O artigo discute um circuito de lâmpada LED de 100 watts muito simples usando alguns capacitores de alta tensão. Todo o circuito poderia ser construído a um custo inferior a US$ 25.
Eu já discuti muitos tipos capacitivos de circuitos de fonte de alimentação sem transformador neste blog, no entanto, todos eles sofrem de alguns problemas, ou seja, falta de saída de corrente ideal e vulnerabilidade de surto.
Usando Fonte de Alimentação Capacitiva
Ao estudar profundamente as fontes de alimentação capacitivas, pude concluir algumas coisas cruciais sobre essas configurações:
Fontes de alimentação capacitivas são como painéis solares que funcionam com eficiência, em suas especificações de ponto de potência máxima quando são operadas com suas tensões de circuito aberto, caso contrário, as especificações de corrente dessas unidades sofrem grandes perdas e produzem resultados altamente ineficientes.
Em palavras simples, se desejarmos adquirir saídas de alta corrente de uma fonte de alimentação capacitiva à vontade, o circuito precisará ser operado com uma carga com um requisito de tensão igual à saída máxima do sistema.
Por exemplo, com uma entrada de 220 V, uma fonte de alimentação capacitiva após a retificação produziria uma saída de cerca de 310 V CC, portanto, qualquer carga atribuída com uma classificação de 310 V poderia ser operada com total eficiência e em qualquer nível de corrente necessário, dependendo do requisito da carga.
Se a condição acima for satisfeita, ele também aborda o problema de inrush de corrente, uma vez que a carga é especificada em 310V, um inrush de tensão de entrada total agora não tem efeito sobre a carga e a carga permanece segura mesmo durante a ativação repentina do circuito.
Analisando o Design
No circuito de lâmpada LED de 100 watts proposto, empregamos a mesma técnica discutida nas seções acima.
Conforme discutido, se a entrada for 220V, a carga precisaria ser classificada em 310V.
Com LEDs padrão de 1 watt e 350mA, isso significaria adicionar 310/3,3 = 93 LEDs em série, ou seja, cerca de 100nos.
Um único capacitor de 1uF/400V produz cerca de 60mA de corrente nos 310V DC especificados acima, portanto, para atingir os 350mA necessários, mais capacitores precisarão ser adicionados em paralelo, para ser preciso um total de 350/60 = 5 capacitores, que também podem ser um único 5uF/400V, mas deve ser um tipo não polar.
Um termistor NTC pode ser adicionado para segurança extra, embora possa não ser criticamente necessário.
Da mesma forma, um resistor também pode ser incluído para fornecer um pouco mais de segurança contra condições de tensão flutuantes.
O valor da resistência pode ser calculado aproximadamente como R = Us – VFd/I = 310-306/.35 = 10 ohm, 1 watt
Para uma entrada de 120V, as especificações acima simplesmente precisariam ser reduzidas pela metade, ou seja, usar 47nos de LEDs em vez de 93, e para o capacitor um 5uF/200V seria suficiente.
Diagrama de circuito
O diagrama acima pode ser adicionalmente protegido contra picos de tensão de pico e flutuações de rede adicionando resistores limitadores de 10 ohm e um diodo zener, conforme mostrado abaixo.
Aqui o valor do diodo zener deve ser 310V, 2 watts
Design aprimorado com controle de corrente
O circuito a seguir é um projeto de circuito infalível que nunca permitirá que os LEDs encontrem uma condição estressante. O mosfet e o controle de corrente associado garantem 100% de tensão constante e corrente constante para a cadeia de lâmpadas LED conectadas.
O número de LEDs na cadeia pode ser ajustado de acordo com a tensão selecionada ou, inversamente, a tensão pode ser ajustada de acordo com o número selecionado de LEDs na cadeia.
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FONTE
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