1) ไดรเวอร์ LED SMPS ขนาดเล็ก 1 วัตต์

ในการออกแบบครั้งแรกซึ่งเป็นวิธีที่แนะนำมากที่สุดเราศึกษาวงจรขับ LED SMPS ซึ่งสามารถใช้สำหรับการขับ LED วัตต์สูงที่มีพิกัดระหว่าง LED 1 วัตต์ไม่เกิน 12 วัตต์ สามารถขับเคลื่อนโดยตรงจากเต้าเสียบไฟ 220V AC หรือ 120V AC ในประเทศใดก็ได้

บทนำ

การออกแบบครั้งแรกอธิบายถึงการออกแบบตัวแปลงบั๊ก SMPS ขนาดเล็กที่ไม่แยก (Point of Loads ที่ไม่แยก) ซึ่งมีความแม่นยำปลอดภัยและง่ายต่อการสร้างวงจร มาเรียนรู้รายละเอียดกัน

คุณสมบัติหลัก

วงจรขับ LED smps ที่นำเสนอมีความหลากหลายและเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการขับ LED วัตต์สูง

อย่างไรก็ตามการเป็น โทโพโลยีแบบไม่แยก ไม่ให้ความปลอดภัยจากไฟฟ้าช็อตที่ด้าน LED ของวงจร

นอกเหนือจากข้อเสียเปรียบข้างต้นแล้วไฟล์ วงจรไม่มีที่ติ และแทบจะได้รับการปกป้องจากอันตรายจากไฟกระชากที่เป็นไปได้ทั้งหมด

แม้ว่าการกำหนดค่าแบบไม่แยกส่วนอาจดูไม่เป็นที่พึงปรารถนาเล็กน้อย แต่ก็ช่วยลดตัวสร้างจากการคดเคี้ยวส่วนหลัก / รองที่ซับซ้อนบน E-cores เนื่องจากหม้อแปลงที่นี่ถูกแทนที่ด้วยโช้กเฟอร์ไรต์แบบดรัมสองสามแบบ

องค์ประกอบหลักที่นี่รับผิดชอบในการดำเนินการของคุณสมบัติทั้งหมดคือ IC VIPer22A จาก ST microelectronics ซึ่งได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับ ไดร์เวอร์ LED 1 วัตต์ขนาดกะทัดรัดไร้หม้อแปลงขนาดเล็ก แอปพลิเคชัน

แผนภูมิวงจรรวม

การทำงานของวงจร

การทำงานของวงจรของไดรเวอร์ LED 1 วัตต์ถึง 12 วัตต์นี้สามารถเข้าใจได้ตามที่ระบุไว้ใน:

อินพุตเมน 220V หรือ 120V AC เป็นครึ่งคลื่นที่แก้ไขโดย D1 และ C1

C1 พร้อมกับตัวเหนี่ยวนำ L0 และ C2 เป็นเครือข่ายตัวกรองวงกลมสำหรับยกเลิกการรบกวน EMI

ควรแทนที่ D1 ด้วยไดโอดสองชุดต่อเนื่องกันเพื่อคงไว้ซึ่งการระเบิดแหลม 2kv ที่สร้างโดย C1 และ C2

R10 ช่วยให้มั่นใจได้ในระดับหนึ่งของการป้องกันไฟกระชากและทำหน้าที่เหมือนฟิวส์ในสถานการณ์ที่เกิดภัยพิบัติ

ดังที่เห็นในแผนภาพวงจรด้านบนแรงดันไฟฟ้าทั่ว C2 จะถูกนำไปใช้กับท่อระบายน้ำมอสเฟ็ทภายในของ IC ที่พิน 5 ถึงพิน 8

แหล่งที่มาของกระแสคงที่ในตัวของ VIPer IC ให้กระแส 1mA ไปยังพิน 4 ของ IC ซึ่งเป็นพิน Vdd ของ IC ด้วย

ที่ประมาณ 14.5V ที่ Vdd แหล่งที่มาปัจจุบันจะปิดและบังคับให้วงจร IC เข้าสู่โหมดออสซิลเลเตอร์หรือเริ่มการกะพริบของ IC

ส่วนประกอบ Dz, C4 และ D8 กลายเป็นเครือข่ายการควบคุมวงจรโดยที่ D8 จะชาร์จ C4 ไปยังแรงดันไฟฟ้าสูงสุดในช่วงอิสระและเมื่อ D5 ถูกลำเอียงไปข้างหน้า

ในระหว่างการดำเนินการข้างต้นแหล่งที่มาหรือการอ้างอิงของ IC จะถูกตั้งค่าไว้ที่ประมาณ 1V ด้านล่างกราวด์

สำหรับข้อมูลที่ครอบคลุมเกี่ยวกับรายละเอียดวงจรของไดรเวอร์ LED 1 วัตต์ถึง 12 วัตต์โปรดอ่านเอกสารข้อมูล PDF ต่อไปนี้โดย ST microelectronics

ให้ TASHEET

2) การใช้แหล่งจ่ายไฟแบบ Capacitive แบบไม่ใช้หม้อแปลง

ไดรเวอร์ LED 1 วัตต์ถัดไปอธิบายด้านล่างแสดงวิธีการสร้าง 220 V หรือ 110 V ง่ายๆ วงจรขับ LED 1 วัตต์, ซึ่งจะทำให้คุณเสียค่าใช้จ่ายไม่เกิน 1/2 ดอลลาร์โดยไม่รวม LED แน่นอน

ฉันได้พูดคุยกันแล้ว แหล่งจ่ายไฟประเภท capacitive ในสองเสาเช่นในวงจรหลอดไฟ LED และในวงจรแหล่งจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลงวงจรปัจจุบันยังใช้แนวคิดเดียวกันในการขับเคลื่อน LED 1 วัตต์ที่เสนอ

การทำงานของวงจร

ในแผนภาพวงจรเราเห็นวงจรแหล่งจ่ายไฟแบบ capacitive ที่เรียบง่ายมากสำหรับการขับ LED 1 วัตต์ซึ่งอาจเข้าใจได้จากประเด็นต่อไปนี้

ตัวเก็บประจุ 1uF / 400V ที่อินพุตเป็นหัวใจของวงจรและทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบลิมิตเตอร์กระแสหลักของวงจร ฟังก์ชั่น จำกัด กระแสทำให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับ LED ไม่เกินระดับปลอดภัยที่กำหนด

อย่างไรก็ตามตัวเก็บประจุแรงดันสูงมีปัญหาร้ายแรงประการหนึ่งสิ่งเหล่านี้ไม่ได้ จำกัด หรือไม่สามารถยับยั้งการเปิดสวิตช์เปิดไฟหลักในเวลาเร่งด่วนซึ่งอาจเป็นอันตรายถึงชีวิตได้สำหรับ LED ของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ใด ๆ ก็ไม่มีข้อยกเว้น
การเพิ่มตัวต้านทาน 56 โอห์มที่อินพุตช่วยในการแนะนำมาตรการควบคุมความเสียหาย แต่เพียงอย่างเดียวก็ไม่สามารถป้องกันอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เกี่ยวข้องได้อย่างสมบูรณ์

MOV จะทำอย่างแน่นอนแล้วเทอร์มิสเตอร์ล่ะ? ใช่เทอร์มิสเตอร์ก็เป็นเรื่องที่น่ายินดีเช่นกัน
แต่สิ่งเหล่านี้ค่อนข้างอยู่ในด้านที่เสียค่าใช้จ่ายและเรากำลังพูดถึงรุ่นราคาถูกสำหรับการออกแบบที่นำเสนอดังนั้นเราจึงต้องการยกเว้นสิ่งที่จะข้ามเครื่องหมายดอลลาร์เท่าที่ต้นทุนทั้งหมดจะไป

ฉันจึงคิดวิธีใหม่ในการแทนที่ MOV ด้วยทางเลือกธรรมดาราคาถูก

ฟังก์ชันของ MOV คืออะไร

มันจะจมการระเบิดครั้งแรกของแรงดันไฟฟ้า / กระแสไฟฟ้าแรงสูงลงสู่พื้นเพื่อให้เป็นกราวด์ก่อนถึง LED ในกรณีนี้

ตัวเก็บประจุแรงดันสูงจะไม่ทำหน้าที่เดียวกันนี้หากเชื่อมต่อกับ LED เอง ใช่มันจะทำงานในลักษณะเดียวกับ MOV

ภาพแสดงการแทรกตัวเก็บประจุแรงดันสูงอีกตัวหนึ่งโดยตรงบน LED ซึ่งจะดูดการไหลเข้าของแรงดันไฟฟ้าที่ไหลบ่าเข้ามาในทันทีระหว่างการเปิดสวิตช์เครื่องซึ่งจะทำเช่นนี้ในขณะที่ชาร์จไฟและทำให้แรงดันไฟฟ้าเริ่มต้นเกือบทั้งหมดจมลงทำให้เกิดข้อสงสัยทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับ แหล่งจ่ายไฟประเภท capacitive ที่ชัดเจนอย่างชัดเจน

ผลลัพธ์สุดท้ายดังที่แสดงในรูปคือวงจรขับ LED 1 วัตต์ที่สะอาดปลอดภัยเรียบง่ายและต้นทุนต่ำซึ่งสามารถสร้างขึ้นเองที่บ้านโดยมือสมัครเล่นอิเล็กทรอนิกส์และใช้เพื่อความสุขและประโยชน์ส่วนตัว

ข้อควรระวัง: วงจรที่แสดงด้านล่างไม่ได้แยกออกจาก AC MAINS ดังนั้นจึงเป็นอันตรายอย่างยิ่งที่จะสัมผัสในตำแหน่งที่มีกำลังไฟฟ้า

แผนภูมิวงจรรวม

หมายเหตุ: LED ในแผนภาพด้านบนเป็นไฟ 12V 1 วัตต์ ดังแสดงด้านล่าง:

ในวงจรขับ led 1 วัตต์ที่แสดงไว้ข้างต้นตัวเก็บประจุ 4.7uF / 250 สองตัวพร้อมกับตัวต้านทาน 10 โอห์มจะสร้าง 'ตัวตัดความเร็ว' ในวงจรวิธีนี้จะช่วยในการจับกุมสวิตช์เริ่มต้นในการเปิดไฟกระชากซึ่งในทางกลับกัน ช่วยป้องกัน LED ไม่ให้เสียหาย

คุณลักษณะนี้สามารถแทนที่ได้ด้วย NTC ซึ่งเป็นที่นิยมสำหรับคุณสมบัติการป้องกันไฟกระชาก

วิธีที่ดีขึ้นในการแก้ไขปัญหาไฟกระชากเริ่มต้นนี้อาจเป็นได้โดยการเชื่อมต่อเทอร์มิสเตอร์ NTC เข้ากับวงจรหรือโหลด

โปรดดูลิงก์ต่อไปนี้เพื่อดูวิธีการรวมเทอร์มิสเตอร์ NTC ในวงจรขับ LED 1 วัตต์ที่เสนอ

วงจรข้างต้นสามารถแก้ไขได้ในลักษณะต่อไปนี้อย่างไรก็ตามแสงอาจมีการบุกรุกเล็กน้อย

วิธีที่ดีในการแก้ไขปัญหาไฟกระชากเริ่มต้นคือการเชื่อมต่อเทอร์มิสเตอร์ NTC เข้ากับวงจรหรือโหลด

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

3) ไดร์เวอร์ LED 1 วัตต์ที่เสถียรโดยใช้แหล่งจ่ายไฟแบบ Capacitive

ดังจะเห็นได้ว่ามีการใช้ไดโอด 6nos ของ 1N4007 ในเอาต์พุตในโหมดเอนเอียงไปข้างหน้า เนื่องจากไดโอดแต่ละตัวจะให้แรงดันตก 0.6V ในตัวเองไดโอด 6 ตัวจะสร้างแรงดันตกทั้งหมด 3.6V ซึ่งเป็นเพียงปริมาณแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมสำหรับ LED

นอกจากนี้ยังหมายความว่าไดโอดจะปัดส่วนที่เหลือของพลังงานจากพื้น tp ต้นทางและทำให้แหล่งจ่ายไฟสำหรับ LED มีความเสถียรและปลอดภัยอย่างสมบูรณ์แบบ

อีกวงจรขับ Capacitive 1 วัตต์ที่เสถียร

การออกแบบที่ควบคุมด้วย MOSFET ต่อไปนี้น่าจะเป็นวงจรขับ LED สากลที่ดีที่สุดซึ่งรับประกันการป้องกัน 100% สำหรับ LED จากสถานการณ์อันตรายทุกประเภทเช่นแรงดันไฟฟ้าเกินอย่างกะทันหันและกระแสเกินหรือกระแสไฟกระชาก

LED 1 วัตต์ที่เชื่อมต่อกับวงจรด้านบนจะสามารถสร้างความเข้มแสงได้ประมาณ 60 ลูเมนส์เทียบเท่ากับหลอดไส้ 5 วัตต์

รูปภาพต้นแบบ

4) วงจรขับ LED 1 วัตต์โดยใช้แบตเตอรี่ 6V

ดังที่เห็นได้จากแผนภาพที่ 4 แนวคิดนี้แทบจะไม่ใช้วงจรใด ๆ เลยหรือไม่ได้รวมเอาส่วนประกอบที่ใช้งานระดับไฮเอนด์ใด ๆ ไว้สำหรับการใช้งานที่จำเป็นในการขับเคลื่อน LED 1 วัตต์

อุปกรณ์ที่ใช้งานอยู่เพียงอย่างเดียวที่ใช้ในวงจรขับ LED 1 วัตต์ที่ง่ายที่สุดที่เสนอคือไดโอดสองสามตัวและสวิตช์เชิงกล

6 โวลต์เริ่มต้นจากแบตเตอรี่ที่ชาร์จแล้วจะลดลงเหลือขีด จำกัด 3.5 โวลต์ที่ต้องการโดยทำให้ไดโอดทั้งหมดอยู่ในอนุกรมหรือในเส้นทางของแรงดันไฟ LED

เนื่องจากไดโอดแต่ละตัวลดลง 0.6 โวลต์ทั้งสี่รวมกันจึงอนุญาตให้เข้าถึง LED เพียง 3.5 โวลต์จึงให้แสงสว่างได้อย่างปลอดภัย แต่สว่าง

เมื่อความส่องสว่างของ LED ลดลงไดโอดแต่ละตัวจะถูกข้ามในภายหลังโดยใช้สวิตช์เพื่อคืนความสว่างของ LED

การใช้ไดโอดเพื่อลดระดับแรงดันไฟฟ้าลงบน LED ทำให้แน่ใจว่าขั้นตอนไม่กระจายความร้อนใด ๆ ดังนั้นจึงมีประสิทธิภาพมากเมื่อเทียบกับตัวต้านทานซึ่งจะทำให้ความร้อนกระจายไปมากในกระบวนการ

5) ส่องสว่าง LED 1 วัตต์ด้วยเซลล์ AAA 1.5V

ในการออกแบบครั้งที่ 5 เรามาเรียนรู้วิธีการส่องสว่าง LED 1 วัตต์โดยใช้เซลล์ 1.5 AAA ในระยะเวลาที่เหมาะสมเห็นได้ชัดว่าวงจรขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีบูสต์ไดรเวอร์การขับขี่ที่ชาญฉลาดเช่นนี้มีโหลดขนาดใหญ่และแหล่งกำเนิดที่น้อยที่สุดนั้นเหนือจินตนาการ

“แผนภาพวงจรไฟสวนพลังงานแสงอาทิตย์ ”

LED 1 วัตต์ค่อนข้างใหญ่เมื่อเทียบกับแหล่งกำเนิดเซลล์ 1.5 V AAA

LED 1 วัตต์ต้องการแหล่งจ่ายไฟขั้นต่ำ 3 โวลต์ซึ่งสูงกว่าระดับเซลล์ด้านบนถึงสองเท่า

ประการที่สอง LED 1 วัตต์ต้องการกระแสไฟฟ้าระหว่าง 20 ถึง 350 mA สำหรับการทำงาน 100 mA เป็นกระแสที่น่านับถือสำหรับการขับเคลื่อนเครื่องจักรขนาดเล็กเหล่านี้

ดังนั้นการใช้เซลล์เพนไลท์ AAA สำหรับการดำเนินการข้างต้นจึงดูห่างไกลและไม่เป็นปัญหา

อย่างไรก็ตามวงจรที่กล่าวถึงในที่นี้พิสูจน์ให้เห็นว่าเราทุกคนคิดผิดและประสบความสำเร็จในการขับเคลื่อน LED 1 วัตต์โดยไม่มีความยุ่งยากมากนัก

ขอขอบคุณ ZETEX ที่มอบ IC ZXSC310 ตัวเล็ก ๆ ที่ยอดเยี่ยมนี้ให้กับเราซึ่งต้องใช้ส่วนประกอบแบบพาสซีฟธรรมดาเพียงไม่กี่ชิ้นเพื่อทำให้ความสำเร็จนี้เป็นไปได้

การทำงานของวงจร

แผนภาพแสดงการกำหนดค่าที่ค่อนข้างง่ายซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเป็นการตั้งค่าตัวแปลงเพิ่ม

อินพุต DC 1.5 โวลต์ถูกประมวลผลโดย IC เพื่อสร้างเอาต์พุตความถี่สูง

ความถี่จะถูกเปลี่ยนโดยทรานซิสเตอร์และไดโอด Schottky ผ่านตัวเหนี่ยวนำ

การสลับตัวเหนี่ยวนำอย่างรวดเร็วจะช่วยเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นซึ่งเหมาะสมสำหรับการขับเคลื่อน LED 1 วัตต์ที่เชื่อมต่อ

ที่นี่ในระหว่างที่แต่ละความถี่เสร็จสมบูรณ์พลังงานที่เก็บไว้ที่เท่ากันภายในตัวเหนี่ยวนำจะถูกสูบกลับเข้าไปใน LED เพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการซึ่งจะช่วยให้ LED สว่างเป็นเวลานานแม้จะมีแหล่งกำเนิดที่มีขนาดเล็กถึง 1.5 โวลต์เซลล์ก็ตาม

ภาพต้นแบบ

ไดร์เวอร์ LED พลังงานแสงอาทิตย์ 1 วัตต์

นี่คือโครงการนิทรรศการของโรงเรียนที่เด็ก ๆ สามารถนำไปใช้เพื่อแสดงวิธีการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในการส่องสว่าง LED 1 วัตต์

นายคเณศร้องขอความคิดดังที่ระบุไว้ด้านล่าง:

สวัสดี Swagatam ฉันเจอไซต์ของคุณและพบว่างานของคุณสร้างแรงบันดาลใจมาก ขณะนี้ฉันกำลังดำเนินโครงการวิทยาศาสตร์เทคโนโลยีวิศวกรรมและคณิตศาสตร์ (STEM) สำหรับนักเรียนชั้นปีที่ 4-5 ในออสเตรเลีย โครงการนี้มุ่งเน้นไปที่การเพิ่มความอยากรู้อยากเห็นของเด็ก ๆ เกี่ยวกับวิทยาศาสตร์และการเชื่อมโยงกับแอปพลิเคชันในโลกแห่งความเป็นจริง

โปรแกรมนี้ยังแนะนำการเอาใจใส่ในกระบวนการออกแบบทางวิศวกรรมซึ่งผู้เรียนรุ่นเยาว์จะได้รับการแนะนำให้รู้จักกับโครงการจริง (บริบท) และมีส่วนร่วมกับเพื่อนในโรงเรียนเพื่อแก้ปัญหาทางโลก ในอีกสามปีข้างหน้าเรามุ่งเน้นที่การแนะนำเด็ก ๆ ให้รู้จักกับวิทยาศาสตร์เบื้องหลังไฟฟ้าและการประยุกต์ใช้วิศวกรรมไฟฟ้าในโลกแห่งความเป็นจริง บทนำเกี่ยวกับวิธีที่วิศวกรแก้ปัญหาในโลกแห่งความเป็นจริงเพื่อประโยชน์ที่ดีกว่าของสังคม

ขณะนี้ฉันกำลังดำเนินการเกี่ยวกับเนื้อหาออนไลน์สำหรับโปรแกรมซึ่งจะเน้นไปที่ผู้เรียนอายุน้อย (ชั้นประถมศึกษาปีที่ 4-6) ที่เรียนรู้พื้นฐานของไฟฟ้าโดยเฉพาะพลังงานหมุนเวียนเช่นพลังงานแสงอาทิตย์ในกรณีนี้ ผ่านโปรแกรมการเรียนรู้ด้วยตนเองเด็ก ๆ จะได้เรียนรู้และสำรวจเกี่ยวกับไฟฟ้าและพลังงานเมื่อพวกเขาได้รับการแนะนำให้รู้จักกับโครงการในโลกแห่งความเป็นจริงนั่นคือการให้แสงสว่างแก่เด็ก ๆ ที่พักพิงในค่ายผู้ลี้ภัยทั่วโลก เมื่อเสร็จสิ้นโปรแกรมห้าสัปดาห์เด็ก ๆ จะถูกรวมกลุ่มกันเป็นทีมเพื่อสร้างไฟพลังงานแสงอาทิตย์ซึ่งจะถูกส่งไปยังเด็กที่ด้อยโอกาสทั่วโลก
ในฐานะมูลนิธิการศึกษาที่ไม่แสวงหาผลกำไร 4 ประการเรากำลังขอความช่วยเหลือจากคุณในการจัดวางแผนผังวงจรอย่างง่ายซึ่งสามารถใช้สำหรับการสร้างไฟพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 1 วัตต์เป็นกิจกรรมเชิงปฏิบัติในชั้นเรียน นอกจากนี้เรายังได้จัดหาชุดไฟพลังงานแสงอาทิตย์ 800 ชุดจากผู้ผลิตซึ่งเด็ก ๆ จะประกอบอย่างไรก็ตามเราต้องการคนที่จะทำให้แผนภาพวงจรของชุดไฟเหล่านี้ง่ายขึ้นซึ่งจะใช้สำหรับบทเรียนง่ายๆเกี่ยวกับไฟฟ้าวงจรและการคำนวณกำลัง โวลต์กระแสและการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า

ฉันหวังว่าจะได้รับการติดต่อจากคุณและทำงานที่สร้างแรงบันดาลใจของคุณต่อไป

การออกแบบวงจร

เมื่อใดก็ตามที่จำเป็นต้องใช้ตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์ที่เรียบง่าย แต่ปลอดภัยเราก็ต้องใช้ IC LM317 ที่แพร่หลายอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ที่นี่เราใช้อุปกรณ์ราคาไม่แพงเช่นเดียวกันสำหรับการติดตั้งหลอด LED 1 วัตต์ที่เสนอโดยใช้แผงโซลาร์เซลล์

การออกแบบวงจรที่สมบูรณ์สามารถดูได้ด้านล่าง:

การตรวจสอบอย่างรวดเร็วแสดงให้เห็นว่าหากมีการควบคุมกระแสอยู่สามารถละเว้นการควบคุมแรงดันไฟฟ้าได้ นี่คือเวอร์ชันที่เรียบง่ายสำหรับแนวคิดข้างต้นโดยใช้เพียงไฟล์ ตัว จำกัด ปัจจุบัน วงจร.