Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Szafy RackSzafy Rack
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Nawet 100 diod LED zasilane z sieci ze stałym prądem

fysiek 08 Lis 2009 15:42 28930 50
  • W załączniku schemat sprawdzonego w praktyce układu do zasilania każdej ilości diod LED z sieci 230VAC. Ograniczenie ilości jest tylko od góry, ponieważ ilość diod w szeregu a dokładnie suma spadku napięcia w kierunku przewodzenia powinna być niższa niż 320V. Prąd jest stały niezależnie od ilości połączonych szeregowo diod i wynosi 20mA. Nadaje się do każdej aplikacji wymagającej dużej ilości światła, takich jak oświetlenie akwarium, lampki nocne, itp.
    Układ składa się z zasilacza z zabezpieczeniem przeciwprzepięciowym w postaci warystora na wejściu, oraz z źródła prądowego wymuszającego stałą wartość prądu kolektora tranzystora mocy.
    Tranzystor T1 to w zasadzie każdy npn małej mocy jaki uda się znaleźć. Jako T2 może pracować tranzystor z napięciem kolektor emiter minimum 400V i odpowiedniej mocy, ponieważ musi pracować na radiatorze. Używałem do testów znanych i bardzo tanich BU208 i BU326. Radiator należy dobrać eksperymentalnie ponieważ jego wielkość uzależniona jest od spadku napięcia na diodach. Im więcej diod tym mniejsze straty w tranzystorze mocy i może się okazać że przy odpowiedniej ilości radiator w ogóle nie będzie potrzebny. Podczas testu podczas zwarcia wyjścia wystarczył radiator obustronnie żebrowany wielkości połowy paczki po papierosach.
    Niestety nie posiadam wzoru płytki drukowanej ponieważ układ powstał w pająku, ale obiecuje że w wolnym czasie zaprojektuje ją.
    Na koniec wspomnę tylko, że mało ekonomiczne jest wykorzystywanie tego układu do zasilania powiedzmy 1, 5 czy 10 diod. W tym przypadku najlepiej zrobić zwykły zasilacz z transformatorem, ale w przypadku parudziesięciu diod ten układ jest idealny.

    Nawet 100 diod LED zasilane z sieci ze stałym prądem

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    fysiek
    Poziom 24  
    Offline 
    Czy to taki wielki problem wcisnąć "POMÓGŁ" ?
    fysiek napisał 800 postów o ocenie 569, pomógł 67 razy. Jest z nami od 2005 roku.
  • Szafy RackSzafy Rack
  • #2
    fuutro
    Poziom 43  
    Dla kilku diod warto zrobić beztransformatorowy jeśli podobnie jak tutaj nie ma mowy o izolacji galwanicznej. Rezystory 150k mogły by być o zdecydowanie mniejszej mocy, w sumie na nich wydzieli się ok 0,35W.
  • #4
    malumalu
    Poziom 12  
    Witam...
    Chciałbym wykorzystać ten schemat do oświetlenia akwarium ( nowa pokrywa tylko ledy ) W pokrywie będą zainstalowane diody białe , czerwone i niebieskie wszystkie o poborze prądu 20mA. Ale jest pewien problem bo optymalne napięcie zasilania dla diody białej to 3,2v , a czerwona i niebieska to 2,8v do 3v .. Pytanie: czy można je połączyć razem w szereg? . czy różne napięcie zasilania tych diod nie wpłynie negatywnie na czas użytkowania i ewentualnie jakieś problemy z zasilaniem ??:?:
  • Szafy RackSzafy Rack
  • #5
    fuutro
    Poziom 43  
    Nie możesz a powinieneś połączyć je w szereg. jak pracują przy takim samym prądzie to nie ma znaczenia ich napięcie przewodzenia, no może tyle, co żeby źródło zasilania się wyrobiło.
    Z tym całym akwarium... musisz mieć pewność, że całość będzie szczelna i woda do tego nie będzie mogła się dostać, inaczej skutki mogą być tragiczne.
  • #6
    thingrim
    Poziom 10  
    Witam

    W jaki sposob zmodyfikowac ten uklad aby zastosowac diody o poborze pradu 300mA ? i roznych nap zasilania 2,1-2,3V (RED) 3,2-3,4V (White/Blue)
    Mam zamiar zbudowac panel z 150szt bialych , 50 czerwonych oraz 50 niebieskich (wszystko 1w).
  • #7
    fuutro
    Poziom 43  
    Czerwone i niebieskie mogą razem tworzyć jedną gałąź (szereg) a białe dwie kolejne gałęzie (po 75 diod). Trzeba teraz dać trzy tranzystory mocy jako wykonawcze, zdolne odprowadzić powiedzmy nawet 25W mocy (przyjąłem pośrednie napięcia przewodzenia i napięcie 320V jako zasilające - może nieco na wyrost ale tek jest pewniej) a tak konkretnie to moce strat na tranzystorach szacuje na 12W i 2*22W. Przyda się konkretny radiator i izolacja tranzystorów od niego (podkładki elektroizolacyjne termoprzewodzące nie tylko z racji tego, że bezpieczniej będzie jednak odizolować radiator lecz kolektory nie mogą się połączyć.)
    Nawet 100 diod LED zasilane z sieci ze stałym prądem
    Początek tj od lewej do mostka odpuściłem ale ma być. Jeżeli zastosujesz Darlingtony jak napisałem i to w obudowie ISOWATT218 to nie będą konieczne podkładki izolacyjne a jedynie troszkę pasty termoprzewodzącej.
  • #8
    fysiek
    Poziom 24  
    Z diodami normalnymi nie ma problemu i można łączyć kolory jakie się chce. Zawsze stały jet prąd a napięcie odkłada się samo. Z diodami mocy jest jest problem z odprowadzeniem ciepła z tranzystora mocy, ale to da sie załatwić z odpowiednio dużym radiatorem. Tak jak kolega wyżej wspomniał niezbędny będzie darlington w stopniu mocy. Zamiast BU491 można złączyć ze sobą dwa tranzystory npn o napięciu kolektor-emiter powyżej 400V. Szerze mówiąc do diod led o mocy 1W średnio się ten uklad nadaje...zmieni się w wielki grzejnik. Zrobiłem go dla diod led małej mocy/
  • #9
    fuutro
    Poziom 43  
    Można by też było na MOSFETach zrobić. Oczywiście straty i tak będą ale w takim wypadku układ byłby nieco inny i mniej odporny na zwarcia.
    Nawet 100 diod LED zasilane z sieci ze stałym prądem
  • #10
    fysiek
    Poziom 24  
    150 diod białych to 150*3.2V (3.4V) = 480V (510V)

    50 czerwonych diod to 50 * 2.1V (2.3V) = 105V (115V)

    50 niebieskich diod to 50 * 3.2V (3.4V) = 160 (170V)


    Żeby to jakoś sprawiedliwie podzielić zróbmy tak:

    78 białych led to 265V przy 3.4V i moc strat około 15W

    50 czerwonych diod i 45 diod białych to 115V + 153V = 268V i moc strat niewiele mniejsza niż wyżej

    50 niebieskich led i 27 led białych to 170V + 92V = 262V

    Da się to zrobić ale radiator musi odprowadzić minimum 50W, czyli będzie dosyć duży - powiedzmy coś jak w zasilaczu laboratoryjnym - i nie zaszkodzi jakiś cichy wentylator. Traconą moc można zmniejszyć rezygnując z pewnej ilości diod, lub dodając ich więcej, tak aby napięcie odkładane na kluczu źródła prądowego było jak najmniejsze, wtedy moc tracona baaaaardzo się zmniejszy.

    Dodano po 10 [minuty]:

    malumalu napisał:
    Witam...
    Chciałbym wykorzystać ten schemat do oświetlenia akwarium ( nowa pokrywa tylko ledy ) W pokrywie będą zainstalowane diody białe , czerwone i niebieskie wszystkie o poborze prądu 20mA. Ale jest pewien problem bo optymalne napięcie zasilania dla diody białej to 3,2v , a czerwona i niebieska to 2,8v do 3v .. Pytanie: czy można je połączyć razem w szereg? . czy różne napięcie zasilania tych diod nie wpłynie negatywnie na czas użytkowania i ewentualnie jakieś problemy z zasilaniem ??:?:



    Łącz ile chcesz i kolory jakie chcesz, ale tylko szeregowo. Spadkiem napięcia - tzn. tym że jedna dioda ma 2.2V a inna aż 3.4V - się nie przejmuj. Dioda nie ma optymalnego napięcia, dioda ma optymalny prąd pracy który nie powinien być nigdy przekraczany. W przedstawionym przeze mnie układzie prąd jest stały i to jest najważniejsze a napięcie odłoży się samo takie jak powinno być. Ten sposób zasilania na pewno nie wpłynie ujemnie na żywotność diod led ponieważ dioda będzie pracowała w idealnych warunkach właśnie przez stały niezmienny prąd, niezależny od napięcia zasilania. Przy 20mA nie ma tez problemu z chłodzeniem. Radiator będzie pewnie potrzebny, ale nie będzie on duży. Jeżeli liczba potrzebnych diod jest na tyle duża że 320V to za mało trzeba zbudować jeszcze jedno źródło.
  • #11
    malumalu
    Poziom 12  
    Witam Ponownie....
    Byłem na giełdzie we Wrocławiu po podzespoły do tego schematu ...
    I teraz tak:
    :?: Na rysunku zaznaczyłem czerwony okrąg, co to jest ??, tego nie kupiłem bo sprzedawca nie miał zielonego pojęcia co to takiego ??
    :?: Zamiast tranzystora BF459 (T1) dał Mi BF259 ?? czy się nada ?
    :?:Zamiast rezystora 47R 2W dał 47R 5W bo takie tylko miał ?? będzie ok?
    Nawet 100 diod LED zasilane z sieci ze stałym prądem

    Prośba dla znawców, możecie napisać jakie mogą być zamienniki do tych tranzystorów??, bo z tymi co podane to już jest problem z dostaniem :D .
    Pozdrawiam... .
  • #12
    ANUBIS
    Moderator sekcji Technicznej
    Witam

    Odp. 1 -- to w kólku to warystor na napięcie 275 -- element zabezpieczający przed pojawieniem się zbyt wysokiego napięcia na wejściu zasilania Ważny !
    Odp. 2 -- tak / cyt.Zamiast tranzystora BF459 (T1) dał Mi BF259 ?? czy się nada ? /
    Odp. 3 -- tak /Zamiast rezystora 47R 2W dał 47R 5W bo takie tylko miał ?? będzie ok? /

    Pamiętaj o względach bezpieczeństwa -- robisz urządzenie zasilane napięciem z sieci 230 V !!!
  • #13
    malumalu
    Poziom 12  
    fysiek napisał:


    Łącz ile chcesz i kolory jakie chcesz, ale tylko szeregowo. Spadkiem napięcia - tzn. tym że jedna dioda ma 2.2V a inna aż 3.4V - się nie przejmuj. Dioda nie ma optymalnego napięcia, dioda ma optymalny prąd pracy który nie powinien być nigdy przekraczany. W przedstawionym przeze mnie układzie prąd jest stały i to jest najważniejsze a napięcie odłoży się samo takie jak powinno być. Ten sposób zasilania na pewno nie wpłynie ujemnie na żywotność diod led ponieważ dioda będzie pracowała w idealnych warunkach właśnie przez stały niezmienny prąd, niezależny od napięcia zasilania. Przy 20mA nie ma tez problemu z chłodzeniem. Radiator będzie pewnie potrzebny, ale nie będzie on duży. Jeżeli liczba potrzebnych diod jest na tyle duża że 320V to za mało trzeba zbudować jeszcze jedno źródło.


    ANUBIS napisał:




    Mam nadzieję ,że dobrze przeczytałeś temat i wiesz o tym iż robisz źródło prądowe i musisz dla każdego koloru zrobić oddzielne !


    No to już nie wiem mogę łączyć różne kolory czy nie ( 60 diod białych, 20 czerwonych, 10 niebieskich, prąd każdej 20mA, tylko każdy kolor inny prąd zasilania od 2,2V do 3,4V...:idea:
  • #14
    ANUBIS
    Moderator sekcji Technicznej
    Witam


    Kolory możesz łączyć dowolnie bo podłączasz je do źródła prądowego :)

    Diody mają napięcie progowe po którego przekroczeniu płynie prąd / np czerwona ok 1,7V ,biała ok 3,2-3,4 V itd w zależności od materiału z jakiego zostały wykonane == po szczegółowe info zajrzyj do Wikipedii lub Google lub literatury specjalistycznej na temat produkcji struktur diod świecących :)/
  • #15
    fysiek
    Poziom 24  
    Powtarzam jeszcze raz: Kolory można łączyć jakie się chce: czerwony, niebieski, fioletowy, zielony, itp. Muszą one być połączone szeregowo i to jest jedyny warunek. Niezależnie od koloru jaki będzie w szeregu prąd zawsze będzie wynosił około 20mA a napięcia na strukturze odłoży się automatycznie. Dioda nie ma jak mówiłem optymalnego napięcia przewodzenia, tylko optymalny prąd.

    Dodatkowe źródło pradowe jest wymagane jeżeli diod w szeregu jest tak dużo, że suma ich napięć przewodzenia przekroczy około 320V (230*√2), ponieważ wtedy źródło prądowe nie jest w stanie właściwie regulować prądem i będzie on niższy od założonego.


    malumalu napisał:
    Witam Ponownie....
    Byłem na giełdzie we Wrocławiu po podzespoły do tego schematu ...
    I teraz tak:
    :?: Na rysunku zaznaczyłem czerwony okrąg, co to jest ??, tego nie kupiłem bo sprzedawca nie miał zielonego pojęcia co to takiego ??

    Prośba dla znawców, możecie napisać jakie mogą być zamienniki do tych tranzystorów??, bo z tymi co podane to już jest problem z dostaniem :D .
    Pozdrawiam... .


    Warystor, jeżeli masz problem z jego kupieniem możesz pominąć. Mówisz, że brk tranzystorów takich jak na schemacie? Dziwne...


    Jaki tranzystor mocy kupiłeś?
  • #16
    malumalu
    Poziom 12  
    Tranzystor mocy mam BU326A
    Tylko:
    zamiast tranzystora BF459 (T1) dał Mi BF259, i rezystora 47R 2W-dał 47R 5W.
    Reszta jak na schemacie a warystor już zamówiłem przez neta..
  • #17
    Morfeusz1991
    Poziom 14  
    malumalu, nieraz nie warto tracić pieniędzy na wysyłki, takie warystory można spotkać w listwach zasilających, zasilaczach komputerowych i wszelkich impulsowych. Na pewno coś po domu Ci się pląta zepsutego :)
  • #18
    fysiek
    Poziom 24  
    malumalu napisał:
    Tranzystor mocy mam BU326A
    Tylko:
    zamiast tranzystora BF459 (T1) dał Mi BF259, i rezystora 47R 2W-dał 47R 5W.
    Reszta jak na schemacie a warystor już zamówiłem przez neta..


    I jak postępy prac? Możesz złożyć bez warystora. Na pewno będzie bez niego działać. Ja miałem, więc co sobie będę żałował.

    Jeszcze mała uwaga odnośnie uruchamiania układu. Polega to na sprawdzeniu napięć w dwóch punktach. Zamiast diod led podłącz zwykłą żarówkę dowolnej mocy...taką na 230V. Przy 20mA nie ma prawa świecić...a nawet żarzyć się. Zmierz napięcie między masą a emiterem tranzystora mocy - powinno wynosić około 0.66V, następnie zmierz napięcie między emiterem a kolektorem tranzystora sterującego - powinno wynosić około 1.2 - 1.3V. Jeżeli te napięcie nie odbiegają od podanych podłącz diody led...i to w zasadzie wszystko:)

    Nawet 100 diod LED zasilane z sieci ze stałym prądem
  • #19
    lechoo
    Poziom 39  
    Dla diod LED mocy International Rectifier produkuje dedykowane sterowniki impulsowych przetwornic - IRS2540 i IRS2541. Polecam zapoznać się z ich kartami katalogowymi i przykładowymi notami aplikacyjnymi:
    http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irs2540pbf.pdf
    http://www.irf.com/technical-info/refdesigns/irplled1.pdf
    http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-1131.pdf
    W naszym przypadku ze względu na napięcie sieci 230V należy brać pod uwagę układ IRS2541.
    Pozdrawiam :)
  • #20
    Morfeusz1991
    Poziom 14  
    Mam pytanie. Jak można lepiej(bardziej) zabezpieczyć ten układ przed przepięciami?
  • #21
    fuutro
    Poziom 43  
    Prostym rozwiązaniem będzie użycie filtra LC na wejściu, warystora przed mostkiem i większego kondensatora za mostkiem lub też tyrystora powodującego zwarcie sterowanego diodą(diodami Zenera) ale potrzebny będzie bezpiecznik od strony sieci.
    Niestety nie ma za idealnie.
  • #22
    fysiek
    Poziom 24  
    lechoo napisał:
    Dla diod LED mocy International Rectifier produkuje dedykowane sterowniki impulsowych przetwornic - IRS2540 i IRS2541. Polecam zapoznać się z ich kartami katalogowymi i przykładowymi notami aplikacyjnymi:
    http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irs2540pbf.pdf
    http://www.irf.com/technical-info/refdesigns/irplled1.pdf
    http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-1131.pdf
    W naszym przypadku ze względu na napięcie sieci 230V należy brać pod uwagę układ IRS2541.
    Pozdrawiam :)


    Pewnie, że można ale...przetwornica, uruchomienie, montaż smd no i jeszcze dosyć ciężko z dostępem do wyżej wymienionych scalaków. A tu....wszystko znajdziesz w każdym telewizorze, monitorze.

    Dodano po 2 [minuty]:

    Morfeusz1991 napisał:
    Mam pytanie. Jak można lepiej(bardziej) zabezpieczyć ten układ przed przepięciami?


    A po co? Warystor i bezpiecznik całkowicie wystarczą.
  • #23
    llameth
    Poziom 2  
    Pytanie od żółtodzioba - czy jest możliwość prostej modyfikacji powyższego układu, tak by można było regulować jasność (wystarczy w zakresie 25-100%) świecenia LED-ów?
  • #24
    fuutro
    Poziom 43  
    Owszem, najprościej regulować wartość rezystora 33om, przy czym ten 33om i tak zostaje, dojdzie szeregowo jeszcze potencjometr, który jednak musi sobie móc poradzić z max prądem. Ważna rzecz - jeśli dasz potencjometr to zafunduj mu gałkę do regulacji, która zapewni izolację :!: Lepiej trzymać się z dala od przewodzących części.
  • #25
    llameth
    Poziom 2  
    fuutro napisał:
    Owszem, najprościej regulować wartość rezystora 33om, przy czym ten 33om i tak zostaje, dojdzie szeregowo jeszcze potencjometr, który jednak musi sobie móc poradzić z max prądem.

    Tak, ale przy ~100 LED-ach to będzie ~2A - a to już wymagałoby solidnego druciaka... Myślałem raczej o raczej o regulacji tranzystorem mocy, ale nie wiem, czy to w równie prosty sposób da się zrobić - na pewno wymagałoby solidnego radiatora

    ...no dobra, już sam się połapałem, że bredzę (w każdym razie w kwestii mocy potencjometra)
  • #26
    fuutro
    Poziom 43  
    Myślałem o schemacie kolegi fysiak i myślę o rezystorze między emiterem T2 a masą, na którym odkłada się 0,66V. Przy 2A współczuje temu tranzystorowi. W tym układzie zastosowano źródło prądowe dające prąd ok I=0,66V/33R=0,02A=20mA. Jeśli ta rezystancja będzie miała np 68om to się okaże, że prąd będzie miał wartość ok połowę mniejszą. Dla 2A potrzeba by zmniejszyć go do 0,33R i o mocy ok 2W.
  • #27
    Morfeusz1991
    Poziom 14  
    Mam pytanie dlaczego z tych rezystorów 150k jest wyprowadzony kondensator na mesę? Dlaczego akurat tak?
  • #28
    fuutro
    Poziom 43  
    W mesie się je.

    Takie połączenie kondensatora spotkasz też np we wzmacniaczach mocy. Służy ono wygładzeniu napięcia zasilającego czulsze obwody sterujące , tak więc tętnienia napięcia zasilania będą mnie j odczuwalne oraz jakieś drobne zakłócenia też zostaną stłumione.
  • #29
    Morfeusz1991
    Poziom 14  
    Pewnie chodziło o masę :) Dzięki, za wyjaśnienie, czyli to taki filtr RC w kształcie T. Nie załapałem bo jest odwrócony :P
  • #30
    fysiek
    Poziom 24  
    A skąd się wam wzięły 2A?! 100diod ale w połączeniu szeregowym i tylko szeregowym. Jak połączysz równolegle to nie będzie to miało sensu. Przede wszystkim moc strat w końcówce to pareset watów no i oczywiście nierównomierny rozkład napięcia na strukturach led. To źródło prądowe dla parudziesięciu miliamperów maksymalnie i do łączenia szeregowego. Przede wszystkim dla większych prądów pojedyńcza końcówka mocy to zdecydowanie za mało i bez darlingtona ani rusz. Pasowało by zwiększyć także prąd bazy końcówki.

    Dodano po 1 [minuty]:

    llameth napisał:
    fuutro napisał:
    Owszem, najprościej regulować wartość rezystora 33om, przy czym ten 33om i tak zostaje, dojdzie szeregowo jeszcze potencjometr, który jednak musi sobie móc poradzić z max prądem.

    Tak, ale przy ~100 LED-ach to będzie ~2A - a to już wymagałoby solidnego druciaka... Myślałem raczej o raczej o regulacji tranzystorem mocy, ale nie wiem, czy to w równie prosty sposób da się zrobić - na pewno wymagałoby solidnego radiatora

    ...no dobra, już sam się połapałem, że bredzę (w każdym razie w kwestii mocy potencjometra)


    widzę , ze kolega nie odróżnia połączenia szeregowego od równoległego, więc stanowczo odradzam zabawę z siecią!!