Використання світлодіодів у схемі мостового випрямляча


10

Як би я підключив 4 світлодіоди, щоб вони служили власним мостовим випрямлячем? У мене обмежений простір (внутрішня частина світильника задніх велосипедів), тому я хотів би використовувати самі світлодіоди для випрямлення змінного струму, що надходить від генератора колеса велосипеда.

Крім того, щоб обмежити струм, щоб не перевищувати струм прямого переходу до кожного світлодіода, як би я розрахував значення резистора (ив)?


Це 12 В ген? Будь-які інші навантаження заплановані? Розглянемо, як світлодіоди заряджають акумулятор. Кожен світлодіод має напругу на стільниковому пристрої, тому ви хочете, щоб зарядний пристрій був дещо вищим, принаймні 14В на 12В. Білі світлодіодні - 3,2 Vtyp, а червоні - 1,6 Vtyp, якщо вони не є високими типами струму, тоді можна очікувати більшого падіння напруги. Спина до спини - це добре, але для тієї ж потужності, а не розсіювання в падінні резистора, це оптимальний спосіб співставити навантаження з джерелом. Але ваш джерело дуже мінливий, тому ви можете експериментувати з різними рядками спини до спини, які
затискатимуть

Відповіді:


10

Зазвичай світлодіоди мають набагато нижчі межі напруги зворотного пробою ( Vrrm = 5-15 Вольт ), ніж навіть найдешевші, найменші діоди кремнію ( 1n4001 = 50 Вольт, 1n4007 = 1000 Вольт, 1n4148 = 100 Вольт).

1n4001 Діод( Вікіпедія )

З іншого боку напруга Vf вперед для деяких червоних світлодіодів становить від 1,7 Вольт, до деяких синіх та білих - до 3,5 Вольт або вище. Порівняйте це з типовим 0,7 Вольт Vf для стандартного кремнієвого ректифікаційного діода.

У конфігурації повного мостового випрямляча напруга падає на 2 x Vf під час прямої провідної частини циклу.

Таким чином, якби ви будували мостовий випрямляч зі світлодіодами, вихідна напруга знизиться десь від 3,4 до 7 Вольт і більше, порівняно з вхідним. Провідність почне набагато пізніше в позитивну частину циклу (коли напруга піднімається вище світлодіода Vf), порівняно з діодним кремнієм. Це також закінчиться раніше. Крім того, під час зворотної частини циклу, залежно від конкретного використовуваного світлодіода, "діод", ймовірно, буде надходити до провідності добре в межах вхідного напруги.

Іншими словами, міст забезпечить напругу протягом набагато меншої частини циклу змінного струму, ніж для діодів кремнію, і навіть тоді буде забезпечувати меншу напругу.

Оскільки ваша мета, здається, насправді запалює світлодіоди, а не просто випрямляє напругу, вихід моста може не мати значення, але це корисно знати.

Рекомендована альтернатива, якщо ви прагнете використовувати світлодіоди саме таким способом, - це підключити світлодіоди за вашим бажанням, але додати один недорогий і крихітний 1n4001 або подібний, серійно, поточний резистор граничного струму та кожен світлодіод. Діоди не набагато більше, ніж дискретні резистори, які ви, мабуть, використовуватимете.

Чому це працює :
Кремнієві діоди блокуватимуть зворотну напругу краще, ніж може світлодіод, тобто на значно більшу напругу.

Однак рекомендація залишається використовувати лише інтегрований ІС з 4-провідним мостом (одиниця 35 центів, 800 Вольт / 1 ампер ) та використовувати світлодіоди, як у будь-якій конфігурації постійного струму. Потреба в просторі значно не збільшиться.

DIP = 4 мостовий випрямляч, 800 Вольт 1 ампер

Щодо розрахунку резистора, що обмежує струм :

Отримайте пікову напругу сигналу змінного струму динамо велосипеда, використовуючи мультиметр з режимом пікової змінного струму, якщо він є, або напруга змінного струму RMS (частіше зустрічається в основних мультиметрах) і множимо на 1,4142 для оцінки пікової напруги. Все це, роблячи педалі настільки швидко, як ви можете, з циклом на його підставці.

Додайте коефіцієнт безпеки, подвоївши цю пікову напругу, якщо, наприклад, вас турбують видуті світлодіоди через високу напругу при швидкості вниз. Світлодіоди дещо прощають незначні стрибки струму, якщо вони короткочасні. Світлодіод зазвичай вбиває не надмірний струм, це неможливість позбутися виробленого тепла.

Тепер, якщо Vmax - ваша пікова напруга, відрегульована безпекою, відніміть від неї свій світлодіод Vf (2 x Vf, якщо ви збираєтеся з мостом, 2 x (Vf + 0,7), якщо ви додасте в кремнієві діоди), щоб отримати напругу Врес кожного резистора потрібно скинути.

R = Vres / I,

Тому підключіть рекомендований I струм до вашого світлодіода на вибір, і ви маєте свої номери.

Світлодіоди зазвичай поставляються в 5 мА (SMD і деякі 3 мм), 20 мА, 25 мА або в області ампер (наприклад, світлодіоди Osram "Золотий Дракон" ). Зверніться до відповідних таблиць даних.


1
Anindo - Дякую за вашу відповідь за пояснення та рекомендації.
Чак

У відповіді є неправильна приказка: «Сигнал змінного струму динамо». Оскільки він хоче використовувати випрямний діодний міст, можливо, у нього є генератор змінного струму, тому ви мали на увазі "сигнал змінного струму генератора".
серхіол

6

Як ви підозрюєте, ви можете пропустити мостовий випрямляч взагалі і змусити світлодіоди виправити струм для вас:

Генератор підключений до двох рядів серії, антипаралельних світлодіодів через резистор

Коли струм тече в одну сторону, загориться лише одна струна світлодіодів. Коли тече іншим шляхом, загориться лише інша струна. Поки одна струна завжди горить, то зворотне напруга на іншій струні буде утримуватися досить низько, щоб не пошкодити незасвітлені світлодіоди. Оскільки одночасно горить лише одна струна, потрібен лише один резистор.

Ви можете додати більше світлодіодів, аж до напруги вашого генератора, в кожну рядок, просто переконайтеся, що в кожній струні є однакова кількість світлодіодів (щоб уникнути проблеми зворотного зриву напруги). Тож якщо ви використовуєте червоні світлодіоди 1,7 В та генератор 12 В, у вас може бути 7 світлодіодів у кожній рядку - або лише один світлодіод на кожній стороні, якщо вам потрібно всього два світлодіоди.

Розрахунок резистора в цьому випадку дратує через різну напругу генератора. Якщо на генераторі немає інших навантажень (наприклад, фари), ви можете побачити досить високі напруги.

Однак світлодіоди досить надійні, і тому вам не потрібно бути точним, щоб отримати хороший результат.

Якщо ви використовуєте схему вище з двома червоними світлодіодами в кожній струні, і ваш генератор оцінюється для виходу 12 В, ви побачите приблизно 8,6 В через резистор (12 - 1,7 - 1,7) в ідеальних умовах. Якщо резистори оцінені на 20 мА, тоді вам потрібен резистор, який споживає 20 мА, коли поперек нього перебуває 8,6 В. Підключивши що в Ом закону V = IR, 8.6 = 0.20 * RдаєR = 430 так що ви хочете що - то близько 430 Ом для резистора. 470 Ом є загальним значенням і підходить для цієї схеми.

Коли генератор не має іншого навантаження, він може генерувати більш високі напруги. Цілком ймовірно, що у вас все буде добре, але якщо ви помітили, що ваш задній фара не працює, слід виміряти напругу генератора за допомогою резистора 470 Ом поперек нього і підключити цю напругу на 12 В вище, щоб визначити кращу величину резистора.


1
Саме такий підхід я б застосував, враховуючи бажання мінімізувати кількість деталей. Мінусом є те, що одночасно горить лише одна пара світлодіодів, тому випромінюється половина корисної кількості світла.
Дуейн Рід
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.