Korzystanie z prądu przemiennego z diodami LED (część 1): 5 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:33

Niedawno natknąłem się na wysokiej jakości transformator sprzedawany za mniej niż 1,00 USD. Powodem, dla którego były tak niedrogie, był fakt, że ich wyjście było tylko AC, podczas gdy większość produktów konsumenckich wymagała dobrze filtrowanego prądu stałego.

Ta instrukcja ma na celu uzyskanie transformatorów prądu przemiennego współpracujących z diodami LED bez diod i kondensatorów. Pokażę tutaj wystarczająco dużo matematyki, aby koncepcja miała zastosowanie do większości innych transformatorów wyłącznie na prąd przemienny. Co ciekawe, wiele transformatorów Black&Decker Dust-Buster jest zasilanych wyłącznie prądem przemiennym i dobrze nadają się do konwersji, ponieważ wiele z nich wykorzystuje tylko 1/2 mocy wyjściowej (prostowanie półfalowe).

Krok 1: Praca z liczbami

Przedmiotowy transformator został wykonany dla wielu telefonów bezprzewodowych AT&T, jest on przystosowany do napięcia 110v/60Hz i ma wyjście 10VAC 500mA.

Po pierwsze, musimy zdawać sobie sprawę, że wartość 10 V jest znana jako napięcie RMS i jest efektywną średnią mocą fali sinusoidalnej. Maksymalne napięcie, jakiemu poddamy nasze diody, jest około 1,4 raza wyższe. Możemy to zademonstrować, podłączając nasz transformator i wykonując kilka pomiarów. Drugi obraz przedstawia 10,8 VAC, co stanowi nieobciążone wyjście transformatora. Powinniśmy więc spodziewać się szczytowego napięcia 1,4 x Vrms lub 15,3 V. Następnie dodajemy prostą diodę z kondensatorem wygładzającym i mierzymy na niej napięcie: 14,5 VDC. Ta liczba jest o około 0,8 V mniejsza niż w naszych obliczeniach, ponieważ spadek napięcia na diodzie wynosi 0,8 V. Jest to jeden z powodów, dla których staramy się unikać diod, ponieważ każda z nich z natury traci (jako ciepło) trochę mocy – 0,8 V to 25 % mocy dla diody LED 3.2v. Tak więc będziemy używać 15,3 V jako podstawy naszych obliczeń.

Krok 2: Zdobywanie światła

Wiemy, że większość białych i niebieskich (i UV) diod LED ma napięcie od 3 do 3,6 woltów. Dzieląc nasze napięcie PEAK przez średnie napięcie LED, otrzymujemy wyobrażenie o liczbie diod LED, które może obsłużyć nasz transformator: 15,3 / 3,3 = 4,6, które zaokrąglamy do 5, co daje około 3,1 V na światło. Pamiętaj jednak, że AC ma identyczny cykl UJEMNY! Oznacza to, że możemy dodać obwód lustrzany, który działa na naprzemiennych fazach. Zaletą używania napięć do rozpoczęcia naszych obliczeń jest to, że dopóki pozostajemy z podobnymi diodami LED i utrzymujemy się w zakresie napięć roboczych, prąd pozostanie w bezpiecznych granicach. Tak więc, dostosowując liczbę używanych diod LED, możemy obsłużyć większość wyjść transformatora AC. Teraz szybkie sprawdzenie napięcia pokazuje, że nadal wynosi 10,8 V AC. Nasze diody LED wykorzystują tylko maleńką część (4%) pojemności 500mA transformatora, która… Możemy zwiększyć moc świetlną do 15 razy, po prostu dodając łańcuchy 10 diod LED ułożonych w ten sam sposób w całej dostawie! Wyobraź sobie uruchamianie 150 diod LED w ogromnym szeregu z jednego malutkiego transformatora. Czysty, prosty napęd bezpośredni do samego końca.

Krok 3: Pułapki

Jednym z zabezpieczeń jest to, że ograniczyliśmy napęd do naszych diod LED do bardzo bezpiecznego poziomu - osiągnie szczytową wartość znamionową tylko raz na cykl. W rzeczywistości zgaśnie całkowicie, gdy przeciwny łańcuch się zaświeci. Możemy więc spodziewać się ekstremalnej długowieczności tego układu.

Fakt, że każdy łańcuch jest wyłączony przez połowę czasu oznacza, że pojawi się pewne migotanie, które można zobaczyć na poniższych zdjęciach, zrobionych przy dużej szybkości migawki. Dzięki naprzemiennemu włączaniu i wyłączaniu rzędów efekt jest zminimalizowany i nie jest gorszy niż przy użyciu oświetlenia fluorescencyjnego.

Krok 4: Niektóre wariacje

Czasami nie można uzyskać odpowiedniej liczby diod LED 3,5 V do tego, czego potrzebujesz. Następnie możesz „oszukiwać” zastępując bursztynową diodę LED w każdym łańcuchu - działają one około 2,4 V, dzięki czemu możesz trochę pomylić swoje liczby.

A co do tych Pogromców kurzu – jeśli zastosujesz naszą metodę do ich brodawek ściennych PODCZAS ładowania urządzenia, może się okazać, że jeden łańcuch diod LED nigdy się nie zapala – dzieje się tak dlatego, że używają tylko połowy obwodu do ładowania urządzenia. Pomyśl o użyciu DRUGIEJ połowy cyklu dla diod LED jako darmowej mocy. Możesz również dostosować tę metodę do zasilania DC - ale upewnij się, że zawsze najpierw mierzysz rzeczywistą moc wyjściową! Jednostki komercyjne są notorycznie złe do wymyślania liczb.

Krok 5: Powtórka

Tak więc, aby dowiedzieć się, co może obsługiwać transformator: Zmierz jego moc wyjściową: - Jeśli jest to AC, użyj skali V-AC na multimetrze i pomnóż wyniki przez 1,4, aby uzyskać V-peak - Jeśli jest to DC, użyj Skala V-DC odczytuje V-peak. Liczba białych (lub niebieskich) diod LED, które może obsługiwać, wynosi: - Vpeak / 3,3 i zaokrąglona w górę do następnej liczby całkowitej. (Np. 4.2 to 5) (Użyj V-peak / 2 dla czerwonych, pomarańczowych i żółtych diod LED) Jest to liczba diod LED, które można umieścić w szeregu, aby bezpiecznie działać poza transformatorem. W przypadku obwodów prądu przemiennego należy zduplikować inne łańcuch w przeciwnej polaryzacji. Diody LED mogą mieć dowolny prąd, o ile wszystkie są takie same, a transformator ma prąd (A lub mA), który go obsługuje. Uwaga: transformatory prądu przemiennego mogą również mieć wartość VA zamiast amperów - po prostu podziel tę liczbę przez wolty, aby uzyskać ampery. - koniec części 1 - (ciąg dalszy tutaj)