Použití AC s LED diodami (část 3) - VELKÉ světlo: 6 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:24

Při použití střídavého proudu s LED, část 1 a část 2, jsme se podívali na způsoby přizpůsobení střídavého napájení LED diodám bez obvyklého převodu na čisté DC. Zde v části 3 kombinujeme to, co jsme se naučili dříve, abychom navrhli LED světlo, které fungovalo přímo ze sítě AC. Varování: Síť střídavého proudu má stovky voltů a je potenciálně smrtelná. Udělejte prosím všechna nezbytná opatření, než s ním začnete pracovat!

Krok 1: Transformátor bez transformátoru

Když jsme připojili LED k transformátorům střídavého proudu, použili jsme výpočet: Vac / 3,3, abychom získali počet LED, které potřebujeme, abychom byli schopni správně zvládnout výkon bez dalších odporů a dalších částí. Co když transformátor úplně obejdeme a vezmeme v úvahu AC síť? V některých ohledech je to jednodušší - napětí z transformátorů se může značně lišit podle zátěže, kterou na něj klademe, zatímco síť AC je mnohem stabilnější. Pokud použijeme 110v standard USA, nejprve vypočítáme špičkové napětí 1,4 * 110 = 156 a můžeme zjistit počet LED, které může podporovat: 156 / 3,3 = 47 LED Takže to znamená, že když dáme 47 LED do série, můžeme spustit celý řetězec přímo ze zásuvky 110 V AC? Odpověď je Ano ! Dokud udržujeme napětí na každé LED na 3,5 V nebo méně, bude fungovat v mezích. Ale pak nezapomínejme, že pro každý pozitivní cyklus existuje cyklus negativní! To znamená, že potřebujeme zrcadlový obvod jako v (1). Páni, to je strašně moc žárovek! Pokud však přidáme blokovací diodu jako v obvodu (2), pak můžeme náš obvod bezpečně provozovat. 1N4003 je schopen zvládnout 200 voltů, takže je to v pořádku pro americkou energii. V zemích EU je magické číslo 103 LED (dvojité, pokud chcete použít oba cykly) a dioda pro ckt (2) by měla být 1N4004 nebo lepší.

Krok 2: Posunutí obálky

Pamatujte na to, protože protože diodu používáme k blokování poloviny cyklu, LED diody v obvodu (2) fungují pouze polovinu času. Jak je můžeme přimět rozsvítit i druhou polovinu?

S jednoduchou částí zvanou Bridge Rectifier se to může stát. Toto zařízení je ve skutečnosti 4 diody propojené křížovým způsobem, aby oba cykly probíhaly stejným směrem. Elektroničtí fanoušci to budou vědět jako součást obvodu „Plná vlna usměrňování“(na rozdíl od půlvlny). Díky tomuto přídavku se naše LED diody rozsvítí dvakrát častěji a získáme z nich dvakrát tolik světla.

Krok 3: Vytvořte si čas

Můžeme tedy začít stavět jednoduchý all-LED + můstkový obvod, který vyběhne ze sítě 110 V.

Budete potřebovat: Spousta bílých LED - přirozeně! A VYZKOUŠEJTE je všechny! AC line Perfboard 1N4003 dioda nebo 200voltový můstkový usměrňovač První obrázek je, jak vypadá můj obvod po dokončení. Rychlé oči si všimnou, že na palubě je pouze 42 LED. Kvůli potřebě umístit můstek na desce a kvůli relativně stabilní povaze naší sítě můžeme naše světla spustit o něco více než 20 mA. Most má 4 svody: 2 označené (~), a (+) kladné a (-) záporné. Ty (~) jdou na AC síť. Začněte připojením můstku (+) k delším (+) svodům první LED diody, poté vezměte krátký vývod k dlouhému vývodu další LED. Před pájením proveďte 1 řadu, dvojitou a trojitou kontrolu! Pracujte dolů, VŽDY připojujte kratší až delší. Níže mám další obrázky, které ukazují různé fáze dokončení. Vytiskněte je, aby vám pomohly s elektroinstalací.

Krok 4: Hle

A je tu světlo! Vzhledem k nebezpečné povaze součástí po zapojení jsem desku s plošnými spoji pokryl trojitou vrstvou pergamenového papíru, který má dobrou dielektrickou hodnotu a vydrží více než 400 F tepla. Poté jsem desku připevnil na víko vyndavací nádoby pomocí pěnové vložky z vřetena DVD s výřezem pro napájecí kabel. Světelný výkon odpovídá 40wattové matné žárovce, ale nádoba je sotva teplá. Pamatujte: Než se dotknete jakýchkoli nechráněných částí, vždy odpojte obvod. LED diody budou také běžet blízko svého jmenovitého proudu, což by mohlo znamenat teploty až 85 ° C na jejich povrchu.

Krok 5: Variace

Příliš jasné? Můžete kombinovat obvody (2) a (3), aby naše světlo mělo přepínač Hi/Lo. V režimu Hi přepínač zkratuje diodu, takže pracuje v režimu plné vlny jako v (3). Otevřením spínače lze proudit pouze polovinu času, stejně jako (2). Ozzies a Brits: I vy můžete použít obvody LED 42/47 - stačí zkombinovat obvod americké verze (.4uF a 1K -ohm), který je uveden částečně 2 a vy také můžete vytvořit AC-síťové světlo s pouhými 42 LED! Nebo se podívejte na výpočty v následujícím kroku. Ach jo, naše „velké“světlo je super úsporné-běží na 110 voltovou síť, spotřebovává sotva 3 watty. Zjistěte více o způsobech, jak osvětlit svůj dům vypnutými LED diodami A/ C síť zde!

Krok 6: Crunching Numbers

Zde je rekapitulace výpočtů použitých pro tento projekt: Chcete -li bezpečně provozovat bílé diody LED (jmenovité napětí 3,3 V) ze sítě AC bez použití jakékoli regulace (jiné než diodový můstek), magické číslo je: Vac * 1,4 / 3,3. Což je minimální počet LED diod v sérii, které vybijí střídavý proud, aniž by překročily svůj „pohodlný“provozní rozsah. Výběr LED může být 20mA nebo vyšší - TAKÉ, ŽE jsou všechny stejného typu a zapojeny do série. Pokud používáte plný počet LED vypočítaný výše, je to vše, co potřebujete, ale pro uspořádání využívající méně LED (ale ne méně než 30), musíme přidat kombinaci RC klesajícího napětí. R je vždy odpor 1K, 1Watt, zatímco hodnota C se vypočítá jako: Vpk = Vac * 1,4Vdd = N * 3,3, kde N je počet bílých LED, které chceme použít v sérii. Iled = 0,02, proud chceme pro naše LED. C = 1 / (2 * pi * f * (Vpk-Vdd) / Iled), kde f je síťová frekvence, ale můžete ji zjednodušit na: (58 / (Vpk-Vdd)) v micro-farads (uF), a měl by se pohybovat mezi 0,5 a 0,5 uF. Ujistěte se, že se jedná o nepolární kondenzátor. DŮLEŽITÉ: Díly musí být dimenzovány alespoň na Vpk a dostatečný proud, aby zvládly Iled.