Luce notturna, schematica e funzionante

Di recente ho comprato una luce notturna el-cheapo per $ 1 solo per vedere come riescono a ottenere i costi così bassi. Mi aspettavo di incontrare un regolatore di tensione el-cheapo nella migliore delle ipotesi o addirittura un raddrizzatore a ponte ma ahimè! Nessuno esiste qui. Non riesco proprio a capire come o perché il circuito qui funziona con tensione di rete (240 V). Si scalda durante il funzionamento ma non lo userei comunque, quindi è solo un sostegno per l'apprendimento per me. Non ho idea di cosa sia la parte SOT etichettata "J6" e se è un transistor, che tipo. Ti prego, aiutami a capire come funziona e cosa potrebbe essere quel "J6".

modifica: R2 è il LDR, gli altri resistori sono resistori SMD e il condensatore è un cappuccio elettrolitico.

La scheda si presenta così:

e ho disegnato lo schema così com'è:

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

Figura 1. Ridisegno del reverse engineering del PO.

• $I = \frac {240}{8k2 + 8k2+8k2} = 10~mA$
• Non è chiaro dal tuo schema ma sospetto che R2 sia il sensore di luce - un LDR. Quando viene rilevata la luce, la resistenza calerà e Q2 si accenderà. Questo "shunt" il DC su C1 a terra e spegnerà i LED. Ciò darà conforto all'utente dando l'impressione che l'unità non stia sprecando energia quando, in effetti, è alimentata costantemente sia che sia accesa che spenta. Non farebbe alcuna differenza per il consumo di energia se R1, 2 e Q2 fossero omessi!
• $P = I^2R = (5m)^2 \cdot 8k2 = 205~mW$

Il motivo dell'utilizzo di uno shunt dispendioso per spegnere i LED invece di interrompere l'alimentazione è probabilmente questo: in entrambi gli stati "on" e "off", il business end opera a basse tensioni, solo R3, R4, R5, D4 devono essere valutato per alte tensioni.

Questo è un po 'astuto: se si tenta di interrompere la corrente durante la luce del giorno, per risparmiare energia, il transistor dovrebbe essere valutato alla tensione di rete di picco (350 V o più) aggiungendo un po' di spesa e (forse) più problemi di sicurezza.

La ricerca di "transistor J6 SOT23" produce l' S9014 : un transistor NPN perfettamente ordinario, valutato a Vce <= 45 V e Ic = 100 mA.

Se uno qualsiasi dei LED fallisce il circuito aperto, il transistor probabilmente fallirà la sovratensione la prossima volta che si oscura, a meno che il condensatore non si guasti per primo.

Mi aspetto che sia stato testato e mostrato di non accendere un fuoco in quella modalità di guasto - la funzionalità e la riparazione effettive non sono un problema dato il prezzo.

I LED e D4 creano un semplice raddrizzatore a semionda. I resistori R3, R4 e R5 forniscono la limitazione di corrente necessaria. C1 fornisce un disaccoppiamento molto semplice. Quando il LDR ha la luce accesa, la sua resistenza è molto bassa e la base del transistor Q1 riceve abbastanza corrente per accendersi, probabilmente alla saturazione. In questo modo i LED si accorciano efficacemente, quindi si spengono. Quando la luce ambientale si spegne, l'LDR è ad alta resistenza e la base di Q1 non riceve quasi alcuna corrente, rendendola più simile a un'apertura, quindi la corrente scorre attraverso i LED.

È interessante notare che quando i LED sono spenti, i resistori e il D4 continuano a sprecare energia. Cheap economico economico! Presumo che i progettisti abbiano usato tre diversi resistori in serie invece di uno solo per motivi di dissipazione di potenza, ma potrebbe anche essere un costo.

Ci saranno maggiori correnti di picco per caricare il Cap rispetto alla corrente media del LED. La corrente di picco del LED è definita dalla resistenza totale, serie R in cui possiamo trascurare ESR e caduta di tensione dei LED

Il tappo riduce solo lo sfarfallio del 15% dal 100%, che possiamo determinare dal LED ESR.

Trascurando il circuito di disabilitazione LDR / NPN che abbiamo;

240Vrms ingresso a mezza onda 50Hz.

Il carico appare dalla foto a LED bianchi da 75mW con ESR = 1 / Pd = 13,3 +/-? volte 3 LED in serie, = 40 Ohm

Pertanto la corrente di picco è 1.414 * 240 V / (3 * 8k2) = 14 mA

• e la conversione dal picco a mezza onda di RMS in equivalente CC è root2 * rms / 2
• così la corrente media del LED diventa Vrms / Rtotal o 10mA
• con il Vf che cambia solo del 10% nell'intervallo di luminosità di 10: 1 e 100uF * 40 Ohm = 4ms o 25% dell'intervallo di corrente dell'impulso di linea
• e usando l'intensità della metà della potenza invece di 10: 1 ci aspettiamo che la corrente di sfarfallio del LED sia più vicina al duty cycle del 15% ON
• e la corrente di carica massima di picco 10 volte la scarica media di 10 mA.

• un tappo più grande ridurrebbe lo sfarfallio, ma aumenterebbe quindi i costi a causa delle valutazioni della corrente di ondulazione RMS per piccoli tappi economici.

• ci aspettiamo anche che i resistori lampeggino con tensioni di picco> 1500 V e si brucino in caso di fulmini nelle vicinanze