Sử dụng đèn LED trong mạch chỉnh lưu cầu


10

Làm thế nào tôi có thể đấu dây 4 đèn LED để chúng hoạt động như bộ chỉnh lưu cầu của chính họ? Tôi có một không gian hạn chế (bên trong của đèn chiếu sáng xe đạp) vì vậy tôi muốn sử dụng chính đèn LED để điều chỉnh AC đến từ một máy phát bánh xe đạp.

Ngoài ra, để giới hạn dòng điện để không vượt quá dòng chuyển tiếp cho mỗi đèn LED, tôi sẽ tính giá trị (các) điện trở như thế nào?


Có phải là gen 12V không? Bất kỳ tải khác có kế hoạch? Hãy xem xét đèn LED giống như sạc pin. Mỗi đèn LED có điện áp di động, vì vậy bạn muốn bộ sạc cao hơn một chút, sử dụng là 14V trên điện áp 12V. Đèn led trắng là 3,2 Vtyp và Đỏ là 1,6 Vtyp trừ khi chúng là loại có dòng điện cao thì có thể dự kiến ​​giảm điện áp cao hơn. Quay lại trở lại là tốt, nhưng với cùng một công suất thay vì tiêu tan trong điện trở rơi, đây là cách tối ưu để khớp tải với nguồn. Nhưng nguồn của bạn rất khác nhau, vì vậy bạn có thể thử nghiệm nhiều chuỗi trở lại khác nhau, điều này sẽ kẹp điện áp máy phát của bạn giống như các bộ điều khiển ngược trở lại
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

Câu trả lời:


10

Đèn LED thường có giới hạn điện áp đánh thủng ngược thấp hơn nhiều ( Vrrm = 5 đến 15 Volts ) so với các điốt silicon nhỏ nhất, rẻ nhất ( 1n4001 = 50 Volts, 1n4007 = 1000 Volts, 1n4148 = 100 Volts).

Điốt 1n4001( Wikipedia )

Mặt khác, điện áp Vf ở bất kỳ nơi nào từ 1.7 Volts đối với một số đèn LED màu đỏ, đến 3.5 Volts hoặc cao hơn đối với một số màu xanh và trắng. So sánh điều này với Vf 0,7 Volt điển hình cho một diode chỉnh lưu silicon tiêu chuẩn.

Trong cấu hình bộ chỉnh lưu cầu đầy đủ, điện áp giảm 2 x Vf trong phần dẫn phía trước của chu kỳ.

Do đó, nếu bạn xây dựng bộ chỉnh lưu cầu bằng đèn LED, điện áp đầu ra sẽ giảm ở mức từ 3,4 đến 7 Vôn trở lên, so với đầu vào. Sự dẫn điện sẽ bắt đầu muộn hơn nhiều vào phần dương của chu kỳ (một khi điện áp tăng lên trên Vf LED), so với một diode silicon. Nó cũng sẽ kết thúc sớm hơn. Ngoài ra, trong phần đảo ngược của chu kỳ, tùy thuộc vào đèn LED cụ thể được sử dụng, "diode" có khả năng đi vào dẫn trong phạm vi điện áp đầu vào.

Nói cách khác, cây cầu sẽ cung cấp điện áp trong một phần nhỏ hơn nhiều của chu kỳ AC so với điốt silicon và sẽ cung cấp điện áp thấp hơn ngay cả khi đó.

Vì mục đích của bạn dường như thực sự là chiếu sáng đèn LED thay vì chỉ điều chỉnh điện áp, đầu ra của cây cầu có thể không quan trọng, nhưng thật hữu ích khi biết.

Một giải pháp thay thế được đề xuất nếu bạn muốn sử dụng đèn LED theo cách đặc biệt này, là kết nối đèn LED theo ý muốn, nhưng thêm một 1n4001 rẻ tiền và tương tự, nối tiếp điện trở giới hạn hiện tại và mỗi đèn LED. Các điốt không lớn hơn nhiều so với các điện trở rời rạc mà bạn có thể sẽ sử dụng.

Tại sao điều này hoạt động :
Các điốt silicon sẽ chặn điện áp ngược tốt hơn so với đèn LED, tức là với điện áp cao hơn nhiều.

Tuy nhiên, khuyến nghị vẫn là chỉ sử dụng IC cầu 4 dây tích hợp (đơn vị 35 xu, 800 Volts / 1 Ampe ) và sử dụng đèn LED như trong bất kỳ cấu hình mạch DC nào. Yêu cầu không gian sẽ không tăng đáng kể.

DIP = 4 cầu chỉnh lưu, 800 Volts 1 Ampe

Về tính toán điện trở giới hạn hiện tại :

Có được điện áp cực đại của tín hiệu AC của xe đạp, sử dụng đồng hồ vạn năng với chế độ điện áp xoay chiều cực đại nếu có hoặc điện áp AC RMS (phổ biến hơn trong các vạn năng cơ bản) và nhân với 1,4142 để ước tính điện áp cực đại. Tất cả điều này trong khi đạp càng nhanh càng tốt với chu kỳ trên giá đỡ của nó.

Thêm vào một hệ số an toàn bằng cách tăng gấp đôi điện áp cực đại này nếu bạn lo ngại về đèn LED bị thổi do điện áp cao khi tăng tốc xuống dốc chẳng hạn. Đèn LED phần nào tha thứ cho các đột biến dòng điện nhỏ nếu chúng chỉ trong thời gian ngắn - Không phải là dòng điện quá mức sẽ giết chết đèn LED, không thể thoát khỏi nhiệt được tạo ra.

Bây giờ, nếu Vmax là điện áp cực đại được điều chỉnh an toàn của bạn, hãy trừ Vf LED của bạn khỏi nó (2 x Vf nếu bạn đang đi với cầu, 2 x (Vf + 0,7) nếu bạn thêm vào điốt silicon), để có được điện áp Vres mỗi điện trở cần phải thả.

R = Vres / I,

Vì vậy, hãy cắm I hiện tại cho đèn LED bạn chọn và bạn có số của mình.

Đèn LED thường có 5 mA (SMD và một số loại 3 mm), 20 mA, 25 mA hoặc trong khu vực của các ampe (ví dụ đèn LED Osram "Golden Dragon" ). Tham khảo bảng dữ liệu thích hợp.


1
Anindo- Cảm ơn phản hồi của bạn với lời giải thích và khuyến nghị của nó.
Chuck

Có một câu nói không chính xác trong câu trả lời: "tín hiệu AC của máy phát điện". Vì anh ta muốn sử dụng cầu diode chỉnh lưu, có lẽ anh ta có một máy phát điện xoay chiều, vì vậy bạn có nghĩa là "tín hiệu AC của máy phát điện".
sergiol

6

Khi bạn nghi ngờ, bạn có thể bỏ qua bộ chỉnh lưu cầu hoàn toàn và có đèn LED chỉnh lưu dòng điện cho bạn:

Máy phát được kết nối với hai chuỗi, đèn LED song song thông qua một điện trở

Khi dòng điện chạy một chiều, chỉ một chuỗi đèn LED sẽ sáng. Khi nó chảy theo cách khác, chỉ có chuỗi khác sẽ sáng. Miễn là một chuỗi luôn sáng, thì điện áp ngược trên chuỗi kia sẽ được giữ đủ thấp để không làm hỏng đèn LED không sáng. Vì chỉ có một chuỗi được thắp sáng tại một thời điểm, nên chỉ cần một điện trở.

Bạn có thể thêm nhiều đèn LED, tối đa điện áp của máy phát điện, trong mỗi chuỗi, chỉ cần đảm bảo có cùng số lượng đèn LED trong mỗi chuỗi (để tránh sự cố sự cố điện áp ngược). Vì vậy, nếu bạn đang sử dụng đèn LED đỏ 1.7V và máy phát điện 12V, bạn có thể có 7 đèn LED trong mỗi chuỗi - hoặc chỉ một đèn LED ở mỗi bên nếu bạn chỉ cần tổng cộng hai đèn LED.

Việc tính toán điện trở gây khó chịu trong trường hợp này do điện áp thay đổi của máy phát. Nếu không có tải khác trên máy phát (như đèn pha), bạn có thể thấy một số điện áp khá cao.

Tuy nhiên, đèn LED khá mạnh và vì vậy bạn không cần phải chính xác để có kết quả tốt.

Nếu bạn sử dụng mạch ở trên với hai đèn LED màu đỏ trong mỗi chuỗi và máy phát của bạn được xếp hạng đầu ra 12V, bạn sẽ thấy khoảng 8,6V trên điện trở (12 - 1,7 - 1,7) trong điều kiện lý tưởng. Nếu các điện trở được định mức cho 20mA, thì bạn sẽ muốn một điện trở tiêu thụ 20mA khi ngang qua 8,6V. Cắm đó thành luật ohms, V = IR, 8.6 = 0.20 * R, cho R = 430nên bạn sẽ muốn một cái gì đó xung quanh 430 ohms cho điện trở. 470 ohms là một giá trị phổ biến, và phù hợp với mạch này.

Khi máy phát không có tải khác, nó có thể tạo ra điện áp cao hơn. Rất có thể bạn sẽ ổn, nhưng nếu bạn nhận thấy đèn hậu của bạn không hoạt động, bạn nên đo điện áp của máy phát với điện trở 470 ohm trên nó, và cắm điện áp đó vào điện áp 12V ở trên để xác định giá trị điện trở tốt hơn.


1
Đây chính xác là cách tiếp cận mà tôi sẽ thực hiện, với mong muốn giảm thiểu số lượng bộ phận. Nhược điểm là chỉ có một cặp đèn LED được thắp sáng cùng một lúc, do đó một nửa lượng ánh sáng hữu ích được phát ra.
Dwayne Reid
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.