Nachtlicht, schematisch und funktionierend

Ich habe vor kurzem ein el-cheapo-Nachtlicht für 1 US-Dollar gekauft, nur um zu sehen, wie sie es schaffen, die Kosten so niedrig zu halten. Ich erwartete, dass ich bestenfalls einen el-cheapo Spannungsregler oder sogar einen Brückengleichrichter treffen würde, aber leider! Hier gibt es keine. Ich kann gerade nicht herausfinden, wie oder warum die Schaltung hier mit Netzspannung (240 V) arbeitet. Während des Betriebs wird es warm, aber ich wollte es sowieso nicht benutzen, deshalb ist es nur eine Lernhilfe für mich. Ich habe keine Ahnung, was der SOT-Teil mit der Bezeichnung "J6" ist und welche Art von Transistor es ist. Bitte helfen Sie mir herauszufinden, wie es funktioniert und was das "J6" sein könnte.

edit: R2 ist der LDR, die anderen Widerstände sind SMD-Widerstände und der Kondensator ist eine elektrolytische Kappe.

Das Board sieht so aus:

und ich habe den Schaltplan wie folgt gezeichnet:

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schaltplan erstellt mit CircuitLab}

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schaltplan erstellt mit CircuitLab}

Abbildung 1. Neuzeichnung des Reverse Engineering des OP.

• $I = \frac {240}{8k2 + 8k2+8k2} = 10~mA$
• Es ist nicht klar aus Ihrem Schaltplan, aber ich vermute, dass R2 der Lichtsensor ist - ein LDR. Wenn Licht wahrgenommen wird, fällt der Widerstand und Q2 schaltet sich ein. Dadurch wird der Gleichstrom an C1 auf Masse "umgeleitet" und die LEDs ausgeschaltet. Dies gibt dem Benutzer den Komfort, den Eindruck zu erwecken, dass das Gerät keine Energie verschwendet, wenn es tatsächlich mit konstanter Energie betrieben wird, ob es ein- oder ausgeschaltet ist. Es würde keinen Unterschied zum Stromverbrauch machen, wenn R1, 2 und Q2 weggelassen würden!
• $P = I^2R = (5m)^2 \cdot 8k2 = 205~mW$

Der Grund für die Verwendung eines verschwenderischen Nebenschlusses zum Ausschalten der LEDs anstelle einer Stromunterbrechung ist wahrscheinlich folgender: In den Betriebszuständen "Ein" und "Aus" wird das Geschäftsende mit niedrigen Spannungen betrieben, es müssen nur R3, R4, R5, D4 sein ausgelegt für hohe Spannungen.

Das ist ein bisschen gerissen: Wenn Sie versuchen, den Strom bei Tageslicht abzuschalten, um Strom zu sparen, muss der Transistor auf die maximale Netzspannung (350 V oder mehr) ausgelegt werden, was einige Kosten und (möglicherweise) mehr Sicherheitsbedenken mit sich bringt.

Die Suche nach "J6 SOT23-Transistor" ergibt den S9014 : einen vollkommen gewöhnlichen NPN-Transistor, der bei Vce <= 45 V und Ic = 100 mA ausgelegt ist.

Wenn eine der LEDs im offenen Stromkreis ausfällt, fällt der Transistor beim nächsten Dunkelwerden wahrscheinlich durch Überspannung aus, es sei denn, der Kondensator fällt zuerst aus.

Ich gehe davon aus, dass es getestet wurde und in diesem Fehlermodus kein Feuer auslöst - die tatsächliche Funktionalität und Reparatur sind angesichts des Preises kein Problem.

Die LEDs und D4 bilden einen einfachen Halbwellengleichrichter. Die Widerstände R3, R4 und R5 sorgen für die notwendige Strombegrenzung. C1 bietet eine sehr einfache Entkopplung. Wenn der LDR beleuchtet ist, ist sein Widerstand sehr niedrig und die Basis des Transistors Q1 erhält genügend Strom, um einzuschalten, was wahrscheinlich zu einer Sättigung führt. Dadurch werden die LEDs effektiv kurzgeschlossen und erlöschen. Wenn das Umgebungslicht ausfällt, ist der LDR hochohmig und die Basis von Q1 empfängt fast keinen Strom, wodurch es mehr wie eine Unterbrechung aussieht, sodass Strom durch die LEDs fließt.

Es ist interessant, dass die Widerstände und D4 immer noch Strom verschwenden, wenn die LEDs ausgeschaltet sind. Billig, billig, billig! Ich gehe davon aus, dass die Designer aus Gründen der Verlustleistung drei verschiedene Widerstände in Reihe anstatt nur einen verwendet haben, aber es könnte auch eine Kostensache sein.

Es gibt größere Spitzenströme zum Laden der Kappe als der durchschnittliche LED-Strom. Der Spitzen-LED-Strom wird durch den Gesamtwiderstand der Serie R definiert, bei der ESR und Spannungsabfall der LEDs vernachlässigt werden können

Die Kappe reduziert das Flimmern nur um 15% von 100%, was wir anhand des LED-ESR ermitteln können.

Vernachlässigen der LDR / NPN-Deaktivierungsschaltung, die wir haben;

240Vrms Halbwelle 50Hz Eingang.

Aus dem Foto geht hervor, dass die Last weiße LEDs mit einer Nennleistung von 75 mW und einem ESR = 1 / Pd = 13,3 +/-? mal 3 LEDs in Reihe, = 40 Ohm

Somit beträgt der Spitzenstrom 1,414 × 240 V / (3 × 8 k 2) = 14 mA

• und die Umwandlung von der Halbwellenspitze des Effektivwerts in das Gleichstromäquivalent ist root2 * rms / 2
• Somit wird der durchschnittliche LED-Strom Vrms / Rtotal oder 10 mA
• Wenn sich der Vf im Helligkeitsbereich von 10: 1 und 100 uF * 40 Ohm = 4 ms oder 25% des Leitungspulsstromintervalls nur um 10% ändert
• und unter Verwendung der halben Leistungsintensität anstelle von 10: 1 erwarten wir, dass der LED-Flimmerstrom näher an 15% Einschaltdauer liegt
• und der maximale Ladestrom 10x die durchschnittliche 10mA-Entladung.

• Eine größere Kappe würde das Flimmern verringern, dann aber die Kosten erhöhen, da die RMS-Welligkeitsstromwerte für kleine billige Kappen hoch sind.

• wir erwarten auch, dass die widerstände mit> 1500 V spitzenspannung überflammen und bei blitz in der nähe verbrennen