尝试调暗 LED 后夜灯坏了

电器工程 电路分析 调光器 ldr 电容式电源
2022-02-03 06:04:41

我购买了直接插入 240V 墙壁插座的廉价夜灯。它具有三个变色 LED。

问题是,那些 LED 太亮了。我决定稍微修改一下那个夜​​灯,这样它们就不会那么亮了。

逆向工程原理图有点奇怪,因为当灯关闭时(在白天),它实际上会消耗相当大的功率——大约与打开 LED 时一样多。

夜灯示意图

(C2的值只是我使用的原理图工具分配给那些组件的caps的默认值。我不知道实际值。LDR1是红色的,因为它是我截图时选择的项目,它没有意义)

正如您在示意图中看到的,在晚上,电流通过 LED 下降(它们没有限流电阻。)

随着环境光变亮,通过 LDR1 的电阻下降,晶体管 Q1 开始传导电流。

在白天,LED 通过电阻器有效地短路。随着越来越多的光线照射到 LDR1 上,LED 的亮度将越来越低。

我试图通过引入一个限流电阻(原理图中的红色圆圈,就在 D1 上方)来限制 LED 的最大亮度。我注意到我必须使用一个相当大的电阻,大约 180k,才能产生任何效果。

亮度是有限的,但我也注意到,当 LDR1 被完全覆盖时,即整个电流通过电阻器和 LED 下降,发出嗡嗡声,大约两分钟后设备坏了,现在完全坏了。我还不知道哪一部分坏了,但我认为 Q1 未能打开。

LDR1 的最大电阻约为 33kΩ - 38kΩ;如果没有任何光线照射到 LDR,很难在完全黑暗的环境中进行测量。

C2 是一个值未知的微型 0402 电容器,我认为它是一个很小的旁路电容器,一开始可能没有多大作用。

不幸的是,我不知道桥式整流器后的电流消耗。用万用表很难得到读数,因为变色的 RGB LED 不断地改变通过它们的电压降。我似乎测量了大约 9V 的电压降。考虑到桥式整流二极管,我假设下降 10V: \$ 10V \times \tfrac{1}{\sqrt2} \approx 7V_{RMS} \$

电容滴管的阻抗为\$ X_c = \tfrac{1}{2\pi f C} = \tfrac{1}{2\pi \times 50Hz \times 100 \times 10^{-9}F} \约 31.8kΩ \$因此,与 R1 一起,它必须下降\$ 240V - 7 = 233V \$

\$ \tfrac{233V}{32.36kΩ} = 7.2mA \$,现在对我来说,似乎真的很低。

现在这是我的问题:

  1. 这个电路对我来说似乎很奇怪,特别是如何将 LED 短路以关闭它们,并且整个电压通过晶体管下降。我可以理解在 LED 之后使用晶体管作为低端开关,但这样使用它们似乎是错误的。我是不是误会了什么?出于某种原因,这是首选吗?

  2. 当我在 LED 前面引入一个电阻器时,为什么电路会断开?它最有可能在哪里失败?

  3. 我实际上将如何调光 LED 以使整个设备不会损坏?

我假设第 3 点,我应该简单地将电阻器 R1 设置为更高的值,从而进一步限制通过电路其余部分的电流。

4个回答

很可能您没有测量功率,而是测量了电流。LED 关闭时的功率很低,但电流几乎不变。试图中断电流将需要高压半导体,这将更昂贵并且可能不太可靠。

当您添加电阻器时,您增加了晶体管必须阻断的电压。在某些时候晶体管会失效。它的额定电压约为 45V(仿冒品的额定值可能略有不同)。

要使 LED 变暗,您可以尝试用电阻将 LED 分流——这并不理想,因为它会产生其他影响。

最好将 C1 替换为比当前值更低的值,并针对该“X”服务进行适当的评级。

请记住,该电路未与电源隔离,通电时的任何接触都可能导致(可能是致命的)电击。

  1. 是的,这是一个非常普遍的安排。没有地方说如果 LED 熄灭,该设备必须节省电力。这样做效果最好,因为当晶体管关闭时,LED 将电压限制在 9V 左右,从而防止晶体管出现过压并且不会损坏。由于电压受到限制,它还将通过 LDR 限制电流,因此它不会受到损坏。

  2. 它失败了,因为“大约 180k”的大得离谱的电阻器只限制了流向 LED 的电流,但缺点是它阻止了 LED 将桥式整流器的输出电压钳位到 9V。从桥式整流器输出到 LDR 和晶体管的电压太大,它们被损坏了。如果是 BC817,它只能处理高达 45V 的电压。

  3. 是的,提高 R1 可能会起作用,但重要的是 100nF 降压电容器。降低电容将允许更少的电流通过。但请注意,并非任何电容器都可以,它必须是一种特殊的安全型电容器,具有足够的电压处理能力,以确保安全和正常运行。

LEDS 充当 Q1 和 BR1 的电压限制器,但是您添加的电阻器阻止了它,并且 Q1/BR1 将被过压。

它可能短路失败。鉴于电源电流有限,它可能仍然是短路。

在此处输入图像描述

在红色 e 圆圈处添加一个电阻器或电容器。大约 180k 或 100nF 可能是好的。

电容器将更节能。电容器需要承受您的交流电压。

将此电路的所有部分视为始终处于电源电压下

正如其他人所说 - 在 LEDS 中添加 R 系列会导致电压升高。
这是自我挫败,因为增加的电压往往会保持 LED 亮度。

你可以:

  • 像其他人建议的那样减少系列上限,
    或者在原来的系列中添加另一个。
    这可以在任一电源线的任何位置。
    使用 X 或 Y 额定电容。

  • 在 LED 上添加一个齐纳二极管。
    这将限制亮度,并且还可以选择允许串联 LED 电阻器有效。