Возросшее количество жалоб читателей на горящие светодиоды, связанные с моим ранее размещенным бестрансформаторным Схема драйвера светодиода мощностью 1 Вт , заставили решить вопрос раз и навсегда. Блок питания схемы, обсуждаемой здесь, остается в точности идентичным предыдущей конфигурации, за исключением включения «функции задержки включения», которая была специально разработана мной и добавлена в схему для устранения проблемы горящего светодиода (надеюсь).

Подавление бросков скачков в емкостных источниках питания

Жалобы, которые я продолжал получать, несомненно, были из-за первоначального всплеска включения, который продолжал разрушать светодиоды мощностью 1 Вт, подключенные к выходу схемы.

Вышеупомянутая проблема довольно распространена для всех емкостных источников питания, и эти проблемы создали много плохой репутации для этих типов источников питания.

Поэтому обычно многие любители и даже инженеры выбирают конденсаторы более низкой стоимости, опасаясь вышеуказанных последствий в случае использования конденсаторов большей емкости.

Однако, насколько я думаю, емкостные бестрансформаторные источники питания - это превосходно дешевые и компактные схемы адаптера переменного тока в постоянный, которые не требуют больших усилий для создания.

Если импульсный ток при включении будет устранен надлежащим образом, эти схемы станут безупречными и могут использоваться, не опасаясь любого повреждения выходной нагрузки, особенно светодиода.

Как развивается Surge

Во время включения конденсатор действует как короткое замыкание в течение нескольких микросекунд, пока не зарядится, и только тогда он вводит необходимое реактивное сопротивление в подключенную цепь, так что соответствующее количество тока достигает цепи.

Однако начальное короткое замыкание в несколько микросекунд на конденсаторе вызывает сильный скачок напряжения в подключенной уязвимой цепи, и иногда этого достаточно для разрушения сопутствующей нагрузки.

Вышеупомянутую ситуацию можно эффективно проверить, если подключенная нагрузка не реагирует на первоначальный удар при включении, или, другими словами, мы можем устранить начальный выброс, удерживая нагрузку выключенной до тех пор, пока не будет достигнут безопасный период.

Использование функции задержки

Этого очень легко добиться, добавив в схему функцию задержки. И это именно то, что я включил в предлагаемую схему драйвера светодиода с защитой от перенапряжения.

На рисунке, как обычно, показан входной конденсатор, за которым следует мостовой выпрямитель, пока здесь все не является довольно обычным емкостным источником питания.

Следующий каскад, который включает в себя два резистора на 10 кОм, два конденсатора, транзистор и стабилитрон, образуют части важной схемы таймера задержки.

“что такое пир-детектор ”

Когда питание включено, два резистора и конденсаторы ограничивают ток транзистора до тех пор, пока оба конденсатора не будут полностью заряжены, и позволяет напряжению смещения достигать базы транзистора, загорая подключенный светодиод после задержки около 2 секунд.

Стабилитрон также отвечает за продление задержки на две секунды.

Диод 1N4007 на одном из резисторов 10 кОм и резистор 100 кОм на одном из конденсаторов емкостью 470 мкФ помогают конденсаторам беспрепятственно разряжаться после выключения питания, так что цикл может повторяться, обеспечивая срабатывание защиты от перенапряжения в каждом случае.

Для увеличения выходной мощности можно последовательно подключить большее количество светодиодов, но это количество не может превышать 25 шт.

Принципиальная электрическая схема

ОБНОВЛЕНИЕ: в этом разделе обсуждается более продвинутый дизайн. Бестрансформаторная цепь питания с управляемым переходом через нуль

На видео ниже показано, как светодиоды загораются примерно через секунду после включения питания.

Жалобы читателей (горят резисторы, перегревается транзистор)

Вышеупомянутая концепция выглядит великолепно, но, вероятно, не работает с предлагаемым источником питания высоковольтного конденсатора.

Схема должна быть тщательно исследована, прежде чем она полностью избавится от проблем.

Резисторы в приведенной выше схеме не могут выдерживать высокие требования к току, то же самое верно и для транзистора, который также сильно нагревается в процессе.

Наконец, мы можем сказать, что, если вышеупомянутая концепция не будет тщательно изучена и сделана совместимой с емкостным бестрансформаторным источником питания, схема не может быть использована на практике.

Очень надежная и безопасная идея

Несмотря на то, что вышеуказанная концепция не сработала, это не означает, что высоковольтные емкостные источники питания полностью безнадежны.

Есть один новый способ решить проблемы с перенапряжениями и сделать схему отказоустойчивой.

Это за счет использования множества диодов 1N4007 последовательно на выходе или параллельно подключенным светодиодам.

Посмотрим на схему:

Вышеупомянутая схема еще не тестировалась в течение многих месяцев, так что это еще только начало, но я не думаю, что скачок от конденсатора будет достаточно высоким, чтобы сгореть диоды на 300 В и 1 А.

Если диоды останутся в безопасности, то и светодиоды останутся в безопасности.

Для размещения большего количества светодиодов можно последовательно подключить больше диодов.

Использование силового МОП-транзистора

Первая попытка схемы, которая казалась уязвимой для возникновения скачков напряжения, может быть эффективно устранена путем замены силового BJT на MOSFET на 1 А, как показано на следующей диаграмме.
МОП-транзистор является устройством, управляемым напряжением, здесь ток затвора становится несущественным, и, следовательно, резистор с высоким номиналом 1M работает идеально, высокое значение гарантирует, что резистор не нагревается или не горит во время первоначального включения питания. Это также позволяет использовать конденсатор относительно небольшой емкости для требуемой задержки включения функции подавления скачков напряжения.

Небольшое исследование показало, что высоковольтный транзистор на первой схеме на самом деле не нужен, его можно заменить сильноточным транзистором Дарлингтона TIP122, как показано на следующей схеме.

Высокий скачок напряжения от конденсатора становится неэффективным по сравнению с высокими токовыми характеристиками транзистора и светодиодов, и им не причиняется никакого вреда, фактически он заставляет высокое напряжение упасть до указанных допустимых безопасных пределов светодиодов и транзистора.

TIP122 также позволяет использовать базовый резистор с высокой номинальной стоимостью, тем самым гарантируя, что он не нагревается и не сгорает с течением времени, а также позволяет включить в базу транзистора конденсатор с низким номиналом для реализации требуется отложенный эффект включения.

Использование Power BJT

Вышеупомянутая конструкция дополнительно улучшает с точки зрения безопасности и подавления перенапряжения при использовании в режиме общего коллектора, как показано ниже: