Wechselstrom mit LEDs verwenden (Teil 3) - das GROSSE Licht - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:22

In Verwenden von Wechselstrom mit LEDs, Teil 1 und Teil 2, haben wir uns Möglichkeiten angesehen, Wechselstrom an LEDs anzupassen, ohne zuerst die übliche Umwandlung in reinen Gleichstrom direkt vom Wechselstromnetz. Warnung: Das Wechselstromnetz hat Hunderte von Volt und ist potenziell tödlich. Bitte treffen Sie alle notwendigen Vorkehrungen, bevor Sie damit arbeiten!

Schritt 1: Der Transformator ohne Transformator

Als wir LEDs an Wechselstromtransformatoren angeschlossen haben, lautete die von uns verwendete Berechnung: Vac / 3,3, um uns die Anzahl der LEDs zu geben, die wir benötigen, um die Leistung ohne zusätzliche Widerstände und andere Teile richtig zu handhaben. Was ist, wenn wir den Transformator vollständig umgehen und überlegen? Wechselstromnetz? In gewisser Weise ist es einfacher - die Spannung von Transformatoren kann mit der von uns angelegten Last stark variieren, während Wechselstromnetze viel stabiler sind. Wenn wir den 110-V-Standard der USA verwenden, berechnen wir zuerst die Spitzenspannung 1,4 * 110 = 156 und wir können die Anzahl der unterstützten LEDs ermitteln: 156 / 3,3 = 47 LEDs Das heißt, wenn wir 47 LEDs in Reihe schalten, können wir den gesamten String direkt an einer 110-V-Wechselstromsteckdose betreiben? Die Antwort ist Ja ! Solange wir die Spannung an jeder LED bei 3,5 V oder weniger halten, funktioniert sie innerhalb ihrer Grenzen. Aber vergessen wir nicht, dass es für jeden positiven Zyklus einen negativen Zyklus gibt! Das heißt, wir brauchen eine Spiegelschaltung wie in (1). Wow, das sind eine Menge Glühbirnen! Wenn wir jedoch eine Sperrdiode wie in Schaltung (2) hinzufügen, können wir unsere Schaltung sicher betreiben. Der 1N4003 kann 200 Volt verarbeiten und ist daher für US-Strom geeignet. Für EU-Länder beträgt die magische Zahl 103 LEDs (doppelt, wenn Sie beide Zyklen verwenden möchten) und die Diode für ckt (2) sollte 1N4004 oder besser sein.

Schritt 2: Drücken Sie den Umschlag

Denken Sie daran, dass die LEDs in Schaltung (2) nur 1/2 der Zeit arbeiten, da wir die Diode verwenden, um die Hälfte unseres Zyklus zu blockieren. Wie können wir sie auch für die andere Hälfte zum Leuchten bringen?

Mit einem einfachen Teil namens Brückengleichrichter kann dies passieren. Dieses Gerät besteht eigentlich aus 4 Dioden, die über Kreuz geschaltet sind, damit beide Zyklen in die gleiche Richtung gehen. Elektronikfans werden dies als Teil der "Vollwellengleichrichtung"-Schaltung (im Gegensatz zur Halbwelle) wissen. Mit dieser Ergänzung schalten sich unsere LEDs doppelt so oft ein und wir bekommen doppelt so viel Licht von ihnen.

Schritt 3: Bauzeit

Wir können also mit dem Bau einer einfachen All-LED + einer Brückenschaltung beginnen, um 110 V-Netz zu betreiben.

Du brauchst: Viele weiße LEDs – natürlich! Und TESTE sie alle! AC-Netzkabel Perfboard 1N4003 Diode oder 200-Volt-Brückengleichrichter Das erste Bild ist, wie meine Schaltung aussieht, wenn sie fertig ist. Schnelle Augen werden feststellen, dass nur 42 LEDs an Bord sind. Aufgrund der Notwendigkeit, die Brücke auf der Platine unterzubringen, und aufgrund der relativ stabilen Natur unseres Netzes können wir unsere Lampen mit etwas mehr als 20 mA betreiben. Die Brücke hat 4 Leitungen: 2 markierte (~), ein (+) positiv und ein (-) negativ. Die (~) gehen an AC Mains. Verbinden Sie zunächst die Brücke (+) mit der längeren (+) Leitung der ersten LED und nehmen Sie dann die kurze Leitung mit der langen Leitung der nächsten LED. Führen Sie vor dem Löten 1-reihige, doppelte und dreifache Überprüfung durch! Arbeite dich nach unten und verbinde IMMER kürzer mit länger. Ich habe weitere Bilder unten, die die verschiedenen Stadien der Fertigstellung zeigen. Drucken Sie sie aus, um Ihnen bei der Verkabelung zu helfen.

Schritt 4: Siehe

Und es gibt Licht! Wegen der Gefährlichkeit der Komponenten beim Einstecken habe ich die Platine mit einer dreifachen Lage Pergamentpapier bedeckt, das einen guten dielektrischen Wert hat und einer Hitze von über 400F standhalten kann. Dann montierte ich die Platine auf dem Deckel eines herausnehmbaren Behälters mit einem Schaumstoffabstandshalter von einer DVD-Spindel mit einer Aussparung für das Netzkabel. Die Lichtleistung entspricht einer 40-Watt-Glühbirne, aber der Behälter wird kaum warm. Denken Sie daran: Trennen Sie immer den Stromkreis, bevor Sie freiliegende Teile berühren. Außerdem laufen die LEDs in der Nähe ihres Nennstroms, was zu Temperaturen von bis zu 85 ° C auf ihren Oberflächen führen kann.

Schritt 5: Variationen

Zu hell? Sie können die Kreise (2) und (3) kombinieren, um unserem Licht einen Hi/Lo-Schalter zu geben. Bei Hi schließt der Schalter die Diode kurz, so dass sie im Vollwellenmodus wie in (3) arbeitet. Durch Öffnen des Schalters kann nur die Hälfte der Zeit Strom fließen, genau wie (2). Ozzies und Brits: Auch Sie können die 42/47 LED-Schaltungen verwenden - kombinieren Sie einfach die im Teil vorgestellte Schaltung der US-Version (.4uF und 1K-Ohm) 2 und auch Sie können mit nur 42 LEDs eine Wechselstrom-Netzleuchte machen! Oder sehen Sie sich die Berechnungen im folgenden Schritt an. Oh ja, unsere "große" Leuchte ist super sparsam - sie wird mit 110-Volt-Netz betrieben und verbraucht kaum 3 Watt. Erfahren Sie mehr über weitere Möglichkeiten, Ihr Haus mit LEDs aus A/ zu beleuchten. C-Netz hier!

Schritt 6: Knirschende Zahlen

Hier ist eine Zusammenfassung der für dieses Projekt verwendeten Berechnungen: Um weiße LEDs (Nennspannung 3,3 V) sicher vom Wechselstromnetz zu betreiben, ohne eine Regulierung (außer der Diodenbrücke) zu verwenden, lautet die magische Zahl: Vac * 1,4 / 3,3. Dies ist die minimale Anzahl von LEDs in Reihe, die mit Wechselstrom betrieben werden, ohne ihren "komfortablen" Betriebsbereich zu überschreiten. Die Auswahl der LEDs kann 20mA oder höher sein - SOLANGE sie alle vom gleichen Typ sind und in Reihe geschaltet sind. Wenn Sie die volle Anzahl der oben berechneten LEDs verwenden, ist das alles, was Sie brauchen, aber für Anordnungen mit weniger LEDs nicht weniger als 30), müssen wir die spannungsabfallende RC-Kombination hinzufügen. R ist immer ein 1K, 1Watt Widerstand, während der Wert von C berechnet wird als:Vpk= Vac * 1,4Vdd= N * 3,3, wobei N die Anzahl der weißen LEDs ist, die wir in Reihe verwenden möchten. Iled = 0,02, der Strom Wir wollen für unsere LEDs. C = 1 / (2 * pi * f * (Vpk-Vdd) / Iled), wobei f die Netzfrequenz ist, aber Sie können es vereinfachen zu: (58 / (Vpk-Vdd)) in Mikrofarad (uF) und sollte zwischen 0,1 und 0,5 uF liegen. Stellen Sie sicher, dass es sich um einen unpolaren Kondensator handelt. WICHTIG: Die Teile müssen für mindestens Vpk ausgelegt sein und ausreichend Strom für Iled aufweisen.