In dit project hebben we een eenvoudig 230V LED Driver circuit ontworpen, dat LED’s direct vanuit het lichtnet kan aansturen.

Een LED is een speciaal type diode dat wordt gebruikt als een opto-elektronisch apparaat. Net als een PN-junctie diode, geleidt deze bij voorwaartse bias. Een speciale eigenschap van dit apparaat is echter zijn vermogen om energie uit te zenden in de zichtbare band van het elektromagnetische spectrum, d.w.z. zichtbaar licht.

Een belangrijk punt bij het aansturen van een LED is het leveren van een bijna constante stroomingang. Vaak wordt een LED aangedreven met behulp van batterijen of besturingsapparaten zoals microcontrollers. Echter, deze hebben hun eigen nadelen, bijvoorbeeld – lage levensduur van de batterij etc.

Een haalbare aanpak zou zijn het besturen van de LED met behulp van AC naar DC voeding. Hoewel AC naar DC-voeding met behulp van transformator is vrij populair en op grote schaal gebruikt, voor toepassingen zoals het aansturen van belastingen zoals LED, het blijkt te zijn vrij duur en bovendien is het niet mogelijk om een lage stroom signaal met transformator.

Houden in het achterhoofd alle factoren, hier ontwierpen we een eenvoudige schakeling het besturen van een LED van 230V AC. Dit wordt bereikt met behulp van een condensator gebaseerde voeding. Dit is een goedkope en efficiënte schakeling en kan thuis worden gebruikt.

Gerelateerde post: Bipolaire LED Driver Circuit

Principe 230v LED Driver Circuit

Het basisprincipe achter het 230V LED Driver circuit is transformatorloze stroomvoorziening. De belangrijkste component is de X-rated AC condensator, die de voedingsstroom kan reduceren tot een geschikte hoeveelheid. Deze condensatoren worden lijn aan lijn aangesloten en zijn ontworpen voor hoogspanningswisselstroomkringen.

De X – Rated condensator vermindert alleen de stroom en de wisselspanning kan worden gelijkgericht en geregeld in de latere delen van de schakeling. De hoogspanning en laagstroom AC wordt gelijkgericht in hoogspanning DC met behulp van een bruggelijkrichter. Deze hoge spanning DC wordt verder gelijkgericht met behulp van een Zener diode tot een lage spanning DC.

Ten slotte wordt de lage spanning en lage stroom DC gegeven aan een LED.

230v LED Driver Circuit Diagram

Benodigde componenten

Hoe ontwerp je een 230V LED Driver Circuit?

Eerst wordt een condensator van 2,2µF / 400V X – Nominaal aangesloten op de netvoeding. Het is belangrijk om een condensator te kiezen met een spanning die groter is dan de voedingsspanning. In ons geval is de voedingsspanning 230V AC. Daarom hebben we een condensator met een nominale spanning van 400 V gebruikt.

Een weerstand van 390KΩ is parallel geschakeld met deze condensator om hem te ontladen wanneer de voeding wordt uitgeschakeld. Een weerstand van 10Ω, die als zekering fungeert, is tussen de voeding en de bruggelijkrichter geschakeld.

Het volgende deel van de schakeling is een volle-golf bruggelijkrichter. We hebben een enkele chipgelijkrichter W10M gebruikt. Deze kan stromen aan tot 1,5 Ampère. De uitgang van de bruggelijkrichter wordt gefilterd met behulp van een condensator van 4,7µF / 400 V.

Voor de regeling van de gelijkstroomuitgang van de bruggelijkrichter gebruiken we een Zener Diode. Een 4,7V Zener Diode (1N4732A) wordt voor dit doel gebruikt. Vóór de Zener Diode hebben we een serieweerstand van 22KΩ (5W) aangesloten om de stroom te beperken.

De geregelde gelijkstroom wordt aan de LED gegeven nadat deze is uitgefilterd met behulp van 47µF / 25V Condensator.

Hoe werkt het 230V LED Driver Circuit?

Een eenvoudige, transformator minder 230V LED Driver Circuit is gebouwd in dit project. De belangrijkste componenten van dit project zijn de X – Rated condensator, de Zener Diode en de weerstand die de stroom in de Zener Diode beperkt. Laten we de werking van dit project eens bekijken.

Ten eerste zal de 2.2µF X – Rated Condensator (225J – 400V) de wisselstroom van het lichtnet begrenzen. Om deze stroom te berekenen, moet u de Capacitieve Reactantie van de X – Nominale Condensator gebruiken.

De formule voor het berekenen van de Capacitieve Reactantie wordt hieronder gegeven.

Zo kan voor een condensator van 2,2µF XC als volgt worden berekend.

Uit de wet van Ohm volgt dus dat de stroom die de condensator doorlaat, gegeven wordt door I = V/R.

Hieruit volgt dat de stroom door de condensator = 230/1447,59 = 0,158 Ampère = 158mA.

Dit is de totale stroom die de bruggelijkrichter ingaat. Nu wordt de uitgang van de bruggelijkrichter gefilterd met behulp van een condensator. Het is belangrijk een geschikte spanning voor deze condensator te kiezen.

De ingang van de bruggelijkrichter is 230V AC, dat is de RMS-spanning. Maar de maximale spanning aan de ingang van de bruggelijkrichter wordt gegeven door

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

Daarom moet u een 400V nominale filtercondensator gebruiken. De gelijkspanning die gelijkgericht wordt, bedraagt ongeveer 305 V. Deze moet worden verlaagd tot een bruikbaar bereik voor het oplichten van de LED. Daarom wordt in dit project de Zener Diode gebruikt.

Een Zener Diode van 4,7V wordt voor dit doel gebruikt. Er zijn drie belangrijke factoren verbonden aan de Zener Diode die als regulator fungeert: Een serieweerstand, het vermogen van die weerstand en het vermogen van de Zener Diode.

Eerst de serieweerstand. Deze weerstand beperkt de stroom door de Zener Diode. De volgende formule kan worden gebruikt bij het kiezen van de serieweerstand.

Hier is VIN de ingangsspanning voor de Zener Diode en is = 305V.

VZ is de Zenerspanning (die gelijk is aan de belastingsspanning VL) = 4,7V.

IL is de belastingsstroom i.d.w.z. de stroom door de LED en is = 5mA.

IZ is de stroom door de Zener Diode en is = 10mA.

Daaruit kan de waarde van de serieweerstand RS als volgt worden berekend.

Nu het nominale vermogen van deze weerstand. Het vermogen van de serieweerstand is erg belangrijk, omdat het bepaalt hoeveel vermogen de weerstand kan afgeven. Om het vermogen van de serieweerstand RS te berekenen, kunt u de volgende formule gebruiken.

Tot slot, het vermogen van de Zener Diode. U kunt de volgende formule gebruiken om het vermogen van de Zener Diode te berekenen.

Op basis van de bovenstaande berekeningen hebben we gekozen voor een serieweerstand van 22KΩ met een nominale weerstand van 5W en een 4,7V Zener Diode met een nominale weerstand van 1W (eigenlijk zou een Zener van een kwart Watt voldoende zijn).

De gelijkgerichte en geregelde spanning met beperkte stroom wordt aan de LED gegeven.

Voordelen

• Met behulp van deze 230V LED Driver Circuit, kunnen we LED’s direct vanaf de hoofdvoeding aansturen.
• Dit project is gebaseerd op een transformator-loze voeding. Vandaar dat de uiteindelijke build zal niet een grote.

Toepassingen van 230V LED Driver Circuit

1. Deze schakeling kan worden gebruikt voor thuis verlichting systems.
2. Het kan worden gebruikt als een indicator circuit.
3. Een kan deze schakeling te bevestigen met de deurbel om indicatie te geven.

Beperkingen van 230V LED Driver Circuit

1. Omdat 230V AC voeding hier direct wordt gebruikt, kan dit circuit gevaarlijk zijn.
2. Dit circuit is het meest geschikt voor huishoudelijke toepassingen met eenfasige voeding. Dit komt omdat, in het geval van driefasige voeding, als een van de fasen per ongeluk de ingangsklem raakt, dit heel gevaarlijk kan blijken te zijn.
3. De condensator kan pieken produceren bij netschommelingen.