Светодиодный маяк с сетевым питанием

Журнал РАДИОЛОЦМАН, март 2020

TA Babu

EDN

Светодиодные технологии открывают двери для множества систем мощного освещения. Схема на Рисунке 1, например, может служить индикатором наличия сетевого напряжения. Для питания светодиодов от сети переменного тока требуется преобразователь или аналогичное устройство. В данной статье предлагается схема с пассивной гасящей цепью, упрощающей общую конструкцию. Можно также упростить схему для работы от источника постоянного тока, что позволит питать ее от автомобильных аккумуляторов для ночного использования.

Рисунок 1.	В этой схеме используется простой релаксационный генератор на симметричном динисторе, который управляет коммутацией цепи постоянного тока.

Схема состоит из резистора R₁, ограничивающего броски тока, полумостового выпрямителя с конденсатором фильтра на элементах D₃, D₄ и C₂, релаксационного генератора и двух мощных светодиодов. Поскольку схема питает нагрузку постоянным током, вы можете использовать в ней светодиоды любого цвета.

В схеме используется простой релаксационный генератор на симметричном динисторе, запускающем цепь коммутации постоянного тока на элементах IC₂ и Q₁. Динистор включается, когда C₃ зарядится от сетевого напряжения через диод D₁ и резистор R₂. После нескольких полупериодов сетевой частоты напряжение на C₃ достигает напряжения пробоя динистора, динистор открывается, и C₃ разряжается через R₃ и диод оптопары IC₁. Оптрон запускает цепь коммутации постоянного тока, что приводит к короткой интенсивной вспышке светодиодов.

Высоковольтный конденсатор C₁, являющийся частью пассивной гасящей цепи, ограничивает ток, забираемый из сети, величиной, которую можно рассчитать с помощью следующей формулы:

где

I_RMS – среднеквадратичное значение тока;
V_AC – напряжение сети;
X_AC – реактивное сопротивление конденсатора;
F – частота сети;
C – емкость конденсатора.

Металлооксидный резистор R₁ сопротивлением 47 Ом выполняет функцию ограничителя пускового тока. Поскольку светодиодам требуется много энергии, невозможно управлять ими напрямую, используя гасящий конденсатор небольшой емкости. Поэтому для сбора и накопления энергии сети в паузах между вспышками в схеме используется конденсатор С₂ емкостью 2200 мкФ. Стабилитрон D₄ ограничивает напряжение на конденсаторе уровнем 12 В.

Самый простой способ получения постоянного тока заключается в использовании регулируемого линейного стабилизатора, такого как LM317. Стабилизатор поддерживает напряжение 1.25 В на последовательном резисторе R₅. 1.25 В – это напряжение внутреннего опорного источника стабилизатора. Следовательно, можно определить ток нагрузки с помощью следующего выражения:

Уровень активного ограничения тока составляет 320 мА, что достаточно для создания интенсивной вспышки света.

Предостережение:
Схема не имеет гальванической изоляции от сети переменного тока. Поэтому большинство узлов схемы находится под потенциалом сети и, следовательно, представляет опасность. Не беритесь за сборку этого устройства, если не имеете достаточного опыта работы с высоковольтными схемами.

Материалы по теме