dokud se oba kondenzátory plně nenabijí, a umožňují, aby předpěťové napětí dosáhlo základny tranzistoru, a rozsvítí připojenou LED po zpoždění asi 2 sekund.

Zener je také zodpovědný za prodloužení zpoždění o dvě sekundy.

Dioda 1N4007 na jednom z odporů 10K rhe a rezistor 100 K na jednom z kondenzátorů 470uF pomáhá kondenzátorům volně se vybíjet, jakmile je napájení VYPNUTO, takže cyklus může při každé příležitosti opakovat vynucení přepěťové ochrany.

Pro zvýšení výstupního výkonu může být do série zapojeno více LED, ale jejich počet nesmí překročit 25 nosů.

Kruhový diagram

AKTUALIZACE: V této části je pojednáno o pokročilejším designu obvod beznapěťového beztransformátorového napájení bez přepětí

Videa níže ukazují, že LED diody se rozsvítí přibližně po sekundě po zapnutí napájení.

Stížnosti čtenářů (rezistory hoří, tranzistor se zahřívá)

Výše uvedený koncept vypadá skvěle, ale pravděpodobně nefunguje dobře s navrhovaným napájením kondenzátoru vysokého napětí.

Okruh musí být hodně prozkoumán, než se zcela zbaví problémů.

Rezistory ve výše uvedeném obvodu nejsou schopny odolat vysokým proudovým požadavkům, totéž platí pro tranzistor, který se v procesu také velmi zahřívá.

Nakonec můžeme říci, že pokud není výše uvedený koncept důkladně prostudován a kompatibilní s kapacitním beztransformátorovým napájením, obvod nelze prakticky použít.

Mnohem robustní a bezpečný nápad

I když výše uvedený koncept nefungoval, neznamená to, že vysokonapěťové kapacitní napájecí zdroje jsou zcela beznadějné.

Existuje jeden nový způsob řešení problémů s přepětím a zajištění odolnosti obvodu.

Je to použitím mnoha diod 1N4007 v sérii na výstupu nebo paralelně s připojenými LED.

Pojďme se podívat na okruh:

Výše uvedený obvod ještě nebude testován po mnoho měsíců, takže je to stále v počátcích, ale nemyslím si, že náraz z kondenzátoru bude dostatečně vysoký, aby vyhodil diody o výkonu 300 V a 1 ampér.

Pokud diody zůstanou v bezpečí, zůstanou i LED.

Do série lze umístit více diod pro uložení většího počtu LED diod.

Používání Power Mosfet

První pokus o obvod, který se zdál být citlivý na kauzality přepětí, lze účinně napravit nahrazením výkonového BJT mosfetem s 1 ampérem, jak je znázorněno v následujícím diagramu.
MOSFET je zařízení řízené napětím, zde se hradlový proud stává nehmotným, a proto vysoce odolný rezistor 1M funguje perfektně, vysoká hodnota zajišťuje, že se rezistor během prvního zapnutí napájení nezahřívá ani nespaluje. Rovněž umožňuje použití kondenzátoru s relativně nízkou hodnotou pro požadovanou funkci potlačení přepětí ON.

Malé šetření odhalilo, že vysokonapěťový tranzistor v prvním schématu není skutečně potřeba, ale může být nahrazen vysokoproudým tranzistorem Darlington TIP122, jak je znázorněno v následujícím schématu.

Náraz vysokého napětí z kondenzátoru se stává neúčinným proti vysokonapěťovým specifikacím tranzistoru a LED diod a nedochází k jejich poškození, ve skutečnosti nutí vysoké napětí k poklesu na stanovené přípustné bezpečné meze LED diod a tranzistoru.

TIP122 také umožňuje použití vysoce hodnotného základního rezistoru, čímž zajišťuje, že se v průběhu času nezohřívá ani neodfoukne, umožňuje také začlenění nízkohodnotového kondenzátoru do základny tranzistoru pro implementaci požadovaný efekt zpožděného zapnutí.

Používání Power BJT

Výše uvedený design se dále zlepšuje z hlediska bezpečnosti a potlačení přepětí při použití v běžném kolektorovém režimu, jak je uvedeno níže:




Předchozí: Dálkově ovládané autíčko pomocí 433 MHz dálkových modulů Další: Obvod MOSFET motocyklu s plnou vlnou bočníku