サージ保護された安価なトランスレスハイワットLEDドライバ回路

以前に投稿したトランスレスに関連するLEDの燃焼に関する読者からの苦情の増加 1ワットのLEDドライバー回路 、私は問題を一度だけ解決することを余儀なくされました。ここで説明する回路の電源セクションは、以前の構成とまったく同じですが、「スイッチオン遅延機能」が含まれている点が異なります。この機能は、私が独占的に設計し、LEDの燃焼の問題を修正するために回路に追加されています（うまくいけば）。

容量性電源装置の突入サージの抑制

私が受け取り続けた苦情は、間違いなく、回路の出力に接続された1ワットのLEDを破壊し続けた最初のスイッチオンサージのためでした。

上記の問題は、すべての容量性タイプの電源装置でかなり一般的であり、問​​題はこれらのタイプの電源装置に多くの悪い評判を生み出しました。

したがって、通常、多くの愛好家やエンジニアでさえ、より大きな値のコンデンサが含まれている場合に上記の結果を恐れて、より低い値のコンデンサを選択します。

しかし、私が思う限り、容量性トランスレス電源は、構築にほとんど労力を必要としない、非常に安価でコンパクトなAC-DCアダプター回路です。

スイッチオンサージに適切に対処すれば、これらの回路はきれいになり、出力負荷、特にLEDに損傷を与えることを恐れずに使用できます。

サージの発生方法

スイッチがオンの間、コンデンサは充電されるまで数マイクロ秒の短絡のように動作し、その後、接続された回路に必要なリアクタンスを導入して、適切な量の電流のみが回路に到達するようにします。

ただし、コンデンサの両端の最初の数マイクロ秒の短絡状態は、接続された脆弱な回路に大きなサージを与え、付随する負荷を破壊するのに十分な場合があります。

上記の状況は、接続された負荷が初期スイッチオンショックに応答するのを妨げられているかどうかを効果的にチェックできます。つまり、安全期間に達するまで負荷をオフにしておくことで初期サージを排除できます。

遅延機能の使用

これは、回路に遅延機能を追加することで非常に簡単に実現できます。そして、それはまさに私がこの提案されたサージ保護されたハイワットLEDドライバ回路に含めたものです。

この図は、通常どおり入力コンデンサとそれに続くブリッジ整流器を示していますが、ここまではすべてがかなり一般的な容量性電源です。

2つの10K抵抗、2つのコンデンサ、トランジスタ、およびツェナーダイオードを含む次のステージは、重要な遅延タイマー回路の一部を形成します。

電源をオンにすると、2つの抵抗とコンデンサが、両方のコンデンサが完全に充電されるまでトランジスタの導通を制限し、バイアス電圧がトランジスタベースに到達できるようにして、約2秒の遅延後に接続されたLEDを点灯させます。

ツェナーは、2秒間の遅延を延長する役割も果たします。

10K抵抗の1つにある1N4007ダイオードと470uFコンデンサの1つにある100K抵抗は、電源をオフにするとコンデンサが自由に放電するのに役立ち、サイクルが繰り返しサージ保護を実行できるようにします。

電力出力を増やすために、より多くのLEDを直列に接続できますが、その数は25個を超えてはなりません。

回路図

更新：より高度な設計については、こちらで説明しています ゼロ交差制御サージフリートランスレス電源回路

以下のビデオは、電源スイッチをオンにして約1秒後にLEDが点灯する様子を示しています。

読者からの苦情（抵抗器が焼け、トランジスタが熱くなる）

上記の概念は見栄えがしますが、提案されている高電圧コンデンサ電源ではおそらくうまく機能していません。

回路が完全にトラブルから解放される前に、回路は多くの研究が必要です。

上記の回路の抵抗器は高電流要件に耐えることができません。これは、プロセス中に非常に高温になるトランジスタにも当てはまります。

最後に、上記の概念を徹底的に研究し、容量性トランスレス電源と互換性を持たせない限り、この回路は実用化できないと言えます。

非常に堅牢で安全なアイデア

上記の概念が機能しなかったとしても、高電圧容量性電源が完全に絶望的であるという意味ではありません。

サージの問題に取り組み、回路をフェイルプルーフにする新しい方法が1つあります。

これは、出力で直列に、または接続されたLEDに並列に多数の1N4007ダイオードを使用することによるものです。

回路を見てみましょう：

上記の回路はまだ何ヶ月もテストされていないので、まだ初期の段階ですが、コンデンサからのサージが300V、1アンペア定格のダイオードを吹き飛ばすほど高くなるとは思いません。

ダイオードが安全なままであれば、LEDも安全です。

より多くのLEDを収容するために、より多くのダイオードを直列に配置することができます。

パワーMOSFETの使用

次の図に示すように、サージの原因に対して脆弱であると思われる最初の回路の試みは、電源BJTを1アンペアのMOSFETに置き換えることで効果的に解決できます。
MOSFETは電圧制御デバイスであるため、ここではゲート電流が重要ではなくなるため、高い値の1M抵抗は完全に機能します。高い値は、最初の電源スイッチオン時に抵抗が加熱または燃焼しないようにします。また、必要な遅延オンサージ抑制機能に比較的低い値のコンデンサを使用することも容易になります。

少し調べてみると、最初の図の高電圧トランジスタは実際には必要ないことがわかりました。次の図に示すように、高電流のダーリントンTIP122トランジスタに置き換えることができます。

コンデンサからの高電圧サージは、トランジスタとLEDの高電流仕様に対して無効になり、損傷は発生しません。実際、高電圧は、LEDとトランジスタの指定された許容安全限界まで低下します。

TIP122はまた、高い値のベース抵抗を使用できるため、時間の経過とともに高温になったり吹き飛んだりしないようにします。また、トランジスタのベースに低い値のコンデンサを組み込んで、必要な遅延スイッチオン効果。

PowerBJTの使用

上記の設計は、以下に示すように、共通コレクタモードで使用した場合の安全性とサージ抑制の点でさらに向上します。