Восстановление садовых светильников на солнечных батареях с питанием от сети - садовые светильники на солнечных батареях из нержавеющей стали

Это действительно фрагмент из некоторых моих предыдущих проектов по созданию источников питания, но он тесно связан с записями о разборке светодиода до начала работ.
Теперь мы все покупаем маленькие летние кружевные светильники, которые днем ​​работают от солнечной энергии, днем ​​заряжаются, а ночью включаются, и превращаются в садовые фонари.
Конечно, срок их службы ограничен, потому что в условиях дешевой импортной продукции, при старом британском климате, аккумуляторные батареи выходят из строя, а иногда даже просто солнечные панели перестают работать.
Обычно вы покупаете четыре или более упаковок таких устройств, а источником света являются одни маломощные и недорогие светодиоды.
После смерти мы выбрасываем их в мусорное ведро, а затем на свалку.
А теперь дайте подумать, почему бы не переделать его в блок питания для светодиодов мощностью 10 Вт?
Но оно должно быть безопасным, защищенным от непогоды и недорогим.
Интересно, это возможно? Не будет ли 10 Вт слишком много?
Как видно на изображении, источником света является трубка из нержавеющей стали диаметром около 60 мм и пластиковый рассеиватель.
Плюс еще одна трубчатая крышка, которая крепится сверху, и внутри которой расположены солнечные панели.
Первым делом я снял с крыши белые светодиоды и квадратные солнечные панели.
Идея заключается в установке светодиода на панель, закрепленную на радиаторе, которая проходит вверх через отверстие солнечной панели.
Недавно я приобрел несколько одноядерных COB-светодиодов мощностью 10 Вт. Хочу узнать, можно ли использовать одноядерные светодиоды, питаясь от импульсного источника питания напрямую [240 В без изоляции].
В качестве кандидата рассматривается микросхема импульсного понижающего преобразователя напряжения FL7701 и датчик 1,4 мГн Coilcraft.
К сожалению, в прошивке произошел переход с 240 В на блок COB [12 В].
Работать с этим непросто, поскольку ток, необходимый для прохождения COB-чипа, значительно превышает 10 Вт, которые может обработать драйверный чип.
Микросхема может обработать 0.
Блок питания на 5 А с прямым напряжением 12 В позволит достичь мощности всего около 5 Вт.
Это можно сделать, используя импульсный преобразователь прямого действия с изоляцией, но стоимость начинает стремительно расти. В конце концов, всё это считается недорогим и удобным вариантом.
Как же мне получить 10 Вт при токе всего 0,5 А?
С учетом теории сохранения энергии, единственный способ увеличить мощность — это увеличить напряжение, и единственное, что я могу сделать, это увеличить прямое напряжение светодиода, используя более одного из них.
Если вы посмотрите на мой индикатор разборки светодиода, вы поймете, почему его так сделали в этой конструкции.
На eBay я легко могу найти светодиоды мощностью 1 Вт с прямым напряжением 0F 3V@330mA.
Теперь, если я подам на них ток 266 мА, используя 10 и менее, я получу 10 x 3 x 0. 266 А = 8 Вт... достаточно близко.
Существует биполярный подход к работе под нагрузкой…
Снижайте температуру и экономьте или продлевайте срок службы.
Более низкая температура на перекрестках означает хорошее освещение.
Глядя на фотографии садовых светильников, нам нужно найти способ установить эти светодиоды. Конечно, если они потребляют 266 мА, нам нужно отвести между ними энергию в 8 Вт, для чего потребуется радиатор.
Внутренний диаметр трубы из нержавеющей стали составляет чуть менее 57 мм, поэтому, если я смогу установить любой электронный компонент в герметичную пластиковую трубу, я смогу это сделать.
Затем я смогу установить светодиодную плату сверху корпуса и подсветить рассеиватель.
Итак, как же нам расположить светодиод?
Сначала я вырезал 46.
С помощью циркулярной пилы вырежьте в центральном отверстии алюминиевый круг диаметром 5 мм. [см. рисунок]
Оберните одну сторону двусторонней теплоотводящей лентой.
Эту ленту можно купить на eBay. Она довольно недорогая. Обычно её используют для аксессуаров радиатора. Посмотрите на картинку.
Алюминий — это устаревший материал для корпусов силовых устройств, но, возможно, вы сможете купить его на eBay.
Я использовал кусок толщиной 2 мм.
Необходимо закрыть и изолировать металлическую часть от основания светодиода, обеспечив при этом хорошую теплопроводность.
Используйте двухслойную вертикальную термоленту.
Это изменит теплопроводность. Мы потеряем еще 20 градусов Цельсия в месте соединения, но этого нам и нужно.
Я вернусь к этому позже, возможно, рассмотрю полностью герметичный водорастворимый раствор, но не сейчас.
Затем я использую AutoCAD для размещения светодиода на основании.
Пожалуйста, обратитесь к прикрепленному PDF-файлу с изображением.
Я распечатал проектную документацию в пропорциях и использовал дырокол, чтобы сделать шаблон для монтажа в качестве приблизительного ориентира.
Я приклеила это к липкой основе и нарисовала контур круга на скотче.
Далее я расположил светодиод так, чтобы определить местоположение медных лент, которые я буду использовать для соединения светодиода с поверхностью изоляционной ленты.
Чтобы медные полосы не проникли в нижнюю часть заготовки, я сварил их вместе.
Разумеется, необходимо убедиться, что катод соединен с анодом.
Вы можете приклеить их и использовать проволоку между контактами, хотя использование медной ленты помогает рассеивать часть тепла в ленту.
В плане тепловыделения они выделяют много тепла, поэтому необходим мощный радиатор.
Я выбрал радиатор размером 40 x 40 x 30 часов, чтобы поддерживать температуру пола около 58 -60 градусов Цельсия.
В данном случае его размер соответствует удалению солнечных чипов, так что температура на стыке между корпусом светодиода и корпусом составляет около 4 градусов Цельсия/ватт, а температура от одной панели к другой — 1 градус Цельсия/ватт, что означает, что температура на стыке должна составлять 1 градус Цельсия/ватт. (8x1)+4= приблизительно.
60 + 12 градусов Цельсия = 72 градуса Цельсия, что вполне разумно.
Суммарное напряжение всего светодиода составит примерно 10 x 3 В, поэтому ток, проходящий через них, будет проверен на следующем этапе.
В приложенном PDF-файле представлен шаблон, который можно использовать в качестве основы, но вы всегда можете разработать его самостоятельно.
Проверьте вложения в EASAM, и вы сможете скачать программу для просмотра файлов. Мы будем использовать микросхему драйвера FL7701 и поэкспериментируем с конструктором электронных таблиц Excel, чтобы получить набор чисел, которые могут подойти.
Ключевая задача понижающего преобразователя (Buck converter) — уменьшить пульсации до приемлемого уровня, учитывая требуемое среднеквадратичное значение.
Пульсации напрямую влияют на размер и частоту индукторов, а также косвенно.
Следовательно, если мы увеличим пульсации, нам придется увеличить величину индуктивности. Единственный способ уменьшить требуемую индуктивность — это увеличить частоту.
См. прикрепленное изображение, на котором указано, что я изменяю, и ключ к значениям на схеме.
Это светодиод, припаянный к шаблону перед приклеиванием.
Пожалуйста, обратите внимание на использование радиатора. Пластина радиатора и установленная светодиодная карта находятся снизу.
Установив пиковый ток на 500 мА и увеличив ток до 266 мА среднеквадратичного значения, мы получаем напряжение на светодиоде немного выше 30 В, что означает, что при наличии 10 светодиодов напряжение фактически будет близко к 3 В прямого тока.
Следует отметить, что расчеты предполагали значение 286 млн лет, тогда как фактически мы получили только 266 млн лет.
Частота должна быть 101 кГц, но, похоже, она немного занижена.
На следующем этапе я расскажу о схемах, драйверах и формах сигналов.
Так что, просто включив питание, пол освещается, как новогодняя елка.
Осторожность!
Это неизолированная конструкция, поэтому все устройства, которые можно модернизировать до такого уровня мощности, должны быть надежно заземлены.
Это включает в себя радиаторы. Если присмотреться, то можно заметить, что несколько отверстий должны быть автоматически сужены к радиаторам через заземляющий контакт, металлические детали из нержавеющей стали и заземление входного питания.
Обратите внимание на проводку светодиода, чтобы исключить короткое замыкание между светодиодом и заземлением.
В этом случае на светодиоде возникнет напряжение, превышающее расчетное, и он вскоре выйдет из строя.
У меня есть измерительное устройство с разделительным трансформатором, но при прямом подключении к сети питания одна сторона индуктора находится под потенциалом сети. Если его подключить к какому-либо изолированному металлическому элементу, это будет опасно.
Давайте оглянемся назад и посмотрим, что нам нужно для питания светодиода.
Мы уже говорили, что нам необходимо обеспечить поддержку тока около 266 мА, и мы это сделали.
Схема подключения имеет следующие обозначения: через предохранитель 1 в мостовой выпрямитель, а затем через два фильтрующих индуктора типа С.
D1 — это восстановительный диод и способ уменьшения тока индуктивности.
Управление затвором транзистора Q1 осуществляется через вывод 2 микросхемы FL7701 с помощью резистора R3, а диод D2 помогает сбрасывать заряд с затвора во время отрицательного хода транзистора FL7701.
Выходная частота устанавливается резисторами R5/R4.
Эти два вывода имеют некоторую развязку и являются выводами CS.
Контакт 1 представляет собой индукционный проводник, который контролирует напряжение и, следовательно, ток через резистор r6.
Обратитесь к пиковому току резистора R6 0.
5a, что приведет к сбросу микросхемы и подготовке к следующему этапу включения.
Обратите внимание, чего не хватает в этой схеме.
Входной конец не требует большого защитного кожуха постоянного тока для выпрямителя.
FL7701 умело обрабатывает изменения входных данных внутри себя.
Учитывая, что это обычно дорогостоящая деталь, она помогает сэкономить средства.
После заполнения печатной платы я проверил пульсации.
Токовый датчик используется на катоде светодиодного модуля, пульсации составляют 150 мА. Средний ток, измеренный прибором, составляет около 1,5 мА. 260 мА.
В случае светодиодов максимальный ток снижается на 100 мА, что позволяет им меньше нагреваться и, следовательно, продлевать срок их службы.
Измерения частоты показали 81 кГц, а наклон уменьшился до 1,71 мкс.
Это составляет 13% от возможностей чипа/датчика, так что всё должно быть хорошо.
Исходной точкой всего проекта является использование значения 1.
В ходе четырехчасового процесса изготовления катушки были обнаружены некоторые ошибки на прототипной плате. Я исправил разводку новой печатной платы, загруженной в систему.
Обратите внимание на перемычку выше, которая позволяет обойти некоторые неправильно установленные крепления... вот незадача.
Это вызвало несколько взрывов, прежде чем я понял свою ошибку...
Наверное, устал!
Имеется две верхние части и одна нижняя часть.
Вот так всё сшито.
В конце я приложу список всех необходимых мне деталей.
Некоторые вещи требуют внимания.
Я заземлил верхнюю часть радиатора и пропустил ток через устройство к точке заземления внизу.
Затем он заземляется на источник питания.
Посмотрите.
Наконец, напряжение катода светодиода составляет менее 310 В, а пиковое напряжение питания — около 30 В.
При контакте это может привести к повреждению, поэтому для обеспечения беспрепятственного прохождения тока короткого замыкания необходимо изолировать и заземлить любые металлические части, к которым может прикоснуться.
Следует обратить внимание на верхнюю и нижнюю части уплотнительной муфты кабеля, чтобы предотвратить попадание воды в электронное оборудование.
Винт заземления в нижней части служит ограничителем для "корпуса" блока питания и имеет дренажное отверстие для предотвращения попадания влаги.
Это не водонепроницаемый контейнер, но основная труба заблокирована в отверстии, а сливное отверстие расположено очень высоко от земли.
Верхний радиатор необходимо герметизировать по периметру, что необходимо завершить.
Летом я высажу это в саду, а позже добавлю еще несколько растений.