Tässä projektissa olemme suunnitelleet yksinkertaisen 230V LED-ohjainpiirin, joka voi ajaa LEDiä suoraan verkkovirrasta.

LED on erityyppinen diodi, jota käytetään optoelektronisena laitteena. Kuten PN-liitosdiodi, se johtaa, kun se jännitetään eteenpäin. Tämän laitteen erityispiirteenä on kuitenkin sen kyky emittoida energiaa sähkömagneettisen spektrin näkyvällä kaistalla eli näkyvässä valossa.

LEDin ohjauksessa on tärkeintä tarjota lähes vakiovirran syöttö. Usein LEDiä ohjataan paristoilla tai ohjauslaitteilla, kuten mikrokontrollereilla. Näillä on kuitenkin omat haittapuolensa, esimerkiksi alhainen paristojen käyttöikä jne.

Toteutettavissa oleva lähestymistapa olisi LEDin ajaminen vaihtovirtalähteestä tasavirtalähteeseen. Vaikka vaihtovirtalähteestä tasavirtalähteeseen, jossa käytetään muuntajaa, on melko suosittu ja laajalti käytetty, sovelluksissa, kuten LED-kuormien, kuten LED-kuormien ajaminen, se osoittautuu melko kalliiksi, ja lisäksi ei ole mahdollista tuottaa pienivirtaista signaalia muuntajan avulla.

Pitäen mielessä kaikki tekijät, tässä olemme suunnitelleet yksinkertaisen piirin, joka ohjaa LED-valoa 230V AC: stä. Tämä toteutetaan käyttämällä kondensaattoripohjaista virtalähdettä. Tämä on edullinen ja tehokas piiri ja sitä voidaan käyttää kodeissa.

Related Post: Bipolaarinen LED-ohjainpiiri

Outline

230v LED-ohjainpiirin periaate

230V LED-ohjainpiirin perusperiaate on muuntajaton virtalähde. Tärkein komponentti on X-luokiteltu AC-kondensaattori, joka voi vähentää syöttövirtaa sopivaan määrään. Nämä kondensaattorit on kytketty riviin riviin ja ne on suunniteltu korkeajännitteisiä vaihtovirtapiirejä varten.

X – luokiteltu kondensaattori vähentää vain virtaa ja vaihtovirtajännite voidaan tasasuunnata ja säätää piirin myöhemmissä osissa. Korkeajännitteinen ja pienivirtainen vaihtovirta tasasuuntautuu korkeajännitteiseksi tasajännitteeksi siltasuuntaajaa käyttäen. Tämä korkeajännitteinen DC tasasuuntautuu edelleen Zener-diodin avulla matalajännitteiseksi DC:ksi.

Viimein matalajännitteinen ja pienivirtainen DC annetaan LED:lle.

230v LED-ohjaimen piirikaavio

Tarvittavat komponentit

Miten suunnitella 230V LED-ohjainpiiri?

Ensin kytketään 2.2µF / 400V X – nimellinen kondensaattori verkkovirtaan. On tärkeää valita kondensaattori, jonka nimellisjännite on suurempi kuin syöttöjännite. Meidän tapauksessamme syöttöjännite on 230V AC. Siksi käytimme 400V:n nimelliskondensaattoria.

Tämän kondensaattorin kanssa on kytketty rinnakkain 390KΩ:n vastus, joka purkaa kondensaattorin, kun syöttö kytketään pois päältä. 10Ω vastus, joka toimii sulakkeena, on kytketty syötön ja sillan tasasuuntaajan väliin.

Piirin seuraava osa on täysaaltosiltasuuntaaja. Olemme käyttäneet yhden sirun tasasuuntaajaa W10M. Se pystyy käsittelemään jopa 1,5 ampeerin virtoja. Sillan tasasuuntaajan ulostulo suodatetaan käyttämällä 4.7µF / 400V kondensaattoria.

Sillan tasasuuntaajan DC-ulostulon säätämiseen käytämme Zener-diodia. Tähän tarkoitukseen käytetään 4,7V Zener-diodia (1N4732A). Ennen Zener-diodia olemme kytkeneet 22KΩ:n (5W) sarjavastuksen virran rajoittamiseksi.

Säädetty DC annetaan LED:lle, kun se on suodatettu käyttämällä 47µF / 25V kondensaattoria.

Miten 230V LED-ohjainpiiri toimii?

Tässä projektissa on rakennettu yksinkertainen, muuntajaa vähemmän 230V LED-ohjainpiiri. Tämän projektin pääkomponentit ovat X – mitoitettu kondensaattori, Zener-diodi ja vastus, joka rajoittaa Zener-diodin virtaa. Katsotaanpa tämän projektin työskentelyä.

Ensin 2.2µF X – nimellinen kondensaattori (225J – 400V) rajoittaa verkkovirran vaihtovirtaa verkkovirrasta. Tämän virran laskemiseksi sinun on käytettävä X – nimelliskondensaattorin kapasitiivista reaktanssia.

Kapasitiivisen reaktanssin laskentakaava on esitetty alla.

Siten 2,2µF:n kondensaattorille XC voidaan laskea seuraavasti.

Ohmin lain perusteella kondensaattorin sallima virta on siis I = V/R.

Kondensaattorin läpi kulkeva virta on siis = 230/1447,59 = 0,158 ampeeria = 158mA.

Tämä on sillansuuntaajaan tuleva kokonaisvirta. Nyt sillan tasasuuntaajan lähtö suodatetaan kondensaattorin avulla. On tärkeää valita tälle kondensaattorille sopiva nimellisjännite.

Siltasuuntaajaan tuleva jännite on 230V AC, joka on RMS-jännite. Mutta maksimijännite sillan tasasuuntaajan sisääntulossa saadaan

VMAX = VRMS x √2 = 230 x 1,414 = 325,26 V.

Siten sinun on käytettävä 400 V:n nimellisarvoista suodatinkondensaattoria. Tasasuuntautunut tasajännite on noin 305 V. Tämä on laskettava käyttökelpoiselle alueelle LEDin sytyttämistä varten. Näin ollen projektissa käytetään Zener-diodia.

Tähän tarkoitukseen käytetään 4,7V Zener-diodia. Säätimenä toimivaan Zener-diodiin liittyy kolme tärkeää tekijää: Sarjavastus, kyseisen vastuksen teholuokitus ja Zener-diodin teholuokitus.

Ensin sarjavastus. Tämä vastus rajoittaa Zener-diodin läpi kulkevaa virtaa. Sarjavastuksen valinnassa voidaan käyttää seuraavaa kaavaa.

Tässä VIN on Zener-diodin tulojännite ja se on = 305V.

VZ on Zener-jännite (joka on sama kuin kuorman jännite VL) = 4,7V.

IL on kuorman virta i.eli LEDin läpi kulkeva virta ja on = 5mA.

IZ on Zener-diodin läpi kulkeva virta ja on = 10mA.

Siten sarjavastuksen RS arvo voidaan laskea seuraavasti.

Nyt tämän vastuksen tehoarvo. Sarjavastuksen teholuokitus on erittäin tärkeä, sillä se määrittää tehon määrän, jonka vastus voi haihduttaa. Voit laskea sarjavastuksen RS teholuokituksen käyttämällä seuraavaa kaavaa:

Viimeiseksi Zener-diodin teholuokitus. Voit käyttää seuraavaa kaavaa Zener-diodin teholuokituksen laskemiseen.

Yllä olevien laskelmien perusteella olemme valinneet sarjavastuksen, jonka vastus on 22KΩ ja jonka teho on mitoitettu 5 W, ja 4,7 V:n Zener-diodin, jonka teho on mitoitettu 1 W:n teholle (itse asiassa neljänneswattinen Zener riittäisi).

Tasasuuntautunut ja säännelty jännite, jossa on rajoitettu virta, annetaan LEDille.

Edut

• Tämän 230V LED-ohjainpiirin avulla voimme ajaa LED-valoja suoraan päävirtalähteestä.
• Tämä hanke perustuu muuntajan vähemmälle virtalähteelle. Näin ollen lopullinen rakennus ei ole suuri.

230V LED-ohjainpiirin sovellukset

1. Tätä piiriä voidaan käyttää kodin valaistusjärjestelmiin.
2. Sitä voidaan käyttää merkkivalopiirinä.
3. Osa voi kiinnittää tämän piirin ovikellon kanssa antaakseen ilmoituksen.

230V LED-ohjainpiirin rajoitukset

1. Koska tässä käytetään suoraan 230V AC-syöttöä, tämä piiri voi olla vaarallinen.
2. Tämä piiri soveltuu parhaiten kotisovelluksiin, joissa käytetään yksivaiheista syöttöä. Tämä johtuu siitä, että kolmivaiheisen syötön tapauksessa, jos jokin vaiheista koskettaa vahingossa tuloliitäntää, se voi osoittautua varsin vaaralliseksi.
3. Kondensaattori voi tuottaa piikkejä verkon vaihteluissa.