Простейшая схема светодиодной лампы мощностью 100 Вт

В статье обсуждается очень простая схема светодиодной лампы мощностью 100 Вт с использованием нескольких высоковольтных конденсаторов. Вся схема могла быть построена по цене менее 25 долларов.

В этом блоге я уже обсуждал многие емкостные типы бестрансформаторных цепей питания, однако все они страдают от нескольких проблем, а именно от отсутствия оптимального выходного тока и уязвимости при скачках напряжения.

Использование емкостного источника питания

Глубоко изучив емкостные источники питания, я смог сделать несколько важных выводов относительно этих конфигураций:

Емкостные источники питания очень похожи на солнечные панели, которые работают эффективно, при максимальных характеристиках точки мощности, когда они работают с их напряжением холостого хода, в противном случае текущие характеристики этих устройств несут большие потери и дают очень неэффективные результаты.

Проще говоря, если мы хотим получить сильноточные выходы от емкостных источников питания по желанию, схема должна будет работать с нагрузкой, требующей напряжения, равной максимальной выходной мощности системы.

Например, при входном напряжении 220 В емкостный источник питания после выпрямления будет производить на выходе около 310 В постоянного тока, поэтому любая нагрузка, назначенная с номиналом 310 В, может работать с полной эффективностью и при любом требуемом уровне тока в зависимости от требований нагрузки.

Если вышеуказанное условие удовлетворяется, это также решает проблему броска тока, поскольку нагрузка задана на уровне 310 В, бросок полного входного напряжения теперь не влияет на нагрузку, и нагрузка остается безопасной даже во время внезапного включения цепи.

Анализируя дизайн

В предлагаемой схеме 100-ваттной светодиодной лампы мы используем ту же технику, что обсуждалась в предыдущих разделах.

Как уже говорилось, если на входе 220 В, нагрузка должна быть рассчитана на 310 В.

Для стандартных светодиодов мощностью 1 Вт 350 мА это означало бы последовательное добавление 310 / 3,3 = 93 светодиодов, что близко к 100 шт.

Один конденсатор 1 мкФ / 400 В вырабатывает ток около 60 мА при указанном выше 310 В постоянного тока, поэтому для достижения требуемого 350 мА больше таких конденсаторов необходимо будет добавить параллельно, а точнее всего 350/60 = 5 конденсаторов, которые также могут быть одиночным 5uF / 400V, но неполярного типа.

An Термистор NTC может быть добавлен для дополнительной безопасности , хотя это может и не требоваться критически.

Точно так же можно включить резистор, чтобы обеспечить дополнительную защиту от колебаний напряжения.

Значение сопротивления можно приблизительно рассчитать как R = Us - VFd / I = 310-306 / 0,35 = 10 Ом, 1 Вт.

Для входа 120 В приведенные выше характеристики нужно просто уменьшить вдвое, то есть использовать 47 шт. Светодиодов вместо 93, а для конденсатора будет достаточно 5 мкФ / 200 В.

Принципиальная электрическая схема

Приведенную выше схему можно дополнительно защитить от скачков напряжения и колебаний в сети, добавив ограничивающие резисторы на 10 Ом и стабилитрон, как показано ниже.

Здесь номинал стабилитрона должен быть 310 В, 2 Вт.

Улучшенный дизайн с текущим контролем

Следующая схема представляет собой защищенную от неправильного обращения схему, которая никогда не позволит светодиодам столкнуться с напряженным состоянием. МОП-транзистор и связанный с ним регулятор тока обеспечивают 100% постоянное напряжение и постоянный ток для цепи подключения светодиодных ламп.

Количество светодиодов в цепи можно регулировать в соответствии с выбранным напряжением, или, наоборот, напряжение можно регулировать в соответствии с выбранным количеством светодиодов в цепочке.