シンプルなLEDチューブライト回路

LEDチューブライトは、高効率のLEDを使用して構築された照明装置であり、利用可能なAC電源を介して設置場所を照らします。

次の投稿では、20 mA、高さ5mmの明るい白色LEDを使用した単純なLEDライトチューブ回路の完全な構造の詳細について説明します。回路は、国内電源の230VAC主電源から直接操作できます。これは電力を節約するだけでなく、地球温暖化の問題を抑えるのにも役立ちます。

省電力のためのトランスレスLEDチューブライト

ここで説明するLEDライトチューブのシンプルな構造は、電力を節約するだけでなく、すべての家で使用すれば、増え続ける地球温暖化の影響を減らすのに役立ちます。

今日、私たちは皆、地球温暖化の悪影響と、それが私たちの唯一の惑星を毎日どのように捉えているかについて認識しています。しかし、これについては私たち自身が非難されるべきです。

あなたは一般の人が問題の解決を助けるためにどのように貢献できるかを考えているかもしれません。あなたの周りをよく見てください、ええ、私たちが現在使用しているライトは、地球温暖化効果に追加するためにかなりの量の熱を生成します。

CFLは非常に効率的であると考えられていますが、CFLもかなりの熱を放出します。この問題は、発熱するライトを「クールな」白色LEDライトに変えるだけで非常に簡単に解決できます。この記事では、既存の「ホット」蛍光灯ライトを簡単に置き換えることができるLEDライトチューブを構築することがいかに簡単であるかを学びます！

建設には次の部品が必要になります。

長さ36インチ、直径2インチの白いPVCパイプ1本、
150個の白色LED（5mm）、
4番1N4007ダイオード、
3番100オームの抵抗器、
1いいえ。 1M抵抗、1/4 W、
1いいえ。コンデンサ105 / 400V、ポリエステル、
14/36接続用ワイヤー、
はんだごて、はんだワイヤーなど。

建設の手がかり

この回路の構築は、次の簡単な手順で実行されます。

塩ビ管を縦に半分に切ります。

PVCパイプの2つの半分の領域全体に均等に分散されたLEDサイズの穴を開けます。図に示すように、パイプ全体のすべてのLEDを固定するだけです。
すべてのLEDの極性の位置を同じ方向に保つようにしてください。リードが互いに並んで接触するように、LEDリードをカットして曲げます。

接合部をはんだ付けして、それぞれ50個のLEDを3シリーズ作成します。

各シリーズが470オームの所定の抵抗を備えていることを確認してください。
3つのシリーズLEDグループを、プラスとマイナスのリード線をフレキシブルワイヤで結合して並列に接続します。
図に示すように、4つのダイオードを結合してブリッジ構成整流器を作成し、関連するポイントをLEDと2ピンのメインコードに接続します。

それをテストする方法は？

このLEDチューブライト回路のテストは、おそらく、次の簡単な手順で実行される操作全体の中で最も簡単な部分です。

上記のように構築手順を完了した後、2ピンプラグをメインソケットに差し込むだけです（回路全体に漏れ電流が含まれている可能性があるため、細心の注意を払ってください）。

すぐにすべてのLEDが点灯し、まばゆいばかりの効果が得られます。いずれかのシリーズが故障しているか光っていない場合は、電源をオフにして、間違った極性で接続されているLEDを確認してください。

挿入した穴から抜け出さないように、すべてのLEDを接着してください。最後に、PVCパイプの2つの半分をLEDと結合します。それらを結ぶか、シノアクラライト結合で接着します。チューブの2つの開いた端を適切に閉じます。

これで、LEDライトチューブ回路の構築は完了です。最適なパフォーマンスを得るには、ユニットを天井から吊るして、光が均等に分散されるようにすることをお勧めします。

上記のLEDチューブライト回路のPCB設計レイアウトを次の画像に示します。

108個のLEDを直列並列の組み合わせで使用した同様のLEDチューブライトのテストを示すビデオクリップ

以下は、マーリー製の50LEDチューブライトです。

説明された容量性電源を使用してMr.BibinEdmondによって作成されたLEDストリングライト。

これは、上記のストリングLEDライトを点灯するために使用される単純な容量性PS回路の画像です。

礼儀：ビビンエドモンド

トランスレスベースのLEDチューブライトの信頼性が低い、または十分に強力ではないと思われる場合は、以下に説明するように、トランスベースの電源設計を選択して同じことを実現できます。

変圧器またはバッテリーを使用したLEDチューブライト

次のセクションでは、変圧器ベースの電源を使用し、必要な数のLEDを直列並列接続して、簡単なLEDチューブライトを作成する方法を説明します。

家庭を照らすために白色LEDを使用することは、これらのデバイスに伴う高い電力効率のために、最近人気が高まっています。

この図は、直列および並列に配置された多くのLEDを含む単純な構成を示しています。

回路の説明

トランスを使用した示されているLEDチューブライト回路を参照すると、LEDは、LEDバンクを非常に明るく照らすための汎用24V電源によって駆動されていることがわかります。

電源には、LEDへの供給電圧の必要な整流とフィルタリングのための標準的なブリッジとコンデンサのネットワークが組み込まれています。LEDの配置は次のように行われます。

供給電圧が24で、約3ボルトの白色LEDの順方向電圧で割ると、24/3 = 6になります。これは、供給電圧が最大6つのLEDを直列にサポートできることを意味します。

ただし、多くのLED（ここでは132）を含めることに関心があるため、これらの直列接続されたLEDストリングの多くを並列接続で接続する必要があります。

それがまさに私たちがここで行っていることです。

図に示すように、それぞれ6個のLEDの合計22個のストリングが並列に接続されています。

白色LEDでは電流制限が重要な問題になるため、各ストリングに直列に制限抵抗を追加します。抵抗器の値は、LEDチューブライトの全体的な照明を調整するためにユーザーが最適化することができます。

提案された設計は、10 x 10の小さな部屋を明るく照らすのに十分な光を提供し、0.02 * 22 = 0.44アンペアまたは0.44 * 24 = 10.56ワット以下の電力を消費します。
変圧器を使用した24ボルトのLEDチューブ光回路、回路図

上記の設計では、電流制御なしでLEDチューブを点灯させる方法を学びました。これは、LEDが電源LEDでなく、非常に高い明るい照明のために熱くなりすぎる性質がない場合は問題ありません。

ただし、非常に高い明るい光を発するように設計されており、すぐに暖かくなりすぎる傾向があるパワーLEDの場合、ヒートシンクと電流制御機能が非常に重要になります。

電流制御の採用

LEDは電流に敏感なデバイスであり、すぐに熱暴走状態に陥り、最終的には永久に損傷する可能性があるため、LEDチューブライトの電流制御は非常に重要になります。

LEDの熱暴走状況では、LEDはより多くの電流を引き込み始め、電流制御制限がないために暖かくなり始めます。 LED内の上昇する熱により、LEDはさらに多くの電流を引き込み、それがさらに熱を発生させます。これは、LEDが完全に燃焼して破壊されるまで続きます。この現象は、LEDの熱暴走状況として知られています。

この電流制御を回避することは、LEDドライバ回路にとって非常に重要になります。

この回路では、抵抗R2は、上昇電流をそれ自体の両端の電圧に変換するために配置されています。

この電圧はR2によって検出され、T1のベースを即座に導通および接地して非アクティブにします。瞬時のプロセスによりスイッチング効果が開始され、必要な電流制御とLEDの保護が行われます。

各チャネルは、直列の50個の白色LEDで構成されています。 R2は、次の式で計算されます：R = 0.7 / I、ここでI = LEDによって消費される合計安全電流。電流制御されたLEDチューブライトの回路全体は、次のように理解できます。

回路動作

入力ACが回路に適用されると、C1は入力電流をより低いレベルに下げます。これは、関連する電子回路を操作するのに安全であると見なすことができます。

ダイオードは低電流ACを整流し、T1とT2で構成される次の電流検出ステージに供給します。

最初に、T1はR1を介してバイアスされ、LEDのアレイ全体を完全に照らします。

T1によって供給される電流、またはLEDによって引き出される電流が指定された安全限界内にある限り、T2は非導通状態のままですが、LEDによって引き出される電流のうち、安全限界を超え始めます。制限抵抗R2は、その両端に小さな電圧を発生させ始めます。

この電圧が0.6を超えると、T2はコレクタエミッタのピン配列からリークし始めます。
T2のコレクタがT1のベースに接続されているため、T1へのバイアス電流がグランドにリークし始めます。

これにより、T1が完全に導通するのが妨げられ、そのコレクタ電流はそれ以上上昇しなくなります。 LEDはT1のコレクタ負荷を形成するため、LEDを流れる電流も制限され、デバイスは電流取り入れ口の上昇から保護されます。

入力ACが上昇すると、電流の上記の上昇が発生し、LEDの消費電流が同等に増加しますが、T1とT2を含めることで、LEDにとって危険なものを効果的に制御および抑制できます。

提案された電流制御LEDチューブライト回路のパーツリスト

T1およびT2 = KST42
R1、R2 =計算されます。
R3 = 1 M、1/4 W
ダイオード= 1N4007、
C1 = 2 uF / 400 V、

LEDの仕様とデータシート

LEDの絶対最大定格（Ta = 25℃）