서지 보호 저렴한 트랜스포머리스 Hi-Watt LED 드라이버 회로

문제를 제거하기 위해 도구를 사용해보십시오





이전에 게시 한 트랜스포머리스와 관련된 불타는 LED에 대한 독자의 불만 증가 1W LED 드라이버 회로 , 한 번에 문제를 해결하도록 강요했습니다. 여기에 설명 된 회로의 전원 공급 장치 섹션은 내가 독점적으로 설계하고 LED 연소 문제를 해결하기 위해 회로에 추가 한 '스위치 켜기 지연 기능'을 포함한다는 점을 제외하고는 이전 구성과 정확히 동일합니다.

용량 성 전원 공급 장치에서 돌입 서지 억제

내가 계속 수신 한 불만은 의심 할 여지없이 회로의 출력에 연결된 1 와트 LED를 계속 파괴하는 초기 스위치 ON 서지 때문이었습니다.



위의 문제는 모든 용량 성 유형의 전원 공급 장치에서 매우 일반적이며 이러한 문제는 이러한 유형의 전원 공급 장치에 대해 많은 나쁜 평판을 얻었습니다.

따라서 일반적으로 많은 애호가와 엔지니어조차도 더 큰 값의 커패시터가 포함 된 경우 위의 결과를 두려워하여 더 낮은 값의 커패시터를 선택합니다.



그러나 내가 생각하는 한, 용량 성 트랜스포머리스 전원 공급 장치는 구축하는 데 거의 노력이 필요하지 않은 매우 저렴하고 컴팩트 한 AC-DC 어댑터 회로입니다.

스위치 ON 서지가 적절하게 해결되면 이러한 회로는 흠이 없어 출력 부하, 특히 LED에 대한 손상을 두려워하지 않고 사용할 수 있습니다.

Surge가 개발되는 방법

스위치를 켜는 동안 커패시터는 충전 될 때까지 몇 마이크로 초 동안 짧은 시간 동안 매우 짧은 역할을하고 그 후에 만 ​​연결된 회로에 필요한 리액턴스를 도입하여 적절한 양의 전류가 회로에만 도달합니다.

그러나 커패시터 양단의 초기 몇 마이크로 초 단락 상태는 연결된 취약한 회로에 큰 서지를 유발하고 때로는 동반 부하를 파괴하기에 충분합니다.

위의 상황은 연결된 부하가 초기 스위치 ON 충격에 반응하지 않는 경우 효과적으로 확인할 수 있습니다. 즉, 안전 기간에 도달 할 때까지 부하를 OFF 상태로 유지하여 초기 서지를 제거 할 수 있습니다.

지연 기능 사용

이것은 회로에 지연 기능을 추가하여 매우 쉽게 달성 할 수 있습니다. 이것이 제가 제안한 서지 보호 하이 와트 LED 드라이버 회로에 포함시킨 내용입니다.

그림은 일반적인 입력 커패시터와 브리지 정류기를 보여줍니다. 여기에서 모든 것이 꽤 일반적인 용량 성 전원 공급 장치가 될 때까지.

두 개의 10K 저항, 두 개의 커패시터, 트랜지스터 및 제너 다이오드를 포함하는 다음 단계는 중요한 지연 타이머 회로의 일부를 구성합니다.

전원이 켜지면 두 개의 저항과 커패시터는 두 커패시터가 완전히 충전 될 때까지 트랜지스터의 전도를 제한하고 바이어스 전압이 트랜지스터베이스에 도달하도록 허용하여 약 2 초의 지연 후 연결된 LED를 켭니다.

제너는 또한 2 초 동안 지연을 연장하는 역할을합니다.

Rh 10K 저항 중 하나를 가로 지르는 1N4007 다이오드와 470uF 커패시터 중 하나를 가로 지르는 100K 저항은 전원이 꺼지면 커패시터가 자유롭게 방전되도록하여주기가 각 경우에 서지 보호를 적용하도록 반복 할 수 있습니다.

전력 출력을 높이기 위해 더 많은 수의 LED를 직렬로 연결할 수 있지만 그 수가 25 개를 초과 할 수 없습니다.

회로도

업데이트 : 더 고급 디자인이 여기에서 설명됩니다. 제로 크로싱 제어 서지 프리 트랜스포머리스 전원 회로

아래 비디오는 전원 스위치를 켠 후 약 1 초 후에 켜지는 LED를 보여줍니다.

독자의 불만 (저항이 타, 트랜지스터가 뜨거워 짐)

위의 개념은 훌륭해 보이지만 제안 된 고전압 커패시터 전원 공급 장치에서는 잘 작동하지 않을 수 있습니다.

회로가 문제에서 완전히 해방되기 전에 많은 연구가 필요합니다.

위 회로의 저항은 높은 전류 요구 사항을 견딜 수 없으며, 공정에서 매우 뜨거워지는 트랜지스터도 마찬가지입니다.

마지막으로 위의 개념을 철저히 연구하고 용량 성 변압기가없는 전원 공급 장치와 호환되지 않는 한 회로를 실용화 할 수 없다고 말할 수 있습니다.

훨씬 강력하고 안전한 아이디어

위의 개념이 작동하지 않더라도 고전압 용량 성 전원 공급 장치가 완전히 절망적이라는 의미는 아닙니다.

서지 문제를 해결하고 회로를 고장 방지하는 새로운 방법이 있습니다.

출력에서 직렬로 또는 연결된 LEd에 병렬로 많은 1N4007 다이오드를 사용합니다.

회로를 살펴 보겠습니다.

위의 회로는 아직 수개월 동안 테스트되지 않았으므로 아직 초기 단계이지만 커패시터의 서지가 300V, 1A 정격 다이오드를 날릴만큼 충분히 높지 않을 것이라고 생각합니다.

다이오드가 안전하면 LED도 안전합니다.

더 많은 수의 LED를 수용하기 위해 더 많은 다이오드를 직렬로 배치 할 수 있습니다.

Power Mosfet 사용

서지 원인에 취약한 것처럼 보였던 첫 번째 회로 시도는 다음 다이어그램과 같이 전원 BJT를 1A MOSFET으로 교체하여 효과적으로 해결할 수 있습니다.
MOSFET은 전압 제어 장치이므로 게이트 전류가 중요하지 않으므로 높은 값의 1M 저항이 완벽하게 작동하며 높은 값은 초기 전원 스위치를 켤 때 저항이 가열되거나 타지 않도록합니다. 또한 필요한 지연 ON 서지 억제 기능에 사용되는 비교적 낮은 값의 커패시터를 용이하게합니다.

약간의 조사에 따르면 첫 번째 다이어그램의 고전압 트랜지스터는 실제로 필요하지 않으며 다음 다이어그램과 같이 고전류 Darlington TIP122 트랜지스터로 대체 할 수 있습니다.

커패시터의 고전압 서지는 트랜지스터와 LED의 고전류 사양에 대해 효과가 없으며 손상을 일으키지 않으며 실제로 고전압이 LED 및 트랜지스터의 지정된 허용 안전 한계로 떨어지도록합니다.

TIP122는 또한 높은 값의베이스 저항을 사용할 수 있으므로 시간이 지나도 뜨거워 지거나 날아 가지 않도록 할 수 있습니다. 또한 트랜지스터베이스에 낮은 값의 커패시터를 포함하여 필요한 지연 스위치 ON 효과.

Power BJT 사용

위의 디자인은 아래와 같이 공통 컬렉터 모드에서 사용할 때 안전성 및 서지 억제 측면에서 더욱 향상됩니다.




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