Принципиальная схема светодиодных ламп

Драйвер + таймер для светодиодной лампы, схема (BP2832A, CD4060)

Принципиальная схема простого драйвера для светодиодной лампы, питающейся о 220В, а также небольшое дополнение в виде таймера. Сейчас все моднее и моднее светодиодные лампы. И действительно есть преимущества.

В отличие от ЛДС совстроенным «балластом» они не только меньше жрут, но и, что особо важно, дольше живут. Хотя не все. Я бы разделил имеющиеся в продаже «светодиодки» на две группы «настоящие» и «поддельные». «Настоящие», на мой непросвещенный взгляд, это те, что со встроенным импульсным стабилизированным источником питания светодиодов, ну такие, как например, на рис.1.

А к «поддельным», опять же, на мой непросвещенный взгляд, отнесу такие, как на рис.2. То есть, простейшая и весьма уязвимая схема выпрямителя с конденсатором. К сожалению, по моему личному опыту, такие светодиодные лампы долго не живут. Хотя и починить их легче, — это признаю.

И что интересно, «поддельные» обычно спаяны на плате для «настоящих», но только используя некоторые дорожки, основная же часть платы пустая. В общем, «китайский колхоз».

Рис. 1. Схема импульсного драйвера для светодиодной лампы, выполнена на микросхеме BP2832A.

Рис. 2. Простейшая схема выпрямителя с конденсатором для питания светодиодной лампы.

«Настоящие» лампы интересны тем, что ими относительно легко управлять, потому что есть импульсный источник питания на микросхеме, которую можно блокировать.

В частности, в схеме на рисунке 1, можно выключить лампу, если замкнуть вывод 4 микросхемы ВР2832А на общий минус. При этом перестает работать генератор микросхемы, и схема перестает функционировать, светодиоды гаснут.

Принципиальная схема

На рисунке 3 показана схема с добавленной схемой таймера на 20 минут, сделанного на основе микросхемы CD4060. Этот таймер ограничивает время работы лампы. То есть, через 20 минут после включения лампа гаснет.

Чтобы её снова включить нужно сначала выключить питание лампы (выключить обычным выключателем) на несколько секунд, а потом снова включить. Счетчик D1 питается напряжением 12V.

Это напряжение получается при помощи параметрического стабилизатора, состоящего из резистора R2 и стабилитрона VD1 (на схеме пронумерованы только детали добавленные к схеме светодиодной лампы). Конденсатор С2 дополнительно сглаживает пульсации. В момент включения в электросеть появляется напряжение на С2, которым питается микросхема D1.

Это же напряжение, с помощью цепочки C1-R1 формирует импульс обнуления счетчика микросхемы D1, который поступает на её вывод 12. После этого на всех выходах счетчика D1, включая и выход D14, появляются логические нули. Нулевое напряжение поступает на затвор VT1. Он закрыт. И никак не влияет на работу схемы светодиодной лампы.

Поэтому светодиодная лампа горит.

Рис. 3. Схема сетевого импульсного драйвера для питания светодиодной лампы + таймер.

Так продолжается пока идет отсчет времени. Частота импульсов задающего генератора цепью C3-R3 установлена таким образом, что логическая единица на выводе 3 D1 появляется через 20 минут после обнуления счетчика. Как только единица появляется на выводе 3 D1 происходит две вещи.

Во-первых, единица через диод VD2 поступает на вход первого элемента мультивибратора микросхемы и срывает его генерацию, поэтому счетчик останавливается в этом состоянии и далее не считает. Во-вторых, единица с вывода 3 D1 поступает на затвор полевого транзистора VT1, который открывается и замыкает вывод 4 микросхемы ВР2832А на общий минус питания.

Это приводит к блокировке генератора этой микросхемы и она перестает работать. Питание на светодиоды не поступает и лампа гаснет. Чтобы снова включить лампу, нужно её сначала отключить от электросети (выключить) на некоторое время около 2-3 секунд или более.

При этом происходит разрядка конденсаторов, имеющихся в схеме. Затем, при включении питания появляется напряжение на С2, которым питается микросхема D1. Это же напряжение, с помощью цепочки C1-R1 формирует импульс обнуления счетчика микросхемы D1, который поступает на её вывод 12.

После этого на всех выходах счетчика D1, включая и выход D14, появляются логические нули. Нулевое напряжение поступает на затвор VT1. Он закрыт. И никак не влияет на работу схемы светодиодной лампы. Поэтому светодиодная лампа горит.

Таким образом, схема таймера запускается при включении лампы и ограничивает время горения до 20 минут. Но это время не обязательно должно быть именно 20 минут. Изменив емкость С3 и сопротивление R3 можно в очень широких пределах регулировать время горения лампы, от нескольких секунд до нескольких дней.

Послеслово

Данную схему таймера можно применить и к другой схеме «настоящей» светодиодной лампы, то есть, с импульсным генератором, потому что всегда у микросхемы — генератора есть тот самый вывод, подав логический ноль на который, можно её заблокировать. Нужно только его найти. Но на это есть справочные данные, так называемые, «дата-шиты».

Принципиальная схема светодиодных ламп

СХЕМА СВЕТОДИОДНОЙ ЛАМПЫ

Как ещё недавно лампы накаливания вытеснялись люминесцентными энергосберегающими, так сейчас последние, стали всё больше заменять на светодиодные. К преимуществам светодиодных ламп можно отнести: очень большой срок службы, светодиодные лампы имеют срок службы 50 тысяч часов. При использовании ламп в течении 5 часов в сутки их хватит как минимум на 15 лет. Светодиодные лампы ударопрочные и не содержат вредных для здоровья веществ. В светодиодных лампах отсутствует ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, а так-же отсутствует мерцание, что делает их абсолютно безвредными для глаз. И наконец, экономичность. Потребляемая мощность светодиодных ламп составляет 10 Вт. При этом световая отдача таких ламп сравнима с отдачей ламп накаливания мощностью 100 Вт.

Типовая схема питания выполняется по бестрансформаторному принципу и содержит ограничительный конденсатор и диодный мост.

Конденсатор 0.2 мкФ — балластный, его емкость выбрана такой, чтобы ток через светодиоды не превышал 25 мА. Основное назначение конденсатора 10 мкФ -сглаживать пульсации напряжения, выпрямленного мостом VD1-VD4. Резистор 1 к ограничивает ток через линейку светодиодов. Готовую лампу можно вставлять в стандартный патрон любого осветительного прибора.

Ещё одна разновидность схемы питания светодиодных ламп, была описана в одном из зарубежных журналов:

За границей, уже давно наловчились выпускать светодиодные лампы по стандартной схеме:

и всё больше заполняют ими наш рынок. Между прочим, ещё одним преимуществом этих ламп является термостойкость. Когда возникла необходимость поменять светильник в сауне выяснилось, что новый стоит около 100 уе! Как Вы догадались, проблема успешно была решена установкой светодиодной лампы.

Ну а как же мы? Недавно госкорпорация «Роснано» приняла проект по производству в России твердотельных светодиодов. Проект предполагает создание высокотехнологичного промышленного производства систем освещения нового поколения. Основой продукции станут полупроводниковые чипы нитрида галлия. Конечным продуктом станут светодиодные чипы, светодиодные лампы и осветительные системы, яркость которых сопоставима с лучшими мировыми аналогами. Комплекс по производству светодиодных чипов, ламп и светотехники разместится в Екатеринбурге. На полную производственную мощность компания должна выйти к 2013 году, По прогнозам, спрос на экономичные светодиодные лампы, в условиях роста тарифов на электроэнергию будет только расти.

Принципиальная схема светодиодных ламп

Ранее было рассмотрено устройство светодиодной лампы в целом. Теперь разберёмся с её электронной начинкой, которая в дешёвых лампах довольно незамысловата * .

* Устройство светодиодной лампы с маркировкой «КОСМОС A60 E27 7 Вт 3000 К 220 В / 50 Гц 0.054 А».

Схема электрическая принципиальная LED-лампы

В непосредственной близости от цоколя лампы установлена печатная плата, которая обеспечивает питание светодиодов. Сами светодиоды, как было сказано в предыдущей части статьи, расположены на отдельной алюминиевой печатной плате с высокой теплоотводящей способностью. Все светодиоды соединены последовательно, что вполне естественно с учётом того, что зависимость тока от напряжения у диодов крайне резкая и для обеспечения номинального режима работы требуется схема стабилизации тока. При последовательном соединении ток через все светодиоды будет одинаковым, что даёт возможность использовать единственную схему стабилизации.

Впрочем, как таковой, схемы стабилизации здесь нет. Есть достаточно примитивная схема мостового выпрямителя с емкостным балластом, которая обеспечивает стабильность тока лишь в той степени, в какой степени стабильны параметры тока в сети (такие как напряжение, частота, коэффициент гармоник).

Емкостной балласт образован двумя конденсаторами C1, C2, соединёнными параллельно. *
* Маркировку конденсаторов разглядеть не удалось, так как не было задачи полностью расковырять лампу и плата из лампы не вынималась. Но судя по измерениям, общая ёмкость C1 и C2 равна примерно 1.33 мкФ, так что, возможно, их ёмкости равны 1.0 и 0.33 мкФ.
Резистор R1 необходим для быстрой разрядки конденсаторов балласта при отключении питания (в целях безопасности лампы для пользователя).

Требуемый для питания светодиодов постоянный ток получают с помощью мостового выпрямителя DB1 типа MB105.

Электролитический конденсатор C3 сглаживает пульсации напряжения на выходе мостового выпрямителя DB1. Резисторы R2, R3 разряжают конденсатор при отключении питания. В данном случае установлены SMD резисторы; последовательное соединение увеличивает максимально допустимое общее напряжение. Используемый конденсатор имеет максимально допустимое напряжение 400 В, что значительно превышает напряжение, которое может быть на цепочке светодиодов в этой лампе. Использование конденсатора на меньшее напряжение позволило бы при том же объёме, получить большую ёмкость и лучшее сглаживание пульсаций. Однако, перестраховка не является излишней. Конструкция явно рассчитана на то, что светодиоды будут регулярно выгорать, потребляемый цепью светодиодов ток при этом резко падает, практически до нуля уменьшается падение напряжения на балласте и C3 заряжается почти до амплитудного значения напряжения в сети (310..350 В при действующем напряжении 220..250 В). Рассчитанный на меньшее напряжение электролитический конденсатор неминуемо взорвался бы, что вряд ли сильно обрадовало владельца лампы.

Смотрите так же:  Как диммировать ленту 220 вольт

На плате есть место под установку резистора последовательно с цепочкой светодиодов, но в данной лампе он не распаян.

Тип светодиодов, к сожалению, мне не известен. Зато можно провести небольшое дополнительное исследование с целью выявить их характеристики для дальнейшего анализа работы схемы.

Исследование вольтамперной характеристики LED

Для снятия вольтамперной характеристики воспользуемся простейшей схемой с регулируемым источником напряжения U, который подключается к исследуемому светодиоду LED через защитный токоограничительный резистор R. Напряжение на светодиоде измеряем вольтметром V, общий ток через светодиод и вольтметр измеряем миллиамперметром A. В процессе измерения предел измерения напряжения не переключается, значит внутренне сопротивление вольтметра также остаётся неизменным, что позволяет учесть ток через вольтметр внесением соответствующей поправки. Результаты измерения помещены в таблицу. *

* Температура воздуха в процессе измерений около 300 К (на самом деле немного ниже, но округлим до этой величины, так как имеет место разогрев кристалла проходящим током).

В точке #1 свечение светодиода отсутствует, в точке #2 появляется очень слабое свечение. Начиная с точки #3 свечение становится вполне отчётливым. В первых двух точках ток через светодиод крайне мал, он меньше или много меньше тока через вольтметр и не может быть измерен в этой установке с приемлемой точностью. Эти точки не будем учитывать при построении вольтамперной характеристики, однако они важны, так как позволяют оценить сопротивление вольтметра Rv (получается около 930 кОм в нашем случае). Тогда ток через светодиод в остальных точках может быть вычислен как Iled=I-V/Rv, где I, V — измеренные ток и напряжение соответственно.

Первое, что обращает на себя внимание в полученных результатах — очень высокое, порядка 13 В падение напряжения на светодиоде в прямом направлении (в режиме, предположительно близком к номинальному, т.е. при токах 10 мА — несколько десятков мА). Для одиночного светодиода следовало бы ожидать падения напряжения в районе 3 В, если это конечно не светодиод, работающий в области жёсткого ультрафиолета.

Очевидно, что на самом деле мы имеем дело не с одиночным светодиодом, а со сборкой из 4 последовательно соединённых светодиодов в одном SMD-корпусе. Это предположение подтверждается при наблюдении светоизлучающего элемента, когда через него проходит небольшой ток и яркость свечения невелика.

Несмотря на то, что SMD-элемент заполнен светорассеивающим пластиком, который не позволяет чётко видеть содержимое, хорошо видны 4 отдельных области излучения. Даже можно разглядеть соединяющие светодиоды проволочки. Для тех кто не может разглядеть, рядом помещена эта же фотография с прорисованными от руки светодиодами и соединительными проводниками.

Хотя светоизлучающий элемент оказался сборкой из четырёх последовательно соединённых LED, всё же будем рассматривать его при моделировании как единое целое, тем более что доступа к отдельным компонентам всё равно мы не имеем. Для моделирования воспользуемся простейшим вариантом SPICE-модели диода: последовательно соединённые идеальный диод D и резистор RS.

Вольтамперная характеристика идеального диода имеет вид: $$ i=\cdot \left(e^ <\frac <\cdot N>>-1\right). $$ Здесь VT — зависящий от температуры коэффициент: \( =kT/q=1.38\cdot 10^<-23>T/1.602\cdot 10^ <-19>\), k — постоянная Больцмана; q — элементарный заряд; T — температура p-n перехода в Кельвинах.
i — ток через идеальный диод; VD — напряжение на идеальном диоде; IS, N, а также сопротивление последовательно соединённого резистора RS — параметры модели, которые следует подобрать таким образом, чтобы вольтамперная характеристика модели была по возможности близка к экспериментально полученной.

В математическом пакете Scilab путём минимизации суммы квадратов относительных ошибок тока, рассчитанного для модели были, получены следующие значения параметров:
IS=2.65e-28;
N=7.2;
RS=65.
В таком случае используемая SPICE-модель будет следующей:
.MODEL COSMOSLED D (IS=2.65e-28 N=7.2 RS=65)

Вольтамперная характеристика светодиодного модуля в линейных и логарифмических координатах; экспериментальные точки изображены крестиками.

На начальном участке характеристики, до напряжения около 11 В зависимость тока от напряжения является очень резкой — экспоненциальной; для данного модуля происходит удвоение тока при увеличении напряжения примерно на 0.13 В на этом участке. Далее, при больших токах, всё в большей степени сказывается влияние последовательного сопротивления и характеристика приближается к линейной.

Описание работы схемы

Резкая зависимость тока через светодиод от напряжения на нём с другой стороны можно рассматривать как слабую зависимость напряжения от тока. При изменении тока в широких пределах, напряжение на одном элементе остаётся в пределах 13..14 В, значит напряжение на всей цепочке из 14 светодиодов в установившемся режиме составляет 180..200 В. Напряжение на светодиодах оказывается достаточно стабильным, а величина пульсаций небольшой. Анализ показывает, что размах пульсаций напряжения составляет около 10% от среднего напряжения, а значит амплитуда пульсаций напряжения на цепочке светодиодов имеет порядок 5%.

Мы видим, что напряжение на светодиодной цепи оказывается высоким, соизмеримым с амплитудой сетевого напряжения, что существенно влияет на работу емкостного балласта и требует обязательного учёта.

Анализ работы выпрямителя с емкостным балластом довольно громоздкий для того, чтобы разместить его тут. Поэтому он помещён в отдельную статью «Выпрямительный мост с емкостным балластом». Здесь приведём лишь полученные там основные выводы.

Будем использовать следующие обозначения: Ua — амплитуда сетевого напряжения; T — период колебаний напряжения в сети; f=1/T — частота; U — напряжение на нагрузке выпрямителя (в используемом приближении наличие пульсаций не учитывается, напряжение на нагрузке считаем постоянным).

Потребляемая мощность (среднее значение) $$ \bar p=4 f C U_0 (U_a-U_0). \tag <1>$$ Действующее значение потребляемого тока $$ \def \%#1% <\mbox <#1>\,> I_e=\pi f C U_a \sqrt<1-\frac<4t_>T-\frac 1 \pi \sin \frac<4\pi t_>T>, \tag <2>\\ t_=\frac T <2\pi>\%arcsin% \left( \frac <2U_0> -1 \right). $$ Ток через нагрузку $$ I_=4f C(U_a-U_0). \tag <3>$$ Относительное изменение тока нагрузки при изменении напряжения в сети $$ \varepsilon_=\frac<\varepsilon_><1-\frac>. \tag <4>$$

Схема имеет такое неприятное свойство, что относительное изменения тока в нагрузке всегда больше вызвавшего его относительного изменения напряжения сети. Если при малых напряжениях на нагрузке коэффициент превышения близок к 1, то с приближением U к Ua коэффициент может стать много больше 1. Например, для нашей лампы, если считать U=200 В, Ua=300 В, то изменение сетевого напряжения на 10% (довольно рядовая ситуация) вызовет изменение действующего тока через светодиоды на 30% (значительное изменение), что может привести к выходу за пределы допустимого диапазона токов.

Потребуется делать очень большой запас по току (невыгодно, нормальный источник питания обойдётся дешевле, чем светодиоды с большим запасом по допустимому току) или намеренно допустить возможность работы светодиодов на предельных и запредельных режимах, что будет иметь весьма очевидное влияние на надёжность изделия.

Впрочем, это не единственный недостаток. Все проблемы выпрямителя с конденсаторным балластом касаются и данной лампы, использующей эту схему. Например, схема весьма чувствительна к отклонению формы сетевого напряжения от «идеального синуса» и к наличию в сети высокочастотных помех. Реактивное сопротивление балласта обратно пропорционально частоте, а ток через него прямо пропорционален частоте колебаний. Так что высокочастотная составляющая спектра сетевого напряжения, даже при небольшой амплитуде, может привести к значительному росту потребляемого тока лампы и быстрому выходу её из строя. Причинами искажения формы сигнала и источниками высокочастотных помех могут быть мощные нелинейные потребители (мощные импульсные блоки питания без коррекции коэффициента мощности), мощные нестабильные потребители типа сварочных аппаратов, а также помехи возникают при коммутация мощных нагрузок, искрении контактов. Во всех этих случаях наша лампа, начисто лишённая каких-либо фильтров и других средств защиты от присутствующих в сети спектральных составляющих, с частотами выше основной, оказывается абсолютно беззащитной и срок службы при работе в реальной сети совершенно непредсказуем.

Однако, вернёмся к рассмотрению лампы, подключённой к идеальному источнику синусоидального напряжения.

Рассчитанная по формуле (1) средняя мощность для номинального напряжения сети 220 В (\(U_a=U_e\sqrt 2\)), указанного в маркировке, оказывается ближе к 6 Вт, нежели к заявленным 7 Вт. С другой стороны, с ростом напряжения в сети она быстро растёт и при 230 В расчётное значение уже равно 7 Вт.

Потребляемый от сети ток, указанный в маркировке лампы, с хорошей точностью соответствует действующему значению, которое можно рассчитать по формуле (2). Видим, что потребляемая мощность не равна произведению действующего значения тока и действующего напряжения в сети. Это обусловлено тем, что данная лампа является нелинейным потребителем, а кроме того, имеет реактивную составляющую потребляемого тока.

Расчёт по формуле (3) тока нагрузки даёт значение порядка 30 мА. Однако, на самом деле, ток нагрузки является пульсирующим и размах пульсаций очень велик, в отличие от пульсаций напряжения на нагрузке. Связано это с тем, что как уже неоднократно говорилось ранее, зависимость тока через светодиод от напряжения на нём очень резкая. Поэтому, сравнительно малые пульсации напряжения на светодиодах приводят к огромным пульсациям тока (или наоборот, даже значительные пульсации тока не приводят к существенному изменению напряжения на светодиоде).

Вот что показывает численный анализ цепи с использованием модели светодиода, полученной нами при изучении его вольтамперной характеристики. Как видим, в целом графики соответствуют результатам теоретического анализа выпрямителя с балластом.

Используемые на графиках обозначения:
v(V1) — напряжение сети;
v(C) — напряжение на конденсаторе;
v(bridge_in) — напряжение на входе выпрямительного моста;
i(C) — ток через балласт;
v(LEDs) — напряжение на цепочке последовательно соединённых светодиодов;
i(LED) — ток светодиодов.

Смотрите так же:  Двухклавишный выключатель схема подключения люстры

Характер нагрузки и недостаточная ёмкость сглаживающего конденсатора приводят к тому, что ток в точках максимума отличается от тока в точках минимума почти в 4 раза, он колеблется в пределах от примерно 12 до 45 мА (при этом действующее значение тока нагрузки примерно равно 30 мА). В результате свет от лампы сильно мерцает, частота мерцания вдвое больше частоты сети и равна 100 Гц. Сильно выраженное мерцание приводит к быстрому утомлению при использовании этих ламп для освещения (на частоте 100 Гц мерцание замечают не все люди, но многие, а утомление возникает даже у тех, кто мерцания не замечает). Опасны эти лампы также из-за стробоскопического эффекта, из-за которого вращающиеся детали инструментов и станков воспринимаются как неподвижные или медленно поворачивающиеся при определённых соотношениях частоты вращения и частоты мерцания. Проявляется подобный эффект не только на производствах или при работе с домашним электроинструментом, но в совершенно бытовых ситуациях, когда любой быстро движущийся предмет оставляет за собой «пунктирный след», что безопасно, но очень раздражает.

В таком виде как она есть, лампа совершенно непригодная для использования (даже в идеальной питающей сети). Без изменения самой схемы исправить ситуацию не представляется возможным. Так, чтобы уменьшить размах пульсаций тока через светодиоды до уровня около 10% (от среднего значения тока) за счёт сглаживающего конденсатора, его ёмкость нужно увеличить примерно в 15 раз, до значения порядка 68 мкФ. Конденсатор такой ёмкости, рассчитанный на напряжение 400 В (должен быть рассчитан на высокое напряжение по названным выше причинам) имеет довольно крупные размеры и просто не поместится в имеющемся в лампе пространстве. С другой стороны, конденсатор ёмкостью 22 мкФ уместить в лампочке можно было бы, это уменьшило бы размах пульсаций до уровня 30% — не идеальный показатель, но гораздо лучше того, что мы имеем. Почему производитель не сделал этого, можно объяснить только чрезмерной жадностью.

Ремонт светодиодной лампы

Наиболее частая неисправность подобных LED-ламп — это выход из строя одного из светодиодов (с обрывом цепи; пробой с коротким замыканием светодиода внешне будет практически незаметен). При последовательном соединении это приводит к полной неработоспособности лампы. С учётом качества лампы и её цены, лучшее решение — выкинуть неисправную лампу или использовать для занимательных опытов, а ещё лучше не покупать её изначально.

Если же есть жгучее желание починить, то следует аккуратно разобрать лампу, как сказано в первой части статьи. После чего нужно лишь припаять параллельно неисправному светодиоду проволочную перемычку, сам светодиод можно оставить на месте (паять не очень легко из-за высокой теплопроводности алюминиевой подложки, на которой светодиоды размещены). При этом исключение из схемы 1..2 светодиодов при общем их количестве 14 штук приведёт к увеличению тока, эквивалентному тому, что вызовет повышение сетевого напряжения на 7..15% соответственно. Для рассматриваемой лампы это означает увеличение тока светодиодов на 20..45%

Поэтому желательно подвергнуть лампу более глубокой разборке, со снятием платы светодиодов и распаять дополнительный резистор, который нужно включить последовательно со светодиодами. Его можно распаять на зарезервированном месте на плате питания или просто впаять в разрыв любого провода, ведущего к плате со светодиодами. Для данной лампы КОСМОС. сопротивление резистора при закорачивании одного светодиода должно быть около 330 Ом, мощность 0.5 или 1 Вт (лучше с запасом для уменьшения рабочей температуры). Если из схемы исключены 2 светодиода, то это уже будет резистор 680 Ом мощностью 1 или 2 Вт.

Совсем хорошо было бы заменить сглаживающий конденсатор на другой, рассчитанный на напряжение 400 В и насколько только возможно большей ёмкости, какой только удастся разместить в имеющемся свободном пространстве лампы. Можно использовать несколько параллельно соединённых, если это позволит полнее использовать свободный объём.

Заодно можно проверить качество нанесения теплопроводящей пасты и при необходимости нанести нужное её количество.

С другой стороны, можно просто припаять перемычку к неисправному светодиоду, а остальные шаги пропустить, если считаете, что подобная лампа не стоит таких трудов. Не следует, правда, ждать, что лампа после упрощённого ремонта прослужит долго. С третьей стороны, самый трудоёмкий процесс — разделить корпус лампы на части, и если это сделано, есть смысл довести изделие до ума.

Теперь осталось склеить корпус лампы и можно пользоваться ей ещё некоторое время. Проклеивать лучше не по всему периметру, а в нескольких точках — вдруг ещё понадобится разбирать?

Светодиодная лампа

В настоящее время появилась новая проблема — сбережение электроэнергии. Для решения этой проблемы все большее число фирм производит люминесцентные энергосберегающие лампы, имеющие цоколь типоразмера Е27 и Е14. Потребление энергии этими лампами, несомненно, гораздо меньше, чем обычными лампами накаливания. Также заявленный срок службы составляет примерно 4000 часов, т.е. примерно в 4 раза превосходит срок службы обыкновенной лампы. При всех этих преимуществах в данной лампе есть и недостаток, такой как высокая цена. В этих лампах используется специальный электронный балласт, но, как правило, он выходит из строя чрезвычайно редко, а вот нити люминесцентной лампы перегорают достаточно быстро, часто не проработав даже гарантированного срока службы, из-за чего их ремонт практически невозможен. Однако сейчас появились светодиоды повышенной яркости, которые также можно использовать для освещения. Срок службы современных светодиодов составляет примерно 50000 часов, это почти 6 лет непрерывной работы.
Предлагаемая вашему вниманию светодиодная лампа специально разрабатывалась для освещения и питания от сети переменного тока напряжением 220 В.

Схема данной лампы, представленная на рис. 1, достаточно проста, и не нуждается в наладке. Отличительной особенностью представленной лампы является применение широкоугольных светодиодов, благодаря чему получается равномерное и яркое освещение по всей площади. Также к достоинствам данной лампы можно отнести очень малое энергопотребление (примерно 2 Вт) и высокий КПД.
Основными элементами схемы являются светоизлучающие диоды (25 штук) белого спектра излучения, повышенной яркости. В качестве диодов HL1. HL25 лучше использовать широкоугольные (160°) светодиоды типа 5WW4SC. Их можно заменить любыми другими широкоугольными светодиодами с прямым напряжением 3,2. 3,7 В и током 20 мА.
Для питания светодиодов используется схема бестрансформаторного блока питания, состоящая из гасящего конденсатора С1, разрядного резистора R1, диодного моста VD1. VD4, сглаживающего конденсатора С2 и ограничительного резистора R2. Переменное напряжение сети гасится цепью R1, С1, R2. Конденсатор С2 должен быть рассчитан на рабочее напряжение не менее 250 В. Далее пониженное напряжение поступает на выпрямляющий диодный мост, и после емкостного фильтра (С2) постоянное напряжение поступает на последовательно соединенные светодиоды HL1. HL25. При использовании в схеме 37-и светодиодов можно исключить резистор R2.
Также была предусмотрена схема защиты светодиодов от повышенного сетевого напряжения и от его бросков. Она построена на предохранителе F1 и варисторе RU1. Варистор (полупроводниковый резистор) имеет симметричную вольт-амперную характеристику, благодаря которой может использоваться в цепях переменного тока в качестве регулирующего элемента. При повышении напряжения сети сопротивление варистора уменьшается, а ток, протекающий через него, увеличивается, вследствие чего предохранитель F1 перегорает, и вся остальная дорогостоящая схема остается работоспособной. В качестве варистора RU1 можно использовать TVR 05 361 или FNR 05 361. Из-за отсутствия предохранителя с меньшим током перегорания пришлось установить на 80 мА, хотя желательно использовать предохранитель на 40 мА.n
Все элементы схемы монтируются на фольгированном стеклотекстолите. Светодиоды располагаются по кругу в три ряда. В качестве корпуса лучше всего подходят цоколи (Е14, Е27) от энергосберегающих ламп. Все детали очень хорошо помещаются внутри данного корпуса. Зафиксировать плату в корпусе лучше всего с помощью термоклея.
Собранная лампа представлена на рис. 2.

Внимание!
При сборке данной схемы и ее апробировании необходимо быть очень осторожным, т.к. схема не имеет гальванической развязки с сетью переменного тока!

Евгений Переверзев
Краснодарский край, г. Кропоткин

Светодиодная ASD лампа LED-A60 220v 11w — схема и устройство

Светодиодная лампа ASD LED-A60 220v 11w «честно» светит на 90-100 «накальных» Ватт или на 20-26 Вт «энергосберегающих КХЛ». Это субъективный, но проверенный на практике отзыв на эту лампу ASD. Цвет белый – 4000K, освещенность 900 Лм.

Вместо предохранителя F1 на плате драйвера установлен резистор 20 Ом. C1 и C8 включены параллельно, емкость каждого 4,7мкФ на 400 В. R2 и R4 по 300 кОм; R5 – 1,6 кОм; R9 – 150 кОм; C6 – 4,7х50 вольт; R6 – 3 Ом; R7 – 3,6 Ом; D1 – ES1J; C2 – 1,0х400в; L2 – EE10, индуктивность 3,6mH. Микросхема-драйвер светодиодов U1 – SRZY1413H, информации в интернете не нашел, сконфигурирована с неизолированной топологией на напряжение питающей сети 220-240 вольт, высоковольтный MOSFET ключ встроен в чип, выходной ток устанавливается резисторами R6+R7. Такие микросхемы, как правило, имеют несколько защит, достаточно высокую стабильность, широкий диапазон рабочих температур, типовой КПД порядка 90%. Потребляемая лампой мощность 11 Вт.

Печатная плата драйвера в корпусе лампы была закреплена герметиком. При снятии герметика R2 был поврежден и восстановить работоспособность схемы удалось припайкой резистора МЛТ-0,25 номиналом 560 кОм вместо двух последовательно включенных R2 и R4.

Напряжение на двух параллельно включенных цепочках (по 12 последовательно включенных светодиодов каждая) составляет 72 вольта, ток 110 мА при напряжении сети переменного тока 230 В. Получается, что через каждый чип светодиода протекает ток 55 мА при напряжении на нем 6 Вольт. На плате со светодиодами надпись: S17-A60-2835-24(12×2).

Похоже, что в каждом smd корпусе светодиода ASD led лампы размещены два последовательно включенных кристалла 2835.

SMD 2835 — сравнительно новые светодиоды в хорошо известном корпусе размером 2,8 на 3,5 мм, специально разработанные для осветительных приборов (светильники, прожекторы, фонари, транспорт). Производители характеризуют эти светодиоды устойчивостью к климатическим и вибрационным воздействиям, стабильностью характеристик, качественным исполнением, что увеличивает срок службы изделий с их использованием.

Смотрите так же:  220 вольт казань каталог товаров казань

При максимальном рабочем токе 180 мА световой поток светодиода led smd 2835 составляет (в зависимости от цветовой температуры) 45 — 55 люмен, прямое напряжение на диоде 2,9 – 3,3 вольта. Импульсный ток 400 мА.

Потребляемая мощность светодиодной матрицы ASD лампы 72V x 110mA = 7,92W, оставшиеся 3W – потери в драйвере (КПД

0,73). Это если верить показаниям дешевого китайского цифрового тестера.

Светодиоды припаяны к тонкой печатной плате, приклеенной к алюминиевой пластине, которая прикручивается к покрытому пластиком дюралюминиевому радиатору с применением термо-пасты.

Плафон лампы LED-A60 220v 11w изготовлен из матового пластика и значительно увеличивает угол рассеивания светового потока светодиодов.

Производитель лампы декларирует срок службы лампы 30 000 часов (27 лет при ее работе 3 часа в день) и гарантию 3 года. Магазин дает гарантию только на 1 год. Световой поток за 3000 часов работы деградирует не более чем на 4%.

Своими руками — Как сделать самому

Как сделать что-то самому, своими руками — сайт домашнего мастера

Диммер для светодиодных ламп своими руками – схемы и устройство

ОТЛИЧНЫЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ МАСТЕРОВ И РУКОДЕЛИЯ И ВСЕ ДЛЯ САДА, ДОМА И ДАЧИ БУКВАЛЬНО ДАРОМ — УБЕДИТЕСЬ САМИ. ЕСТЬ ОТЗЫВЫ.

Диммер для светодиодов – подключение и устройство, схемы

Светодиодные лампы, гирлянды, ленты сегодня очень популярны. Однако из соображений дополнительного энергосбережения у многих возникают вопросы по их подключению с возможностью регулировки яркости — например, с помощью диммера.

Светодиодные лампы, гирлянды, ленты сегодня очень популярны. Однако из соображений дополнительного энергосбережения у многих возникают вопросы по их подключению с возможностью регулировки яркости — например, с помощью диммера.

Благодаря своей экономичности, интенсивному свечению и малому потреблению электроэнергии светодиодные лампы нашли широкое применение как в промышленности, так и в быту. В отличие от ламп дневного света и так называемых энергосберегающих светодиодные лампы не содержат токсичной ртути, которая попадает в окружающую среду при малейших механических повреждениях корпуса лампы. Поэтому светодиодные лампы являются оптимальными источниками освещения для квартир, детских садов, школ, крытых спортивных площадок.

Способы регулировки яркости светодиодных ламп

Иногда яркость светодиодных ламп оказывается избыточной, и ею приходится каким-то образом управлять. Для регулировки яркости используются диммеры, которые представлены двумя разновидностями: одни изменяют напряжение и, соответственно, ток через нагрузку, а другие модели за счёт широтно- импульсной модуляции (ШИМ) регулируют интервалы включения и отключения нагрузки, то есть светодиода. Длительность периода следования импульсов остаётся при этом постоянной (рис. 1).

ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ДОМА И САДА, РУКОДЕЛИЯ И ПР. ЦЕНЫ ОЧЕНЬ НИЗКИЕ

Диммеры, функционирующие по принципу изменения напряжения на нагрузке, — устройства довольно громоздкие и дорогие. Кроме того, они малопригодны для низковольтных светодиодных ламп или лент, рассчитанных на напряжение 12-24 В, поскольку в зависимости от конструкции такие лампы (ленты) включаются при напряжении 9 и 18 В соответственно.

Диммеры на основе ШИМ очень компактны и эффективны. Их легко реализовать на микроконтроллерах, снабдив устройство дополнительными функциями. К сожалению, при отказе микроконтроллерного устройства отремонтировать его практически невозможно: простая замена ; микроконтроллера ничего не исправит, поскольку он содержит управляющую программу, разработанную производителем устройства и представляющую коммерческую тайну.

Вместе с тем при отказе микроконтроллерного диммера его довольно легко заменить самодельным, поскольку широтно-импульсное управление несложно реализовать на цифровых микросхемах малой степени интеграции. Эти микросхемы совсем недорогие, а собранные на них конструкции доступны для повторения даже новичкам, только начавшим освоение электроники.

Аналого-цифровой диммер

Самый простой по конструкции — диммер, выполненный на интегральном таймере NE555. Этот таймер был создан почти 45 лет тому назад инженером компании Signetics Гансом Камензиндом. В таймере объединены аналоговая и цифровая части. Аналоговая представлена двумя компараторами, цифровая — RS-триггером, который можно считать элементарной ячейкой памяти и инвертором. Благодаря столь замечательному союзу аналоговой и цифровой электроники возникло совершенно уникальное устройство, на основе которого можно построить импульсные преобразователи, широтно-импульсные модуляторы, таймеры, генераторы. Добавим, что таймер не критичен к напряжению питания и стабильно работает в диапазоне от 3 до 18 В, обеспечивая выходной ток до 0,2 А. То есть к выходу таймера напрямую можно подключить реле, тем самым ещё больше упростив конструкцию,

Принципиальная схема устройства

Рассмотрим схему, предназначенную для управления светодиодными лампами (рис. 2).

Длительность периода колебаний задается генератором, выполненным на резисторе R1 и конденсаторе С1. Разряд и заряд конденсатора С1 происходит по разным цепям, разделенным диодами VD1 и VD2. Если перемещать ползунок резистора R1 вверх, уменьшится длительность разряда и увеличится время заряда конденсатора С1. А это значит, что при изменении положения движка резистора R1 будет меняться только скважность импульсов на выходе 3 таймера DA1 и, соответственно, интервал между включением и отключением нагрузки.

Поскольку максимальный ток на выходе микросхемы NE555 не превышает 0,2 А, управлять мощной нагрузкой, которой являются светодиодные лампы (ленты) следует через усилитель мощности, выполненный на полевом транзисторе.

В данной конструкции использован полевой транзистор с индуцированным каналом п-типа, например 2SK1505, 2SK1946, или любой другой с допустимым прямым током нагрузки, в 1,5-2 раза превышающим максимальный суммарный ток нагрузки, подключенной к диммеру.

Транзистор следует установить на теплоотвод, если мощность нагрузки превышает 1 А. Площадь теплоотвода должна соответствовать мощности, рассеиваемой на транзисторе.

При обращении с полевым транзистором следует иметь в виду, что он весьма чувствителен к статическому электричеству. Даже слабого статического разряда бывает достаточно, чтобы необратимо испортить транзистор. Поэтому перед монтажом все электроды полевого транзистора следует закоротить, например, алюминиевой фольгой (фото 1) или оголённым медным проводом.

Монтаж и сборка диммера своими руками

Монтаж диммера удобно выполнять на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита размерами 35 х 50 мм. Разводка печатных проводников и схема монтажа компонентов представлены на рис. 4 и 5 соответственно.

Сборку устройства целесообразно производить в такой последовательности. Сначала установите разъём

для подключения внешних цепей и резисторы, затем — конденсаторы, диоды, микросхему и последним припаяйте полевой транзистор. После пайки обязательно удалите перемычку с выводов транзистора, иначе собранное устройство сгорит при первом же подключении! Внешний вид смонтированного диммера показан на фото 2 и 3.

Диммер можно разместить в подходящем пластмассовом корпусе, например в мыльнице, просверлив отверстия для подвода кабеля и под переменный резистор R1.

При перемещении движка переменного резистора скважность импульсов меняется от 5 до 100 %, а освещённость — почти в 20 раз (фото 4).

Применение диммеров

Собранный диммер можно использовать для регулировки освещенности рабочего места, например, в домашней мастерской. Известно, что яркий свет при длительной работе утомляет зрение.

Еще один вариант применения диммера — это система аварийного освещения. При работе от автономного источника питания — аккумулятора — ресурс работы системы аварийного освещения существенно увеличится за счет снижения яркости светодиодных ламп.

И, наконец, диммер можно подключить к полноцветным RGB-лампам или RGB-лентам для синтеза цвета. Правда, диммеры потребуется изготовить в трех экземплярах — по одному на красный, зелёный и синий каналы. Таким образом, регулируя яркость в каждом канале, вы без труда установите любой желаемый цвет или оттенок. Подобная замена может пригодиться в случае отказа штатного контроллера, входящего в комплект светодиодных ламп или лент, поскольку приобрести отдельно от комплекта этот контроллер бывает весьма затруднительно.

Диммер для светодиодных лам: схемы – фото

Рис. 1.При широтно-импульсной модуляции остаются неизменными амплитуда и период следования (повторения) импульсов, меняется лишь длительность импульса.

Рис. 2. Принципиальная схема диммера на микросхеме NE555 с усилителем мощности на полевом транзисторе.

Рис. 3. Схема разводки печатных проводников на монтажной плате.

Рис. 4. Схема расположения элементов на печатной плате.

1. Перед монтажом выводы полевого транзистора следует закоротить — во избежание пробоя статическим электричеством.

2-3. Внешний вид собранного диммера с регулировкой переменным резистором.

4. Собранный диммер обеспечивает регулировку яркости светодиода до 20 раз!

Похожие статьи:

  • Электрическая варочная панель 220 вольт Подключение варочной панели Фолклиг от Икеа на 380В Уважаемые форумчане, Здравствуйте! Не кидайте камней, поиском пользовался знакомых опрашивал. Задача в следующем: дом новостройка - ввод в квартиру 380, соответственно на кухню к […]
  • Как подключить трёхфазный электродвигатель на две фазы Как подключить трехфазный двигатель к двум фазам. Группа: Участники Сообщений: 1 Ну, и почему так категорично? А я вот, думаю, что - можно. Двигатель и на 2-х фазах крутиться будет. А с псевдо-фазой, мне кажется – т.б. Как подключать: […]
  • Схема электронного полива Устройство автоматического полива - схема Устройство для автоматического полива представляет собой электронное реле на транзисторе VT1, база и эмиттер которого соединены с пластинами из токопроводящего материала, воткнутыми в почву на […]
  • Реле переменного тока 220 в Реле МК2Р (АС 220 В) Реле МК2Р (АС 220 В) предназначено для защиты от перегрузок сети и коротких замыканий в жилых и промышленных помещениях. Область применения Реле переменного тока широко используется для контроля работы двигателя, […]
  • 3 фазная сеть заземление Начинающим электрикам о заземлении Что здесь есть: Сколькими усадьбами владеет премьер-министр Медведев? Узнайте из расследования Фонда по борьбе с коррупцией. Вот видеоверсия. А здесь текстовый вариант. Заземление в сетях с […]
  • Заземление в электротехнике это Что такое сопротивление заземления Заземляющее устройство обладает сопротивлением. Сопротивление заземления состоит из сопротивления, которое оказывает земля проходящему току (сопротивление растеканию), сопротивления заземляющих проводов […]