El artículo analiza un circuito de bombilla LED de 100 vatios muy simple que utiliza algunos condensadores de alto voltaje. Todo el circuito se podría construir a un costo menor a $ 25.
Ya he discutido muchos tipos capacitivos de circuitos de suministro de energía sin transformador en este blog, sin embargo, todos estos adolecen de un par de problemas, a saber, la falta de una salida de corriente óptima y la vulnerabilidad de la sobretensión.
Uso de fuente de alimentación capacitiva
Al estudiar profundamente las fuentes de alimentación capacitivas, pude concluir algunas cosas cruciales con respecto a estas configuraciones:
Las fuentes de alimentación capacitivas son como paneles solares que funcionan de manera eficiente, en sus especificaciones de punto de máxima potencia cuando se operan con sus voltajes de circuito abierto; de lo contrario, las especificaciones actuales de estas unidades sufren grandes pérdidas y producen resultados altamente ineficientes.
En palabras simples, si uno desea adquirir salidas de alta corriente de fuentes de alimentación capacitivas a voluntad, el circuito deberá operarse con una carga que tenga un requisito de voltaje igual a la salida máxima del sistema.
Por ejemplo, con una entrada de 220 V, una fuente de alimentación capacitiva después de la rectificación produciría una salida de alrededor de 310 V CC, por lo que cualquier carga asignada con una clasificación de 310 V podría funcionar con total eficiencia y en cualquier nivel de corriente requerido dependiendo de los requisitos de la carga.
Si se cumple la condición anterior, también aborda el problema de la irrupción de corriente, ya que la carga se especifica en 310V, una irrupción de voltaje de entrada completo ahora no tiene ningún efecto en la carga y la carga permanece segura incluso durante el encendido repentino del circuito.
Analizando el diseño
En el circuito de bombilla LED de 100 vatios propuesto, empleamos la misma técnica que se describe en las secciones anteriores.
Como se mencionó, si la entrada es de 220 V, la carga debería tener una potencia nominal de 310 V.
Con LED estándar de 1 vatio 350mA, esto significaría agregar 310 / 3.3 = 93 LED en serie, eso es cerca de 100nos.
Un solo condensador de 1uF / 400V produce alrededor de 60mA de corriente en los 310V DC especificados anteriormente, por lo tanto, para lograr los 350mA requeridos, será necesario agregar más condensadores en paralelo, para ser precisos, un total de 350/60 = 5 condensadores, que también podrían ser un solo 5uF / 400V pero debe ser un tipo no polar.
Un Se puede agregar un termistor NTC para mayor seguridad , aunque puede que no sea un requisito crítico.
De manera similar, también se podría incluir una resistencia para proporcionar un poco de seguridad adicional contra las condiciones de voltaje fluctuante.
El valor de resistencia se puede calcular aproximadamente como R = Us - VFd / I = 310-306 / .35 = 10 ohmios, 1 vatio
Para una entrada de 120 V, las especificaciones anteriores simplemente deberían reducirse a la mitad, es decir, usar 47nos de LED en lugar de 93, y para el condensador, un 5uF / 200V sería suficiente.
Diagrama de circuito
El diagrama anterior se puede proteger adicionalmente de sobretensiones de arranque y fluctuaciones de la red mediante la adición de resistencias limitadoras de 10 ohmios y un diodo Zener, como se muestra a continuación.
Aquí el valor del diodo zener debe ser 310 V, 2 vatios
Diseño mejorado con control de corriente
El siguiente circuito es un diseño de circuito infalible que nunca permitirá que los LED se encuentren en una condición estresante. El mosfet y el control de corriente asociado garantizan un voltaje constante del 100% y una corriente constante para la cadena de bombillas LED de conexión.
El número de LED en la cadena se puede ajustar según el voltaje seleccionado o, a la inversa, el voltaje se puede ajustar según el número seleccionado de LED en la cadena.
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