విశ్వసనీయ తక్కువ ఖర్చుతో కూడిన బల్బ్ డిజైన్ల కోసం ట్రాన్స్ఫార్మర్లెస్ లీడ్ డ్రైవర్ సర్క్యూట్

ఫ్లోరోసెంట్ మరియు ప్రకాశించే బల్బుల వంటి ఇతర సాంప్రదాయ లైటింగ్ ఎంపికల కంటే LED బల్బులు 80% ఎక్కువ సమర్థవంతంగా పనిచేస్తాయి. ఎల్‌ఈడీ బల్బుల యొక్క వేగవంతమైన అనుసరణ ఇప్పటికే మన చుట్టూ గుర్తించదగినది మరియు ప్రపంచ ఎల్‌ఈడీ బల్బ్ మార్కెట్ విలువ 2018 లో సుమారు 4 5.4 బిలియన్లకు చేరుకుంది. ఈ ఎల్‌ఈడీ బల్బుల రూపకల్పనలో ఒక సవాలు ఏమిటంటే, ఎల్‌ఈడీ లైట్, డీసీ వోల్టేజ్ మరియు మెయిన్‌లపై పనిచేస్తుందని మనకు తెలుసు విద్యుత్ సరఫరా AC, అందువల్ల మనం LED డ్రైవర్ సర్క్యూట్‌ను రూపకల్పన చేయాలి, ఇది AC మెయిన్స్ వోల్టేజ్‌ను LED బల్బుకు అవసరమైన DC వోల్టేజ్ యొక్క తగిన స్థాయికి మార్చగలదు. ఈ వ్యాసంలో మేము ఎల్‌ఎన్‌కె 302 స్విచింగ్ ఐసిని ఉపయోగించి నాలుగు ఎల్‌ఇడిలకు (సిరీస్‌లో) శక్తినిచ్చే అటువంటి ఆచరణాత్మక తక్కువ ఖర్చుతో కూడిన ఎల్‌ఇడి డ్రైవర్ సర్క్యూట్‌ను రూపొందిస్తాము, ఇవి 13.6 వి వద్ద పనిచేసే 200 ల్యూమెన్‌లను అందించగలవు మరియు 100-150 ఎంఎ చుట్టూ వినియోగించగలవు.

హెచ్చరిక: మేము ఇంకా ముందుకు వెళ్ళే ముందు మీరు ఎసి మెయిన్ల చుట్టూ చాలా జాగ్రత్తగా వ్యవహరిస్తున్నారని నిర్ధారించుకోవడం చాలా ముఖ్యం. ఇక్కడ అందించిన సర్క్యూట్ మరియు వివరాలను నిపుణులు పరీక్షించారు మరియు నిర్వహించారు. ఏదైనా ప్రమాదాలు తీవ్రమైన నష్టాలకు దారితీయవచ్చు మరియు ప్రాణాంతకం కూడా కావచ్చు. మీ స్వంత పూచీతో పని చేయండి. మీకు హెచ్చరిక జరిగింది.

ట్రాన్స్ఫార్మర్లెస్ విద్యుత్ సరఫరా సర్క్యూట్

మా మునుపటి ట్రాన్స్ఫార్మర్లెస్ విద్యుత్ సరఫరా ప్రాజెక్టులో మాదిరిగానే కెపాసిటర్ డ్రాపర్ పద్ధతిని ఉపయోగించి చాలా ముడి LED డ్రైవర్ సర్క్యూట్ నిర్మించవచ్చు. ఈ సర్క్యూట్లు ఇప్పటికీ చాలా చౌకైన ఎలక్ట్రానిక్ ఉత్పత్తులలో ఉపయోగించబడుతున్నప్పటికీ, ఇది చాలా లోపంతో బాధపడుతోంది, తరువాత మేము చర్చిస్తాము. అందువల్ల ఈ ట్యుటోరియల్‌లో మేము కెపాసిటర్ డ్రాపర్ పద్ధతిని ఉపయోగించము, బదులుగా స్విచ్చింగ్ ఐసిని ఉపయోగించి నమ్మకమైన ఎల్‌ఇడి డ్రైవర్ సర్క్యూట్‌ను నిర్మించండి.

కెపాసిటర్ డ్రాప్ ట్రాన్స్‌ఫ్రోమెర్‌లెస్ విద్యుత్ సరఫరా సర్క్యూట్ యొక్క లోపం

తక్కువ కాంపోనెంట్ కౌంట్ మరియు మాగ్నెటిక్స్ (ట్రాన్స్ఫార్మర్) లేకపోవడం వల్ల ఈ రకమైన ట్రాన్స్ఫార్మర్లెస్ విద్యుత్ సరఫరా సర్క్యూట్ ప్రామాణిక స్విచ్-మోడ్ విద్యుత్ సరఫరా కంటే చౌకగా ఉంటుంది. ఇది కెపాసిటర్ డ్రాప్పర్ సర్క్యూట్‌ను ఉపయోగిస్తుంది, ఇది ఇన్పుట్ వోల్టేజ్‌ను వదలడానికి కెపాసిటర్ యొక్క ప్రతిచర్యను ఉపయోగిస్తుంది.

ఒక నిర్దిష్ట ఉత్పత్తి యొక్క ఉత్పత్తి వ్యయం తక్కువగా ఉండాల్సిన కొన్ని సందర్భాల్లో ఈ రకమైన ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లెస్ నమూనాలు చాలా ఉపయోగకరంగా ఉన్నాయని రుజువు చేసినప్పటికీ, డిజైన్ ఎసి మెయిన్‌ల నుండి గాల్వానిక్ ఐసోలేషన్‌ను అందించదు మరియు అందువల్ల ప్రత్యక్ష సంబంధంలోకి రాని ఉత్పత్తులలో మాత్రమే ఉపయోగించాలి మానవులతో. ఉదాహరణకు, దీనిని అధిక శక్తితో నడిచే లైట్లలో ఉపయోగించవచ్చు, ఇక్కడ ఆవరణ కఠినమైన ప్లాస్టిక్‌తో తయారు చేయబడుతుంది మరియు వ్యవస్థాపించిన తర్వాత వినియోగదారు యొక్క పరస్పర చర్య కోసం సర్క్యూట్ భాగం బహిర్గతం చేయబడదు. ఈ రకమైన సర్క్యూట్ల సమస్య ఏమిటంటే, విద్యుత్ సరఫరా యూనిట్ విఫలమైతే, అది అవుట్పుట్ అంతటా అధిక ఇన్పుట్ ఎసి వోల్టేజ్ను ప్రతిబింబిస్తుంది మరియు అది డెత్ ట్రాప్ అవుతుంది.

మరో లోపం ఏమిటంటే, ఈ సర్క్యూట్లు తక్కువ ప్రస్తుత రేటింగ్‌కు పరిమితం. ఎందుకంటే అవుట్పుట్ కరెంట్ ఉపయోగించిన కెపాసిటర్ విలువపై ఆధారపడి ఉంటుంది, అధిక కరెంట్ రేటింగ్ కోసం చాలా పెద్ద కెపాసిటర్ ఉపయోగించాల్సి ఉంటుంది. ఇది ఒక సమస్య ఎందుకంటే స్థూల కెపాసిటర్లు బోర్డు స్థలాన్ని కూడా పెంచుతాయి మరియు ఉత్పత్తి వ్యయాన్ని పెంచుతాయి. అలాగే, సర్క్యూట్‌కు అవుట్పుట్ షార్ట్ సర్క్యూట్ రక్షణ, ప్రస్తుత రక్షణ, ఉష్ణ రక్షణ మొదలైన వాటి వంటి రక్షణ సర్క్యూట్ లేదు. అవి జోడించాల్సిన అవసరం ఉంటే, ఇది ఖర్చు మరియు సంక్లిష్టతను కూడా పెంచుతుంది. అన్నీ బాగా చేసినా అవి నమ్మదగినవి కావు.

కాబట్టి, ప్రశ్న ఏమిటంటే, డిసి హై పవర్ ఎల్‌ఇడి డ్రైవర్ సర్క్యూట్‌కు వివిక్త కాని ఎసిని తయారు చేయడానికి అన్ని రక్షణ సర్క్యూట్‌లతో పాటు చౌకగా, సమర్థవంతంగా, సరళంగా మరియు పరిమాణంలో చిన్నదిగా ఉండే ఏదైనా పరిష్కారం ఉందా? సమాధానం అవును మరియు ఈ ట్యుటోరియల్‌లో మనం నిర్మించబోయేది అదే.

మీ LED బల్బ్ కోసం సరైన LED ని ఎంచుకోవడం

ఎల్‌ఈడీ బల్బ్ డ్రైవర్ సర్క్యూట్ రూపకల్పనలో మొదటి దశ లోడ్‌ను నిర్ణయిస్తుంది, అంటే మన బల్బుల్లో మనం ఉపయోగించబోయే ఎల్‌ఈడీ. ఈ ప్రాజెక్ట్‌లో మనం ఉపయోగించే వాటిని క్రింద చూపించాం.

పై స్ట్రిప్‌లోని ఎల్‌ఈడీలు 5730 ప్యాకేజీలు 0.5 వాట్ల కూల్ వైట్ ఎల్‌ఈడీలు 57 ఎల్ఎమ్ ప్రకాశించే ఫ్లక్స్. ఎదురు వోల్టేజ్ 3.2V ఉంది ఒక ఫార్వర్డ్ తో 3.6V గరిష్ట కనీస 150 mA 120 ప్రస్తుత. అందువల్ల, 200 ల్యూమన్ కాంతిని ఉత్పత్తి చేయడానికి, 4 LED లను సిరీస్‌లో ఉపయోగించవచ్చు. ఈ స్ట్రిప్ యొక్క అవసరమైన వోల్టేజ్ 3.4 x 4 = 13.6V మరియు ప్రస్తుత 100-120mA ప్రతి లెడ్స్ ద్వారా ప్రవహిస్తుంది.

సిరీస్‌లోని LED ల యొక్క స్కీమాటిక్ ఇక్కడ ఉంది -

LNK304 - LED డ్రైవర్ IC

ఈ అనువర్తనం కోసం ఎంపిక చేసిన డ్రైవర్ ఐసి ఎల్‌ఎన్‌కె 304. ఇది ఆటో పున art ప్రారంభం, షార్ట్-సర్క్యూట్ మరియు ఉష్ణ రక్షణతో పాటు ఈ అనువర్తనానికి అవసరమైన లోడ్‌ను విజయవంతంగా అందిస్తుంది. లక్షణాలను క్రింది చిత్రంలో చూడవచ్చు -

ఇతర భాగాలను ఎంచుకోవడం

ఇతర భాగాల ఎంపిక ఎంచుకున్న డ్రైవర్ ఐసిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. మా విషయంలో డేటాషీట్, రిఫరెన్స్ డిజైన్ రెండు ప్రామాణిక రికవరీ డయోడ్‌లను ఉపయోగించి సగం-వేవ్ రెక్టిఫైయర్‌ను ఉపయోగిస్తుంది. కానీ ఈ అనువర్తనంలో, మేము పూర్తి-తరంగ దిద్దుబాటు కోసం డయోడ్ వంతెనను ఉపయోగించాము. ఇది ఉత్పాదక వ్యయాన్ని పెంచుతుంది, కానీ చివరికి, డిజైన్ ట్రేడ్‌ఆఫ్‌లు సరైన శక్తిని లోడ్‌లోకి తీసుకురావడానికి కూడా ముఖ్యమైనవి. విలువలు లేని స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం క్రింది చిత్రంలో చూడవచ్చు, ఇప్పుడు విలువలను ఎలా ఎంచుకోవాలో చర్చిద్దాం

కాబట్టి, ఈ అనువర్తనం కోసం డయోడ్ బ్రిడ్జ్ BR1 DB107 ఎంపిక చేయబడింది. అయితే, ఈ అప్లికేషన్ కోసం 500 ఎంఏ డయోడ్ బ్రిడ్జిని కూడా ఎంచుకోవచ్చు. డయోడ్ వంతెన తరువాత, ఒక పై ఫిల్టర్ ఉపయోగించబడుతుంది, ఇక్కడ ఒక ప్రేరకంతో పాటు రెండు ఎలక్ట్రోలైటిక్ కెపాసిటర్లు అవసరం. ఇది DC ని సరిచేస్తుంది మరియు EMI ని కూడా తగ్గిస్తుంది. ఈ అనువర్తనం కోసం ఎంచుకున్న కెపాసిటర్ల విలువలు 10uF 400V ఎలక్ట్రోలైటిక్ కెపాసిటర్లు. విలువలు 2.2uF 400V కన్నా ఎక్కువగా ఉండాలి. ఖర్చు ఆప్టిమైజేషన్ ప్రయోజనాల కోసం, 4.7uF నుండి 6.8uF వరకు ఉత్తమ ఎంపిక.

ఇండక్టర్ కోసం, ప్రస్తుత రేటింగ్ యొక్క 1.5A తో 560uH కంటే ఎక్కువ సిఫార్సు చేయబడింది. అందువల్ల, C1 మరియు C2 ను 10uF 400V మరియు L1 680uH గా మరియు DB1 కొరకు 1.5A DB107 డయోడ్ వంతెనగా ఎంపిక చేస్తారు.

సరిదిద్దబడిన DC డ్రైవర్ IC LNK304 లోకి ఇవ్వబడుతుంది. బైపాస్ పిన్ను 0.1uF 50V కెపాసిటర్ ద్వారా మూలంతో అనుసంధానించాలి. అందువల్ల C3 0.1uF 50V సిరామిక్ కెపాసిటర్. రివర్స్ రికవరీ సమయం 75 ns తో అల్ట్రాఫాస్ట్ డయోడ్ కావడానికి D1 అవసరం. ఇది UF4007 గా ఎంపిక చేయబడింది.

FB అనేది ఫీడ్‌బ్యాక్ పిన్ మరియు అవుట్పుట్ వోల్టేజ్‌ను నిర్ణయించడానికి రెసిస్టర్ R1 మరియు R2 ఉపయోగించబడతాయి. FB పిన్ అంతటా రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ 1.635V, దాని రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్‌ను దాని ఫీడ్‌బ్యాక్ పిన్‌పై పొందే వరకు IC అవుట్పుట్ వోల్టేజ్‌ను మారుస్తుంది. అందువల్ల, సాధారణ వోల్టేజ్ డివైడర్ కాలిక్యులేటర్‌ను ఉపయోగించడం ద్వారా, రెసిస్టర్‌ల విలువను ఎంచుకోవచ్చు. కాబట్టి, 13.6V అవుట్‌పుట్‌గా పొందడానికి, కింది ఫార్ములా ఆధారంగా రెసిస్టర్ విలువ ఎంపిక చేయబడుతుంది

Vout = (మూల వోల్టేజ్ x R2) / (R1 + R2)

మా విషయంలో Vout 1.635V, మూల వోల్టేజ్ 13.6V. మేము R2 విలువను 2.05k గా ఎంచుకున్నాము. కాబట్టి, R1 15k. ప్రత్యామ్నాయంగా మీరు సోర్స్ వోల్టేజ్‌ను లెక్కించడానికి ఈ సూత్రాన్ని ఉపయోగించవచ్చు. కెపాసిటర్ సి 4 ను 10 యుఎఫ్ 50 విగా ఎంపిక చేశారు. D2 ఒక ప్రామాణిక రెక్టిఫైయర్ డయోడ్ 1N4007. L2 L1 వలె ఉంటుంది, కాని ప్రస్తుతము తక్కువగా ఉంటుంది. 1.52 రేటింగ్‌తో L2 కూడా 680uH.

అవుట్పుట్ ఫిల్టర్ కెపాసిటర్ C5 ను 100uF 25V గా ఎంపిక చేశారు. R3 కనీస లోడ్, ఇది నియంత్రణ ప్రయోజనాల కోసం ఉపయోగించబడుతుంది. సున్నా లోడ్ నియంత్రణ కోసం, విలువ 2.4k గా ఎంపిక చేయబడింది. అన్ని విలువలతో పాటు నవీకరించబడిన స్కీమాటిక్ క్రింద చూపబడింది.

ట్రాన్స్ఫార్మర్లెస్ LED డ్రైవర్ సర్క్యూట్ యొక్క పని

పూర్తి సర్క్యూట్ MDCM (ఎక్కువగా నిరంతరాయ కండక్షన్ మోడ్) లో పనిచేస్తోంది ఇండక్టర్ స్విచ్చింగ్ టోపోలాజీ. ఎసి టు డిసి కన్వర్షన్ డయోడ్ బ్రిడ్జ్ మరియు పై ఫిల్టర్ చేత తయారు చేయబడింది. సరిదిద్దబడిన DC పొందిన తరువాత, పవర్ ప్రాసెసింగ్ దశ LNK304 మరియు D1, L2 మరియు C5 చేత చేయబడుతుంది. D1 మరియు D2 అంతటా వోల్టేజ్ డ్రాప్ దాదాపు ఒకే విధంగా ఉంటుంది, కెపాసిటర్ C3 అవుట్పుట్ వోల్టేజ్‌ను తనిఖీ చేస్తుంది మరియు కెపాసిటర్ C3 అంతటా వోల్టేజ్‌ను బట్టి వోల్టేజ్ డివైడర్‌ను ఉపయోగించి LNK304 చేత గ్రహించబడుతుంది మరియు సోర్స్ పిన్‌లలో స్విచ్చింగ్ అవుట్‌పుట్‌ను నియంత్రిస్తుంది.

LED డ్రైవర్ సర్క్యూట్ నిర్మించడం

ఇండక్టర్లు మినహా, సర్క్యూట్ నిర్మాణానికి అవసరమైన అన్ని భాగాలు. అందువల్ల మనం ఎనామెల్డ్ రాగి తీగను ఉపయోగించి మన స్వంత ఇండక్టర్‌ను మూసివేయాలి. కోర్ రకం, తీగ మందం, మలుపుల సంఖ్య మొదలైనవాటిని లెక్కించడానికి ఇప్పుడు గణిత విధానం ఉంది. అయితే సరళత ప్రయోజనం కోసం మనం అందుబాటులో ఉన్న బాబిన్ మరియు రాగి తీగతో కొన్ని మలుపులు చేస్తాము మరియు మనం చేరుకున్నామో లేదో తనిఖీ చేయడానికి ఎల్‌సిఆర్ మీటర్‌ను ఉపయోగిస్తాము. అవసరమైన విలువ. మా ప్రాజెక్ట్ ఇండక్టర్ విలువకు చాలా సున్నితమైనది కాదు మరియు ప్రస్తుత రేటింగ్ తక్కువగా ఉంది, ఈ ముడి మార్గం బాగా పనిచేస్తుంది. మీకు ఎల్‌సిఆర్ మీటర్ లేకపోతే, ప్రతిధ్వని ఫ్రీక్వెన్సీ పద్ధతిని ఉపయోగించి ఇండక్టర్ విలువను కొలవడానికి మీరు ఓసిల్లోస్కోప్‌ను కూడా ఉపయోగించవచ్చు.

పై చిత్రం ఇండక్టర్స్ తనిఖీ చేయబడిందని మరియు విలువ 800uH కన్నా ఎక్కువ అని చూపిస్తుంది. ఇది L1 మరియు L2 కొరకు ఉపయోగించబడుతుంది. LED ల కోసం సాధారణ రాగి ధరించిన బోర్డు కూడా తయారు చేస్తారు. సర్క్యూట్ బ్రెడ్‌బోర్డ్‌లో నిర్మించబడింది.

LED డ్రైవర్ సర్క్యూట్‌ను పరీక్షిస్తోంది

సర్క్యూట్ మొదట VARIAC (వేరియబుల్ ట్రాన్స్ఫార్మర్) ఉపయోగించి పరీక్షించబడుతుంది మరియు తరువాత 110V / 220V AC వోల్టేజ్ అయిన యూనివర్సల్ ఇన్పుట్ వోల్టేజ్లో తనిఖీ చేయబడుతుంది. ఎడమ వైపున ఉన్న మల్టీమీటర్ ఎసి ఇన్పుట్ అంతటా అనుసంధానించబడి ఉంది మరియు అవుట్పుట్ డిసి వోల్టేజ్ను తనిఖీ చేయడానికి కుడి వైపున మరొక మల్టీమీటర్ ఒకే ఎల్ఇడి ద్వారా అనుసంధానించబడి ఉంది.

పఠనం మూడు వేర్వేరు ఇన్పుట్ వోల్టేజ్లలో తీసుకోబడుతుంది. ఎడమ వైపున మొదటిది 85VAC యొక్క ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ను చూపిస్తుంది మరియు సింగిల్ లెడ్ అంతటా ఇది 3.51V ని చూపిస్తుంది, అయితే వివిధ ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ అంతటా లెడ్ వోల్టేజ్ కొద్దిగా మారుతోంది. వివరంగా పనిచేసే వీడియో క్రింద చూడవచ్చు.