O aumento do número de reclamações dos leitores sobre a queima de LEDs associados ao meu sem transformador postado anteriormente 1 watt LED driver circuito , me obrigou a resolver o problema de uma vez por todas. A seção da fonte de alimentação do circuito discutido aqui permanece exatamente idêntica à configuração anterior, exceto a inclusão do 'switch ON delay feature' que foi projetado exclusivamente por mim e adicionado ao circuito para retificar o problema do LED aceso (espero).

Suprimindo surto de pico em fontes de alimentação capacitivas

As reclamações que eu sempre recebia eram, sem dúvida, por causa do pico inicial de ativação que continuava destruindo os LEDs de 1 watt conectados na saída do circuito.

O problema acima é bastante comum com todos os tipos de fontes de alimentação capacitivas, e os problemas criaram uma reputação ruim para esses tipos de fontes de alimentação.

Portanto, normalmente muitos amadores e até mesmo engenheiros optam por capacitores de valores mais baixos temendo a consequência acima no caso de capacitores de valores maiores serem incluídos.

No entanto, tanto quanto eu penso, as fontes de alimentação capacitivas sem transformador são excelentes circuitos adaptadores CA para CC baratos e compactos que requerem pouco esforço para serem construídos.

Se o surto de ativação da chave for tratado de forma adequada, esses circuitos se tornariam impecáveis e poderiam ser usados sem medo de qualquer dano à carga de saída, especialmente um LED.

Como o Surge é desenvolvido

Durante a ligação, o capacitor atua como um curto por alguns microssegundos até ficar carregado e só então ele introduz a reatância necessária ao circuito conectado de modo que a quantidade apropriada de corrente só atinja o circuito.

No entanto, a condição inicial de poucos microssegundos de curto no capacitor inflige um grande surto ao circuito vulnerável conectado e às vezes é suficiente para destruir a carga acompanhada.

A situação acima pode ser verificada de forma eficaz se a carga conectada for inibida de responder ao choque inicial de ativação, ou em outras palavras, podemos eliminar o pico inicial mantendo a carga desligada até que o período de segurança seja alcançado.

Usando um recurso de atraso

Isso pode ser facilmente alcançado adicionando-se um recurso de atraso ao circuito. E é exatamente isso que eu incluí neste circuito de driver de LED de alta potência com proteção contra sobretensão.

A figura mostra como de costume um capacitor de entrada, seguido por uma ponte retificadora, até aqui tudo uma fonte de alimentação capacitiva bastante comum.

O próximo estágio, que inclui os dois resistores de 10 K, dois capacitores, o transistor e o diodo zener, formam as partes do importante circuito do temporizador de retardo.

“verificar capacitores com um multímetro ”

Quando a energia é ligada, os dois resistores e os capacitores restringem a condução do transistor até que ambos os capacitores estejam totalmente carregados e permite que a tensão de polarização alcance a base do transistor, iluminando o LED conectado após um atraso de cerca de 2 segundos.

O zener também é responsável por prolongar o atraso em dois segundos.

O diodo 1N4007 em um dos resistores de 10K e o resistor de 100 K em um dos capacitores 470uF ajuda os capacitores a descarregar livremente uma vez que a energia é desligada para que o ciclo possa se repetir, reforçando a proteção contra sobretensão em ação em cada ocasião.

Mais número de LEDs pode ser conectado em série para aumentar a saída de energia, no entanto, o número não pode exceder 25 nos.

Diagrama de circuito

ATUALIZAÇÃO: Um design mais avançado é discutido neste circuito de fonte de alimentação sem transformador livre de surto controlado por cruzamento zero

Os vídeos abaixo mostram os LEDs acendendo após cerca de um segundo ao ligar a alimentação.

Reclamações dos leitores (resistores queimam, transistor esquenta)

O conceito acima parece ótimo, mas provavelmente não está funcionando bem com a fonte de alimentação do capacitor de alta tensão proposta.

O circuito deve ser pesquisado muito antes de se tornar completamente livre de problemas.

Os resistores no circuito acima são incapazes de suportar altas exigências de corrente, o mesmo é verdade para o transistor, que também fica bastante quente no processo.

Finalmente, podemos dizer que, a menos que o conceito acima seja exaustivamente estudado e compatível com uma fonte de alimentação capacitiva sem transformador, o circuito não pode ser colocado em uso prático.

Uma ideia muito robusta e segura

Mesmo que o conceito acima não funcione, isso não significa que as fontes de alimentação capacitivas de alta tensão sejam completamente inúteis.

Existe uma nova maneira de lidar com os problemas de pico e tornar o circuito à prova de falhas.

É usando muitos diodos 1N4007 em série na saída ou em paralelo aos LEds conectados.

Vamos dar uma olhada no circuito:

O circuito acima ainda precisa ser testado por muitos meses, então ainda é cedo, mas não acho que o pico do capacitor será alto o suficiente para explodir os diodos de 300 V e 1 ampere.

Se os diodos permanecerem seguros, os LEDs também permanecerão.

Mais diodos podem ser colocados em série para acomodar um maior número de LEDs.

Usando um Power Mosfet

A primeira tentativa de circuito que parecia ser vulnerável a causalidades de sobretensão pode ser remediada de forma eficaz substituindo o BJT de energia por um mosfet de 1 amp, conforme mostrado no diagrama a seguir.
Sendo o mosfet um dispositivo controlado por tensão, aqui a corrente do gate torna-se imaterial e, portanto, um resistor de 1M de valor alto funciona perfeitamente, o valor alto garante que o resistor não aqueça ou queime durante a ligação inicial de energia. Também facilita a utilização de um capacitor de valor relativamente baixo para o recurso de supressão de surto de LIGADO de retardo necessário.

Uma pequena investigação revelou que o transistor de alta tensão no primeiro diagrama não é realmente necessário, ao invés disso, ele pode ser substituído por um transistor Darlington TIP122 de alta corrente, conforme mostrado no diagrama a seguir.

O surto de alta tensão do capacitor torna-se ineficaz contra as especificações de alta corrente do transistor e dos LEDs e nenhum dano é causado a eles; na verdade, força a alta tensão a cair para os limites de segurança permitidos especificados dos LEDs e do transistor.

O TIP122 também permite o uso de um resistor de base de alto valor, garantindo assim que ele não fique quente ou explodir com o tempo, também permite a inclusão de um capacitor de baixo valor na base do transistor para a implementação do efeito de ativação retardado necessário.