מעגל הנהג ללא שנאי הוביל לעיצוב נורות הוביל בעלות נמוכה

נורות LED אמורות להיות יעילות ב -80% מאפשרויות תאורה קונבנציונאליות אחרות כמו נורות פלורסנט וליבון. ההתאמה המהירה של נורות לד כבר ניכרת סביבנו ושווי השוק העולמי של נורות לד הגיע לכ -5.4 מיליארד דולר בשנת 2018. אתגר בעיצוב נורות לד אלה הוא שנורת הלד, כידוע, עובדת על מתח DC ועל החשמל. אספקת החשמל היא זרם חילופין, ולכן עלינו לתכנן מעגל דרייבר לד שיכול להמיר את מתח החשמל לרמה המתאימה של מתח DC הנדרש לנורת הלד. במאמר זה נתכנן מעגל נהג LED כזה בעלות נמוכה, באמצעות LNK302 מיתוג IC להפעלת ארבע נוריות (בסדרה) שיכולות לספק 200 לומן הפועלים ב 13.6 וולט וצורכים סביב 100-150mA.

אזהרה: לפני שנמשיך הלאה חשוב מאוד לוודא שאתה עובד בזהירות רבה סביב רשת החשמל. המעגל והפרטים שנמסרו כאן נבדקו וטופלו על ידי מומחים. כל תקלה עלולה לגרום לנזקים חמורים ועלולה להיות קטלנית. עבוד על אחריותך בלבד. ראה הוזהרת.

מעגל ספק כוח ללא שנאי

ניתן לבנות מעגל נהג LED גס מאוד בשיטת קבלים טפטוף, בדיוק כמו שעשינו בפרויקט הקודם שלנו ללא ספק שנאי. בעוד שמעגלים אלה עדיין משמשים בכמה מוצרים אלקטרוניים זולים מאוד, הוא סובל מחיסרון רב עליו נדבר בהמשך. מכאן שבמדריך זה לא נשתמש בשיטת טפטפת הקבלים, במקום לבנות מעגל נהג LED אמין באמצעות IC מיתוג.

חסרון של זרם אספקת חשמל ללא מעבר ללא קבלים

סוג זה של מעגל אספקת חשמל ללא שנאים זול יותר מאספקת חשמל במצב מתג רגיל בשל ספירת הרכיבים הנמוכה והיעדר מגנטיקה (שנאי). הוא משתמש במעגל טפטפת קבלים המשתמש בתגובה של קבלים כדי להוריד את מתח הכניסה.

למרות שסוג זה של עיצובים ללא שנאי מתגלה מאוד שימושי במקרים מסוימים בהם עלות הייצור של מוצר מסוים צריכה להיות נמוכה יותר, אך העיצוב אינו מספק בידוד גלווני מרשת החשמל ולכן יש להשתמש בו רק במוצרים שאינם באים במגע ישיר. עם בני אדם. לדוגמה, ניתן להשתמש בו באורות לד מתח גבוהים, שם המתחם עשוי מפלסטיק קשיח, ואין חלק ממעגל שנחשף לאינטראקציה של המשתמש לאחר התקנתו. הבעיה במעגלים מסוג זה היא שאם יחידת אספקת החשמל נכשלת, היא עשויה לשקף את מתח זרם הכניסה הגבוה על פני הפלט וזה יכול להפוך למלכודת מוות.

חסרון נוסף הוא שמעגלים אלה מוגבלים לדירוג זרם נמוך. הסיבה לכך היא שזרם המוצא תלוי בערך הקבל המשמש, לצורך דירוג זרם גבוה יותר יש להשתמש בקבל גדול מאוד. זו בעיה מכיוון שקבלים מגושמים מגדילים גם את שטח הלוח ומגדילים את עלות הייצור. כמו כן, למעגל אין מעגל הגנה, כמו הגנה מפני זרם קצר, הגנת זרם יתר, הגנה תרמית וכו '. אם יש צורך להוסיף אותם, זה גם מגדיל את העלות והמורכבות. גם אם הכל נעשה בסדר, הם לא אמינים.

אז, השאלה היא, האם יש פיתרון שיכול להיות זול יותר, יעיל, פשוט וקטן יותר בגודל יחד עם כל מעגלי ההגנה כדי ליצור מעגל נהג LED חזק עם זרם זרם זרם חשמל לא מבודד? התשובה חיובית וזה בדיוק מה שאנחנו הולכים לבנות במדריך זה.

בחירת הנורית הנכונה עבור נורת הלד שלך

השלב הראשון בתכנון מעגל נהג נורות לד הוא ההחלטה על העומס כלומר הנורית בה אנו הולכים להשתמש בנורות שלנו. אלה שאנו משתמשים בהם בפרויקט זה מוצגים להלן.

נוריות הרצועה ברצועה הנ"ל הם חבילות 5730 של נוריות לבנות מגניבות 0.5 וואט עם שטף אור של 57lm. מתח קדימה הוא 3.2V המינימום למקסימום 3.6V עם קדימה הנוכחי של 120 עד 150 מילי-אמפר. לכן, כדי לייצר 200 לומן של אור, ניתן להשתמש ב -4 נוריות בסדרה. המתח הנדרש של רצועה זו יהיה 3.4 x 4 = 13.6V והזרם 100-120mA יזרום בכל נוריות.

להלן סכמת הנורות הנוריות בסדרות -

LNK304 - נהג LED IC

מנהל ההתקן IC שנבחר עבור יישום זה הוא LNK304. זה יכול לספק בהצלחה את העומס הנדרש ליישום זה יחד עם הפעלה מחדש אוטומטית, קצר חשמלי והגנה תרמית. את התכונות ניתן לראות בתמונה למטה -

בחירת הרכיבים האחרים

הבחירה ברכיבים אחרים תלויה במנהל ההתקן שנבחר. במקרה שלנו גיליון הנתונים, עיצוב הפניה משתמש במיישר חצי גל המשתמש בשתי דיודות התאוששות סטנדרטיות. אך ביישום זה השתמשנו בגשר דיודה לתיקון גל מלא. זה עשוי להגדיל את עלות הייצור, אך בסופו של דבר, הפירעונות בין העיצוב חשובים גם בכוח המתאים לאספקת העומס. את התרשים הסכימטי ללא ערכים ניתן לראות בתמונה למטה, בואו נדבר כיצד לבחור את הערכים

לכן, גשר דיודה BR1 נבחר DB107 ליישום זה. עם זאת, ניתן לבחור גם גשר דיודות 500mA ליישום זה. לאחר גשר הדיודה, משתמשים במסנן pi שבו נדרשים שני קבלים אלקטרוליטיים יחד עם משרן. זה יתקן את ה- DC וגם יפחית את ה- EMI. ערכי הקבלים שנבחרו ליישום זה הם קבלים אלקטרוליטיים 10uF 400V. הערכים צריכים להיות גבוהים מ- 2.2uF 400V. למטרות אופטימיזציה של עלויות, 4.7uF עד 6.8uF יכולה להיות הבחירה הטובה ביותר.

עבור המשרן, מומלץ יותר מ- 560uH עם 1.5A מהדירוג הנוכחי. לכן, C1 ו- C2 נבחרים להיות 10uF 400V ו- L1 כמו 680uH וגשר דיודה DB107 1.5A עבור DB1.

ה- DC המתוקן מוזרם לנהג IC LNK304. את הפין העוקף צריך לחבר למקור באמצעות קבל 0.1uF 50V. לכן C3 הוא קבלים קרמיים של 0.1uF 50V. דרוש D1 כדי להיות דיודה מהירה ביותר עם זמן התאוששות הפוך 75 ns. הוא נבחר כ- UF4007.

FB הוא סיכת המשוב והנגד R1 ו- R2 משמשים לקביעת מתח המוצא. מתח הייחוס על פני סיכת ה- FB הוא 1.635 וולט, ה- IC מחליף את מתח המוצא עד שהוא משיג מתח ייחוס זה על סיכת המשוב שלו. לכן, באמצעות מחשבון מפריד מתח פשוט, ניתן לבחור את ערך הנגדים. לכן, לקבלת פלט של 13.6 וולט, ערך הנגד נבחר על פי הנוסחה הבאה

Vout = (מתח מקור x R2) / (R1 + R2)

במקרה שלנו Vout הוא 1.635V, מתח המקור הוא 13.6V. בחרנו בערך R2 כ 2.05k. אז, ה- R1 הוא 15k. לחלופין תוכלו להשתמש בנוסחה זו כדי לחשב גם את מתח המקור. הקבל C4 נבחר כ- 10uF 50V. D2 היא דיודת מיישר רגילה 1N4007. ה- L2 זהה ל- L1 אך הזרם יכול להיות פחות. L2 הוא גם 680uH עם דירוג 1.5A.

קבל מסנן הפלט C5 נבחר כ- 100uF 25V. R3 הוא עומס מינימלי המשמש לצורכי רגולציה. לוויסות עומס אפס הערך נבחר כ 2.4k. התרשים המעודכן יחד עם כל הערכים מוצג להלן.

עבודה של מעגל נהג LED ללא שנאי

המעגל השלם פועל ב- MDCM (בעיקר מצב הולכה לא רציף) מיתוג משרנים טופולוגיה. המרת AC ל- DC מתבצעת על ידי גשר הדיודה ומסנן ה- pi. לאחר קבלת ה- DC המתוקן, שלב עיבוד ההספק נעשה על ידי LNK304 ו- D1, L2 ו- C5. ירידת המתח על פני D1 ו- D2 כמעט זהה, הקבל C3 בודק את מתח המוצא ובהתאם למתח על פני הקבל C3 הוא חש על ידי LNK304 באמצעות מחלק המתח ומווסת את פלט המיתוג על פני פינים המקור.

בניית מעגל הנהג לד

כל הרכיבים הנדרשים לבניית המעגל, למעט משרנים. לפיכך עלינו להבריג את המשרן שלנו באמצעות חוט נחושת אמייל. עכשיו יש גישה מתמטית לחישוב סוג הליבה, עובי החוט, מספר סיבובים וכו '. אך לצורך הפשטות פשוט נעשה כמה סיבובים עם הסליל וחוט הנחושת הזמינים ונשתמש במד LCR כדי לבדוק אם הגענו הערך הנדרש. סינו שהפרויקט שלנו לא מאוד רגיש לערך המשרנים והדירוג הנוכחי נמוך, הדרך הגסה הזו תעבוד בסדר גמור. אם אין לך מד LCR אתה יכול גם להשתמש באוסצילוסקופ כדי למדוד את ערך המשרן בשיטת תדר התהודה.

התמונה לעיל מראה כי המשרנים נבדקים והערך עולה על 800uH. הוא משמש ל- L1 ו- L2. לוח לבוש נחושת פשוט מיוצר גם עבור נוריות נוריות. המעגל בנוי על קרש לחם.

בדיקת מעגל הנהג LED

המעגל נבדק תחילה באמצעות VARIAC (שנאי משתנה) ולאחר מכן נבדק מתח כניסה אוניברסלי שהוא מתח 110 וולט / 220 וולט. המולטימטר משמאל מחובר על פני כניסת החשמל ומולטימטר נוסף מימין מחובר על פני נורית בודדת לבדיקת מתח DC היציאה.

הקריאה נלקחת בשלושה מתח כניסה שונים. הראשון בצד שמאל המציג מתח כניסה של 85 וולט ועל פני הוביל יחיד הוא מציג 3.51 וולט ואילו מתח הוביל על פני מתח כניסה שונה משתנה מעט. את סרטון העבודה המפורט ניתן למצוא להלן.