1) Controlador LED SMPS pequeño de 1 vatio
En el primer diseño, que es el más recomendado, estudiamos un circuito controlador de LED SMPS que se puede utilizar para impulsar LED de alto vatio con una clasificación de LED de 1 vatio hasta 12 vatios. Se puede alimentar directamente desde cualquier toma de corriente doméstica de 220 V CA o 120 V CA.
Introducción
El primer diseño explica un pequeño diseño de convertidor reductor SMPS no aislado (punto de carga no aislado), que es un circuito muy preciso, seguro y fácil de construir. Aprendamos los detalles.
Principales características
El circuito controlador de LED smps propuesto es extremadamente versátil y especialmente adecuado para impulsar LED de alto vatio.
Sin embargo, siendo un topología no aislada no proporciona seguridad contra descargas eléctricas en el lado del LED del circuito.
Aparte del inconveniente anterior, el el circuito es impecable y está prácticamente protegido de todos los posibles peligros relacionados con las sobretensiones de la red.
Aunque una configuración no aislada puede parecer un poco indeseable, alivia al constructor de enrollar secciones primarias / secundarias complejas en los núcleos E, ya que el transformador aquí se reemplaza con un par de bobinas de ferrita simples del tipo de bobinas.
El componente principal aquí responsable de la ejecución de todas las funciones es el IC VIPer22A de ST microelectronics, que ha sido diseñado específicamente para tal pequeño controlador LED compacto de 1 vatio sin transformador aplicaciones.
Diagrama de circuito
Imagen de cortesía: © STMicroelectronics - Todos los derechos reservados
Operación del circuito
El funcionamiento del circuito de este controlador LED de 1 vatio a 12 vatios se puede entender como se indica en:
La red de entrada 220V o 120V AC es de media onda rectificada por D1 y C1.
C1 junto con el inductor L0 y C2 constituyen una red de filtro circular para cancelar las perturbaciones EMI.
D1 debe reemplazarse preferiblemente con dos diodos en serie para sostener las ráfagas de picos de 2kv generadas por C1 y C2.
R10 asegura cierto nivel de protección contra sobretensiones y actúa como un fusible durante situaciones catastróficas.
Como se puede ver en el diagrama de circuito anterior, el voltaje a través de C2 se aplica al drenaje interno del mosfet del IC en el pin5 al pin8.
Una fuente de corriente constante incorporada del VIPer IC entrega una corriente de 1 mA al pin 4 del IC, que también es el pin Vdd del IC.
Aproximadamente a 14,5 V en Vdd, las fuentes de corriente se apagan y fuerza el circuito del IC a un modo oscilatorio o inicia la pulsación del IC.
Los componentes Dz, C4 y D8 se convierten en la red de regulación del circuito, donde D8 carga C4 al voltaje pico en el período de rueda libre y cuando D5 está polarizado hacia adelante.
Durante las acciones anteriores, la fuente o la referencia del IC se establece en aproximadamente 1 V bajo tierra.
Para obtener información completa sobre los detalles del circuito del controlador LED de 1 vatio a 12 vatios, consulte la siguiente hoja de datos en pdf de ST microelectronics.
2) Uso de fuente de alimentación capacitiva sin transformador
El siguiente controlador LED de 1 vatio que se explica a continuación muestra cómo construir unos simples controladores de 220 V o 110 V Circuito controlador LED de 1 vatio, eso no le costaría más 1/2 dólar, excluyendo el LED, por supuesto.
Ya he discutido tipo capacitivo de fuente de alimentación en un par de postes, como en el circuito de luz de tubo LED y en un circuito de suministro de energía sin transformador, el presente circuito también utiliza el mismo concepto para impulsar el LED de 1 vatio propuesto.
Operación del circuito
En el diagrama del circuito vemos un circuito de alimentación capacitiva muy simple para conducir un LED de 1 vatio, que se puede entender con los siguientes puntos.
El condensador de 1uF / 400V en la entrada forma el corazón del circuito y funciona como el principal componente limitador de corriente del circuito. La función de limitación de corriente asegura que el voltaje aplicado al LED nunca exceda el nivel seguro requerido.
Sin embargo, los condensadores de alto voltaje tienen un problema serio, estos no restringen o no pueden inhibir el encendido inicial de la energía de la red eléctrica, lo que puede ser fatal para cualquier circuito electrónico. Los LED no son una excepción.
Agregar una resistencia de 56 ohmios en la entrada ayuda a introducir algunas medidas de control de daños, pero aún así, por sí solo, no puede proteger por completo los componentes electrónicos involucrados.
Un MOV ciertamente serviría, también ¿qué pasa con un termistor? Sí, un termistor también sería una propuesta bienvenida.
Pero estos son relativamente más costosos y estamos discutiendo una versión barata para el diseño propuesto, por lo que querríamos excluir cualquier cosa que cruce la marca de un dólar en lo que respecta al costo total.
Así que pensé en una forma innovadora de reemplazar un MOV con una alternativa barata y corriente.
¿Cuál es la función de un MOV?
Es hundir la ráfaga inicial de alto voltaje / corriente a tierra de modo que esté a tierra antes de alcanzar el LED en este caso.
¿No haría la misma función un condensador de alto voltaje si estuviera conectado a través del LED? Sí, seguramente funcionaría de la misma manera que un MOV.
La figura muestra la inserción de otro capacitor de alto voltaje directamente a través del LED, que succiona el influjo instantáneo de sobretensión durante el interruptor de encendido, lo hace mientras se carga y, por lo tanto, hunde casi todo el voltaje inicial en la precipitación, lo que hace que todas las dudas asociadas con un tipo capacitivo de fuente de alimentación claramente claro.
El resultado final, como se muestra en la figura, es un circuito controlador LED de 1 vatio limpio, seguro, simple y de bajo costo, que puede ser construido en casa por cualquier aficionado a la electrónica y utilizado para placeres personales y utilidad.
PRECAUCIÓN: EL CIRCUITO QUE SE MUESTRA A CONTINUACIÓN NO ESTÁ AISLADO DE LA RED DE CA, POR LO TANTO ES EXTREMADAMENTE PELIGROSO TOCARLO EN LA POSICIÓN DE ALIMENTACIÓN.
Diagrama de circuito
NOTA: El LED en el diagrama anterior es un 12V 1 vatio. Como se muestra abajo:
En el circuito de controlador LED simple de 1 vatio que se muestra arriba, los dos condensadores de 4.7uF / 250 junto con las resistencias de 10 ohmios forman una especie de 'interruptor de velocidad' en el circuito, este enfoque ayuda a detener la sobretensión inicial del interruptor ON que a su vez ayuda a evitar que el LED se dañe.
Esta característica se puede reemplazar con un NTC que son populares por sus características de supresión de sobretensiones.
Esta forma mejorada de abordar el problema de la avalancha inicial podría ser conectando un termistor NTC en serie con el circuito o la carga.
Consulte el siguiente enlace para saber cómo incorporar un termistor NTC en el circuito de controlador LED de 1 vatio propuesto
El circuito anterior se puede modificar de la siguiente manera, sin embargo, la luz puede verse un poco comprometida.
Una buena forma de abordar el problema de la irrupción inicial es conectando un termistor NTC en serie con el circuito o la carga.
Consulte el siguiente enlace para saber cómo incorporar un termistor NTC en el circuito de controlador LED de 1 vatio propuesto
https://homemade-circuits.com/2013/02/using-ntc-resistor-as-surge-suppressor.html
3) Un controlador LED estabilizado de 1 vatio que utiliza una fuente de alimentación capacitiva
Como puede verse, se utilizan 6nos de diodos 1N4007 en la salida, en su modo polarizado hacia adelante. Dado que cada diodo produciría una caída de 0,6 V sobre sí mismo, 6 diodos crearían una caída total de 3,6 V, que es la cantidad justa de voltaje para el LED.
Esto también significa que los diodos desviarían el resto de la energía de la fuente a tierra, y así mantendrían el suministro para el LED perfectamente estabilizado y seguro.
Otro circuito de controlador capacitivo estabilizado de 1 vatio
El siguiente diseño controlado por MOSFET es probablemente el mejor circuito controlador de LED universal que garantiza una protección del 100% para el LED de todo tipo de situaciones peligrosas, como sobretensión repentina y sobrecorriente o sobrecorriente.
Un LED de 1 vatio conectado con el circuito anterior podría producir alrededor de 60 lúmenes de intensidad de luz, equivalente a una lámpara incandescente de 5 vatios.
Imágenes de prototipos
El circuito anterior se puede modificar de la siguiente manera, sin embargo, la luz puede verse un poco comprometida.
4) Circuito del controlador LED de 1 vatio con una batería de 6 V
Como puede verse en el cuarto diagrama, el concepto apenas utiliza ningún circuito o más bien no incorpora ningún componente activo de alta gama para la implementación requerida de la conducción de un LED de 1 vatio.
Los únicos dispositivos activos que se han empleado en el circuito controlador LED de 1 vatio más simple propuesto son unos pocos diodos y un interruptor mecánico.
Los 6 voltios iniciales de una batería cargada se reducen al límite requerido de 3,5 voltios manteniendo todos los diodos en serie o en el camino del voltaje de suministro del LED.
Dado que cada diodo cae 0,6 voltios a través de él, los cuatro juntos permiten que solo 3,5 voltios alcancen el LED, lo que lo enciende de manera segura pero brillante.
A medida que la iluminación del LED cae, cada diodo se pasa por alto posteriormente usando el interruptor, para restaurar el brillo del LED.
El uso de diodos para bajar el nivel de voltaje a través de los LED asegura que el procedimiento no disipe calor y, por lo tanto, se vuelve muy eficiente en comparación con una resistencia, que de otro modo habría disipado mucho calor en el proceso.
5) Ilumine el LED de 1 vatio con una celda AAA de 1,5 V
En el quinto diseño, aprendamos cómo iluminar un LED de 1 vatio usando una celda 1.5 AAA durante un tiempo razonable.El circuito se basa obviamente en la tecnología de impulso de impulso; de lo contrario, conducir una carga tan enorme con una fuente tan mínima está más allá de la imaginación.
Un LED de 1 vatio es relativamente grande en comparación con una fuente de celda AAA de 1,5 V.
Un LED de 1 vatio necesita un suministro mínimo de 3 voltios, que es el doble de la clasificación de celda anterior.
En segundo lugar, un LED de 1 vatio requeriría entre 20 y 350 mA de corriente para funcionar, siendo 100 mA una corriente respetable para impulsar estas máquinas ligeras.
Por lo tanto, el uso de una celda de linterna AAA para la operación anterior parece muy remoto y fuera de lugar.
Sin embargo, el circuito discutido aquí demuestra que todos estamos equivocados y conduce con éxito un LED de 1 vatio sin muchas complicaciones.
GRACIAS A ZETEX, por proporcionarnos este pequeño y maravilloso IC ZXSC310, que requiere solo unos pocos componentes pasivos comunes para hacer posible esta hazaña.
Operación del circuito
El diagrama muestra una configuración bastante simple, que es básicamente una configuración de convertidor elevador.
La CC de entrada de 1,5 voltios es procesada por el IC para generar una salida de alta frecuencia.
La frecuencia es conmutada por el transistor y el diodo Schottky a través del inductor.
La conmutación rápida del inductor proporciona el aumento requerido en el voltaje que se vuelve apropiado para impulsar el LED de 1 vatio conectado.
Aquí, durante la finalización de cada frecuencia, la energía almacenada equivalente dentro del inductor se bombea de nuevo al LED generando el aumento de voltaje requerido, que mantiene el LED iluminado durante largas horas incluso con una fuente que es tan pequeña como una celda de 1,5 voltios.
Imagen de prototipo
Controlador LED solar de 1 vatio
Este es un proyecto de exhibición escolar que los niños pueden usar para mostrar cómo se puede usar la energía solar para iluminar un LED de 1 vatio.
La idea fue solicitada por el Sr. Ganesh, como se indica a continuación:
Hola Swagatam, me encontré con su sitio y encuentro su trabajo muy inspirador. Actualmente estoy trabajando en un programa de ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM) para estudiantes de cuarto y quinto año en Australia. El proyecto se centra en aumentar la curiosidad de los niños por la ciencia y cómo se conecta a las aplicaciones del mundo real.
El programa también introduce la empatía en el proceso de diseño de ingeniería en el que se presenta a los jóvenes estudiantes un proyecto real (contexto) y se relaciona con sus compañeros de la escuela para resolver un problema mundano. Durante los próximos tres años, nuestro enfoque es presentar a los niños la ciencia detrás de la electricidad y la aplicación del mundo real de la ingeniería eléctrica. Una introducción a cómo los ingenieros resuelven problemas del mundo real para el bien de la sociedad.
Actualmente estoy trabajando en contenido en línea para el programa, que se centrará en los estudiantes jóvenes (grados 4-6) que aprenden los conceptos básicos de la electricidad, en particular, las energías renovables, es decir, la energía solar en este caso. A través de un programa de aprendizaje autodirigido, los niños aprenden y exploran sobre la electricidad y la energía, a medida que se les presenta un proyecto del mundo real, es decir, proporcionar iluminación a los niños refugiados en los campos de refugiados de todo el mundo. Al finalizar un programa de cinco semanas, los niños se agrupan en equipos para construir luces solares, que luego se envían a los niños desfavorecidos de todo el mundo.Como fundación educativa sin fines de lucro, estamos buscando su ayuda para diseñar un diagrama de circuito simple, que podría usarse para la construcción de una luz solar de 1 vatio como actividad práctica en clase. También hemos adquirido 800 kits de luz solar de un fabricante, que los niños ensamblarán, sin embargo, necesitamos que alguien simplifique el diagrama de circuito de estos kits de luz, que se utilizarán para lecciones sencillas sobre electricidad, circuitos y cálculo de potencia. voltios, corriente y conversión de energía solar en energía eléctrica.
Espero tener noticias tuyas y seguir con tu trabajo inspirador.
El diseño del circuito
Siempre que se requiere un controlador solar simple pero seguro, inevitablemente optamos por el omnipresente IC LM317. Aquí también utilizamos el mismo dispositivo económico para implementar la lámpara LED de 1 vatio propuesta usando un panel solar.
El diseño completo del circuito se puede ver a continuación:
Una inspección rápida revela que si hay un control de corriente, se puede ignorar la regulación de voltaje. Aquí hay una versión simplificada del concepto anterior, usando solo un limitador de corriente circuito.
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