Akva-tehnik.ru

Отделка дома своими руками
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Источники питания для светодиодных светильников — расчет и схемы

Разработка источников питания для уличного светодиодного освещения

В статье рассмотрен пример построения однокаскадного источника питания для уличных светодиодных светильников общего назначения. Этот импульсный преобразователь напряжения, построенный по топологии SEPIC на базе микросхемы UCC28810 компании Texas Instruments, предназначен для применения в составе уличного светильника. Его максимальная выходная мощность около 80 Вт. Он вырабатывает стабильный выходной ток 350 мА и питается от сети переменного тока с номинальным напряжением 220 В.
В данном материале описан один из возможных подходов к вопросу питания светодиодных источников света общего назначения. Источник такого типа часто называют светодиодной лампой или светодиодным светильником.

Уникальность – в универсальности: светодиодные драйверы MEAN WELL семейства SLD

К такому источнику предъявляется ряд требований. Чаще других применяют следующие: непосредственное питание светодиодов, минимальная себестоимость источника, совместимость с питающими сетями, защита от аварийных режимов работы. Данный список может быть расширен, однако, перечисленные требования применимы в большинстве случаев. Рассмотрим эти требования подробнее.

Непосредственное питание светодиодов. Для источника питания полезной нагрузкой является массив светодиодов. Как известно, светодиоды обладают относительно низким дифференциальным сопротивлением, или, как иногда говорят, жесткой вольтамперной характеристикой. Питать их рекомендуется от источника постоянного тока. Ток должен быть стабилен, и источник должен иметь соответствующую максимальную мощность или максимальное выходное напряжение. Такой источник может питать светодиоды при непосредственном подключении без применения какого-либо пассивного, активного или реактивного балласта.

Минимальная себестоимость источника. Это требование очевидно. Отметим, что одной из слабых сторон современных светодиодных светильников является их относительно высокая себестоимость, поэтому, производители стремятся снизить ее всеми доступными средствами, в том числе, снижая стоимость источника питания.

Совместимость с питающими сетями. Как известно, имеющиеся электрические сети наиболее эффективны при использовании с резистивной нагрузкой. Например, электронагревательные приборы, лампы накаливания. Другие типы нагрузки, такие как электронное оборудование, газоразрядные лампы, требуют применения специальных источников питания. Одной из основных характеристик источника, наравне с максимальной выходной мощностью и КПД, является коэффициент мощности. Фактически этот коэффициент показывает степень подобия потребителя обычному резистору с точки зрения поставщика электроэнергии. Коэффициент мощности, равный единице, означает, что поставщик энергии не отличит данного потребителя от обычной резистивной нагрузки, например, лампы накаливания.

Защита от аварийных режимов. Такое требование применимо практически к любым источникам питания. Однако в нашем случае оно имеет определенную специфику. Обычно предполагается, что источник питания может работать на холостом ходу и на нагрузку до максимального допустимого тока включительно. Источник надо защищать теми или иными средствами от работы на низкоомную нагрузку и от работы на короткое замыкание. Особенность источника с токовым выходом состоит в том, что он может работать относительно безболезненно на короткое замыкание и на нагрузку с импедансом до максимально допустимого значения. От работы на высокоомную нагрузку и от обрыва нагрузки такой источник также надо защищать. Действительно, источник тока с обрывом в цепи нагрузки должен выработать бесконечно большую мощность, чтобы поддерживать заданный ток при неограниченно высоком напряжении на выходе. Что, очевидно, невозможно и приведет к той или иной аварии в системе питания, если только не применены специальные средства защиты, ограничивающие выходное напряжение источника и, следовательно, его мощность в аварийном режиме.

Топология источника питания

Как обычно, при построении источника питания одной из первых решается задача выбора архитектуры устройства. Поскольку перед разработчиком стоит сразу несколько задач, логично выбрать архитектуру с несколькими этапами преобразования энергии и распределить решаемые задачи по отдельным каскадам. Один из наиболее распространенных подходов предполагает использование двух силовых контуров (рис. 1).

Рис. 1. Структура двухкаскадного преобразователя

Первый силовой контур обеспечивает повышение напряжения выше мгновенного входного напряжения, при этом на него возложена функция корректора коэффициента мощности (ККМ). ККМ охвачен отрицательной обратной связью (ООС) по напряжению. Дополнительно реализована защита от перенапряжения, которая отключает повышающий преобразователь, если напряжение на его выходе достигло максимального разрешенного уровня. Напряжение после ККМ фильтруется на главном и практически единственном накопительном конденсаторе большой емкости. Далее высокое постоянное напряжение подается на понижающий преобразователь. Особенность этого преобразователя — его обратная связь. Благодаря ООС по току, а не по напряжению, как в большинстве преобразователей, он стабилизирует на своем выходе именно ток, которым питаются светодиоды.

Читайте так же:
Как подключить реле времени: циклическое, механическое и электронное

Такая архитектура двухкаскадного источника питания с корректором коэффициента мощности и токовым выходом хорошо известна, часто и успешно применяется. При ряде положительных свойств она обладает относительной сложностью, так как содержит два силовых каскада. Второй ее недостаток — относительно низкий КПД, так при типичном КПД каждого каскада 90% результирующий КПД устройства составит только 81%, что не всегда приемлемо.

Альтернативную архитектуру однокаскадного корректора коэффициента мощности с токовым выходом рассмотрим на практическом примере.

Пример построения источника питания для светодиодных светильников общего назначения

Рассмотрим источник питания для уличного светодиодного светильника на примере проекта PMP3976. Принципиальная схема источника приведена на рисунке 2.

Рис. 2. Электрическая схема источника питания для уличного светодиодного светильника

Как следует из названия, этот источник питания предназначен для применения в составе уличного светильника. Его максимальная выходная мощность около 80 Вт. Он вырабатывает стабильный выходной ток 350 мА и питается от сети переменного тока с номинальным напряжением 220 В. Как видно из схемы, это импульсный преобразователь напряжения, он построен по топологии SEPIC и, следовательно, не имеет гальванической изоляции между входом и выходом. Это вполне допустимо для уличных светильников, но требует исключительной осторожности при лабораторных испытаниях. Несмотря на очевидную простоту схемы, данный источник содержит корректор коэффициента мощности. Его работа видна на рисунке 3, где представлены следующие эпюры: входное синусоидальное напряжение питания источника и почти синусоидальный потребляемый ток.

Рис. 3. Входное напряжение и потребляемый ток

Как видно из рисунка, форма тока несколько отличается от идеальной синусоиды, поэтому коэффициент мощности меньше единицы, что, впрочем, характерно для любого реального корректора коэффициента мощности. В таблице 1 приведены результаты лабораторных испытаний, которые проводились в диапазоне входных напряжений и при фиксированной нагрузке.

Построение импульсных источников питания для светодиодных светильников Часть 2

В настоящее время существует множество микросхем для управления ККМ, выпускаемых различными производителями. Среди них такие именитые фирмы как Texas Instruments, STMicroelectronics, Fairchild Semiconductor.
Компанией STMicroelectronics выпускается линейка микросхем для построения корректоров мощности: L6561, L6562 и L6563 (табл. 1). Эти микросхемы предназначены для реализации корректоров мощности, работающих в режиме TM для мощностей преобразования не более 300 Вт.

Таблица 1. Микросхемы корректоров коэффициента мощности

Наименование

Uпит., В

Ток включения, мкА

Iпотр. в активном режиме, мА

Iпотр. в ждущем режиме, мА

Выходной ток смещения, мкА

Время нарастания тока силового ключа, нс

Время спада тока силового ключа, нс

Отличительные особенности микросхем L6561/2/3:

На основе линейки микросхем L656x можно строить недорогие, эффективные реализации корректоров. Дополнительным плюсом является возможность построения интерфейса между DC/DC-преобразователем и ККМ. Реализация такой связки даёт возможность управления преобразователем (если он поддерживает такую возможность), например, при возникновении неблагоприятных внешних условий (перегрев, перенапряжение) можно отключить преобразователь. С другой стороны, преобразователь тоже может инициировать включение и выключение микросхемы. Встроенный драйвер позволяет управлять мощными MOSFET- или IGBT-транзисторами.

Схема корректора мощности на микросхемах L656x

Рис. 6. Схема корректора мощности на микросхемах L656x.

Микросхемы L656x снабжены специальными цепями, понижающими проводимость искажений входного тока, возникающих при достижении входным напряжением нулевого значения. Основная причина этих помех — «мертвая зона», возникающая при работе диодного моста, когда все четыре диода оказываются закрытыми. Пара диодов, работающих на положительную полуволну, оказываются закрытыми из-за смены полярности питающего напряжения, а другая пара еще не успела открыться из-за собственной барьерной емкости. Этот эффект усиливается при наличии фильтрующего конденсатора, расположенного за диодным мостом, который, при смене полярности питания, сохраняет некоторое остаточное напряжение, не позволяющее диодам вовремя открываться. Таким образом, очевидно, что ток в эти моменты не протекает, его форма искажается. Применение новых контроллеров ККМ позволяет в значительной степени сократить время «мертвой зоны», уменьшая тем самым искажения. Микросхемы совместимы друг с другом по выводам.

Наряду c применением контроллеров серии L656x в качестве корректора мощности, благодаря высокому быстродействию и низкой потребляемой мощности микросхемы могут успешно использоваться для реализации конвертеров обратноходового типа. Пример реализации схемотехнического решения, расчета и применения такого преобразователя можно посмотреть здесь . В этом приложении описан принцип построения преобразователя на примере микросхемы L6561, приведено подробное описание этой микросхемы и три возможных реализации схемы обратноходового (Fly-back) преобразователя на микросхемах серии L656x. Схема наиболее интересного, на мой взгляд, варианта реализации вышеописанного преобразователя представлена на рис. 7. Она взята из приложения AN1060. Как видно из рисунка, схема мало чем отличается от подобных реализаций на «обычных» ШИМ — контроллерах, например, серии UC3842 или подобных. Отсутствует высоковольтная емкость входного выпрямителя, как и в случае классической схемы корректора мощности. Схема обратной связи собрана на микросхеме TSM101, которая имеет в составе источник опорного напряжения и два раздельных канала стабилизации, в рассматриваемой схеме задействованы оба канала для стабилизации напряжения и тока. Если ток на выходе преобразователя не превышает 2А, стабилизируется напряжение, если ток достигает 2А, преобразователь переходит в режим стабилизации тока. Выход микросхемы TSM101 через опторазвязку на 4N35 соединяется со входом усилителя рассогласования микросхемы L6561 (вывод 1), на элементах, включенных между входом и выходом ОУ (выводы 1 и 2) реализована цепь коррекции обратной связи. Делитель, соединенный с входом MUL (вывод 3) задает максимальное значение тока, проходящее через силовой ключ, по сути он задает величину падения напряжения на резисторе, соединенном с входом CS (вывод 4) при котором срабатывает компаратор, ограничивающий ток в первичной цепи. Таким образом, ток через силовой ключ пропорционален величине входного напряжения, задается синусоидальная форма потребляемого тока и совпадение по фазе напряжения и тока. Через резистор, включенный между питающей обмоткой и выводом 5 микросхемы, контроллер получает информацию о завершении очередного цикла передачи энергии из индуктивности в нагрузку; как только напряжение на этом выводе становится равным нулю, внутренний компаратор микросхемы дает команду на открытие ключа и начало очередного цикла накопления. Таким образом, на одной микросхеме реализуется два устройства: силовой преобразователь и корректор мощности. К сожалению плата за такое упрощение схемы — высокий уровень пульсаций на выходе устройства, и, как следствие, необходимость ставить на выходе конденсаторы относительно большей емкости, ведь бороться теперь приходится с пульсациями частотой 100 Герц, а не только с высокочастотными. Однако такая схема вполне имеет право на существование в приложениях, где уровень выходных пульсаций не имеет решающего значения, например, в источниках питания для светодиодных светильников.

Читайте так же:
Самодельные светильники из светодиодной ленты — виды и характеристики

Рис. 7. Схема обратноходового преобразователя на микросхемах L656x.

Микросхемы для построения подобных вариантов источников питания для светодиодных светильников предлагает и фирма Texas Instruments. Ей выпущены на рынок две микросхемы UCC28810 и UCC28811, которые позиционируются как контроллеры управления источником питания для систем светодиодного освещения. Схема включения этих микросхем представлена на рис.7. Микросхемы предназначены для реализации корректоров мощности, работающих в режиме TM для мощностей преобразования не более 250 Вт. Параметры микросхем представлены в табл. 2.

Источники питания светодиодов для светильников, используемых в помещениях

Источники питания (ИП) светодиодов — важнейшая часть полупроводникового светильника, во многом определяющая функциональные, светотехнические показатели и надежность осветительного устройства. Для компаний, занимающихся проектированием и установкой систем освещения, помимо светового потока и цветовой температуры важны и такие характеристики, как электробезопасность, КПД, коэффициент мощности, коэффициент пульсаций светового потока, электромагнитная совместимость и стоимость. В результате сотрудничества НПФ «Плазмаинформ» с рядом предприятий, разрабатывающих и производящих осветительные приборы, появились на свет и были запущены в серийное производство источники тока открытого исполнения, обеспечивающие электрические мощности 15, 20, 30, 35, 50 и 100 Вт.

Анализ ИП для светодиодных светильников, выпускаемых рядом фирм, показывает, что схемотехника источников тока определяется требуемой выходной мощностью светильника: если она менее 60 Вт, то обычно выбирается обратноходовой корректор коэффициента мощности (ККМ) со стабилизацией выходного тока. При более высокой выходной мощности используется отдельный ККМ и отдельный преобразователь со стабилизацией выходного тока и гальванической развязкой вход/выход, выполняемый по схемотехнике обратноходового, прямоходового или резонансного LLC-типа. Преобразователи без гальванической развязки (понижающего типа, SEPIC и др.) с точки зрения обеспечения безопасности при эксплуатации светодиодных светильников не имеют широкого распространения.

При разработке большое внимание было уделено таким параметрам, как пульсации выходного тока, электромагнитная совместимость (ЭМС) и стоимость. Выбор пульсаций выходного тока, определяется требованиями к пульсациям светового потока, которые регламентируются стандартами и составляют для светильников общего назначения 10–20%, а для настольных светильников при длительной работе за компьютером — 5–10%. Для уличных светильников пульсации светового потока не регламентированы и должны задаваться для каждого конкретного применения.

Читайте так же:
Как выбрать и установить источник питания для светодиодной ленты

Учитывая, что светильники могут подключаться к электрическим сетям достаточно большой протяженности, к которым может быть подсоединено сильноточное оборудование, источники питания должны выдерживать испытательное напряжение 1,5 кВ провод–провод и провод–корпус, а также наносекундные и микросекундные импульсные выбросы и провалы амплитудой до 1,0 кВ. Кроме того, к тем же электрическим сетям могут быть подключены телевизоры, приемники и другая чувствительная к помехам аппаратура. Поэтому необходимо обеспечить соответствие ИП следующим основным стандартам по ЭМС: ГОСТ Р 51318.15- 99, ГОСТ Р 51514-99, ГОСТ Р 51317.3.2.2006 (раздел 6, 7), ГОСТ Р 51317.3.3.2008, ГОСТ Р 51317.4.2.99, ГОСТ Р 51317.4.4.2007, ГОСТ Р 51317.4.5.99, ГОСТ Р 51317.4.6.99, ГОСТ Р 51317.4.11.2007.

Источники PSL (Power Supply Led) выполнены по схеме обратноходового корректора коэффициента мощности со стабилизацией выходного тока и ограничением напряжения. Типовая блок-схема приведена на рис. 1. Основой преобразователя является контроллер ККМ, управляющий силовым ключом и обеспечивающий коэффициент мощности выше 0,9. Осциллограммы входного напряжения и тока, а также действующие и предельные значения гармоник тока источника PSL50 приведены на рис. 2 и 3. Фильтр ЭМС обеспечивает электромагнитную совместимость в соответствии со стандартами на светильники.

Рис. 1. Блок-схема источника

Рис. 2. Осциллограммы входного напряжения и тока PSL50

Рис. 3. Действующие и предельные значения гармоник входного тока PSL50

В качестве примера в таблице 1 приведен уровень радиопомех на сетевых зажимах PSL50 в диапазоне частот 0,009–30 МГц (квазипиковые значения).

Т а б л и ц а 1 . Уровень радиопомех PSL50

Частота, МГцВеличина напряжения
радиопомех, дБ (мкВ)
ИзмереннаяДопустимая
(норма)
0,00956110
0,042592
0,153766
0,163565,5
0,242162,1
0,551355,2
1на уровне
шумов
56
3,51156
63156
7,73756
103260
15,65160
284260
304160

Выходной фильтр обеспечивает необходимый уровень пульсаций выходного тока и, соответственно, пульсаций светового потока. Уровень и форма пульсаций токов и напряжений для двух номиналов выходного фильтра PSL50 приведены на рис. 4–7.

Рис. 4. Пульсации выходного тока на номинальной нагрузке. Емкость фильтра 300 мкФ (10 мВ соответствуют 100 мА)

Рис. 5. Пульсации выходного напряжения на номинальной нагрузке. Емкость фильтра 300 мкФ (постоянная составляющая 120 В)

Рис. 6. Пульсации выходного тока на номинальной нагрузке. Емкость фильтра 500 мкФ (10 мВ соответствуют 100 мА)

Рис. 7. Пульсации выходного напряжения на номинальной нагрузке. Емкость фильтра 500 мкФ (постоянная составляющая 120 В)

Осциллограммы показывают, что увеличение выходной емкости на 60% уменьшает пульсации тока в два раза и соответственно снижает пульсации светового потока, поскольку зависимость между ними практически линейная. При включении источники обеспечивают плавную подачу напряжения в течение 50 мс. Форма выходного напряжения при старте PSL50 приведена на рис. 8.

Рис. 8. Выходное напряжение PSL50 в момент включения

Усилитель сигнала ошибки (УСО) по току обеспечивает формирование сигнала ошибки, поддерживая ток через светодиоды на заданном уровне. УСО по напряжению ограничивает выходное напряжение на холостом ходу. Блок гальванической развязки предназначен для передачи сигнала ошибки на контроллер, в первичную цепь. Демпфер ограничивает выброс напряжения на стоке силового ключа, что позволяет использовать более низковольтный и дешевый транзистор.

Питанием источника является сеть переменного тока. Гальваническая развязка входных и выходных цепей между собой и корпусом выдерживает 1,5 кВ и обеспечивает безопасность эксплуатации. Источники соответствуют отечественным и международным нормам в части ЭМС. Имеется встроенная защита от короткого замыкания на выходе, обеспечивается работа на холостом ходу. Основные технические характеристики источников приведены в таблице 2.

Т а б л и ц а 2 . Параметры источников питания

Наименование параметраТип источника
PSL15PSL20PSL30PSL35PSL50PSL100
Напряжение питания176–264 В, 50/60 Гц
Максимальная мощность, Вт202020202020
Диапазон выходного напряжения, В24–3236–4844–5025–38100–144200–300
Выходной ток, мА500±30360±20600±20900±30360±20370±20
Нестабильность выходного тока, %
(не более)
555555
Пульсации выходного тока, %
(не более)
202020201010
Коэффициент полезного действия, %
(не менее)
858585859090
Коэффициент мощности, %
(не менее)
909090909795
Рабочая температура, °C–25…+650…+400…+400…+400…+40–45…+60
Средний ресурс, ч50 000
Габаритные размеры, мм (не более)135×40×25145×30×25145×30×25145×30×25160×33×25180×40×36
Масса, г (не более)100100100100110160
Читайте так же:
Сроки эксплуатации алюминиевой электропроводки в квартире

Внешний вид PSL15, PSL35, PSL50 и PSL100 приведен на рис. 9–12 соответственно. Источники PSL20 и PSL30 имеют конструктивное исполнение, аналогичное PSL35.

Рис. 9. Источник PSL15

Рис. 10. Источник PSL35Рис. 11. Источник PSL50 Рис. 12. Источник PSL100

Для специальных конструкций светильников разработан недорогой сетевой неизолированный источник тока мощностью 9 Вт (PSL9). Он представляет собой понижающий преобразователь с пассивной коррекцией коэффициента мощности. Схема источника приведена рис. 13, внешний вид — на рис. 14. Основа источника — микросхема драйвера HV9910. Цепочка С1– VD2–VD3–VD4–C2 — пассивный ККМ. Выходной ток задается резисторами R4, R5, R6. C3 — выходной фильтрующий конденсатор. Параметры источника PSL9 приведены в таблице 3.

Рис. 13. Схема PSL9

Рис. 14. Источник PSL9

Т а б л и ц а 3 . Параметры источника PSL9

Напряжение питания176–264 В, 50/60 Гц
Коэффициент полезного действия, % (не менее)80
Коэффициент мощности, % (не менее)84
Минимальное выходное рабочее напряжение, В20
Максимальное выходное рабочее напряжение, В32
Максимальное напряжение холостого хода, В350
Стабилизированный выходной ток, мА350±10
Нестабильность выходного тока, % (не более)5
Пульсации выходного тока, % (не более)15
Габаритные размеры (Д×Ш×В), мм45×33×25
Диапазон рабочих температур, °С0…+40

Светильники, в конструкции которых использованы PSL9, PSL15, PSL30, PSL100, проходят опытную эксплуатацию. Светильники с PSL20, PSL35 и PSL50 выпускаются серийно.

Выбранная схема построения источников питания позволяет без больших затрат модифицировать конструкцию для получения других значений выходного напряжения и тока в пределах заявленной мощности, обеспечивая питание светильников с иной схемой включения светодиодов.

Схема светодиодной лампы: устройство простейших драйверов

Василий Боруцкий

Светодиодные источники света быстро завоевывают популярность и вытесняют неэкономичные лампы накаливания и опасные люминесцентные аналоги. Они эффективно расходуют энергию, долго служат, а некоторые из них после выхода из строя подлежат ремонту.

Чтобы правильно произвести замену или починку сломанного элемента, потребуется схема светодиодной лампы и знание конструкционных особенностей. А эту информацию мы в деталях рассмотрели в нашей статье, уделив внимание разновидностям ламп и их конструкции. Также мы привели кратких обзор устройства самых популярных led моделей от известных производителей.

Как устроена светодиодная лампа?

Близкое знакомство с конструкцией LED-светильника может потребоваться только в одном случае – если необходимо отремонтировать или усовершенствовать источник света.

Домашние умельцы, имея на руках комплект элементов, могут самостоятельно собрать лампу на светодиодах, но новичку это не по силам.

Светодиодные лампы в интерьере

Зато, изучив схему и имея элементарные навыки работы с электроникой, даже новичок сможет разобрать лампу, заменить сломанные детали, восстановив функциональность прибора. Чтобы ознакомиться с подробными инструкциями по выявлению поломки и самостоятельному ремонту светодиодной лампы, переходите, пожалуйста, по этой ссылке.

Имеет ли смысл ремонт LED-лампы? Безусловно. В отличие от аналогов с нитью накаливания по 10 рублей за штуку, светодиодные устройства стоят дорого.

Предположим, «груша» GAUSS – около 80 рублей, а более качественная альтернатива OSRAM – 120 рублей. Замена конденсатора, резистора или диода обойдется дешевле, да и срок службы лампы своевременной заменой можно продлить.

Существует множество модификаций LED-ламп: свечи, груши, шары, софиты, капсулы, ленты и др. Они отличаются формой, размером и конструкцией. Чтобы наглядно увидеть отличие от лампы накаливания, рассмотрим распространенную модель в форме груши.

Схема устройства светодиодной лампы

Если отвлечься от привычной формы, можно заметить только один знакомый элемент – цоколь. Размерный ряд цоколей остался прежним, поэтому они подходят к традиционным патронам и не требуют смены электросистемы. Но на этом сходство заканчивается: внутреннее устройство светодиодных приборов намного сложнее, чем у ламп накаливания.

Читайте так же:
Правила крепления проводов и кабелей при прокладывании электропроводки

LED-лампы не предназначены для работы напрямую от сети 220 В, поэтому внутри устройства заключен драйвер, являющийся одновременно блоком питания и управления. Он состоит из множества мелких элементов, основная задача которых – выпрямить ток и снизить напряжение.

Разновидности схем и их особенности

Чтобы создать оптимальное напряжение для работы устройства на диодах, драйвер собирают на основе схемы с конденсатором или понижающим трансформатором. Первый вариант – более дешевый, второй применяют для оснащения мощных ламп.

Существует и третья разновидность – инверторные схемы, которые реализуют или для сборки диммируемых ламп, или для устройств с большим числом диодов.

Вариант #1 — с конденсаторами для снижения напряжения

Рассмотрим пример с участием конденсатора, так как подобные схемы являются распространенными в бытовых лампах.

Схема драйвера LED-лампы

Конденсатор C1 защищает от помех электросети, а C4 сглаживает пульсации. В момент подачи тока два резистора – R2 и R3 – ограничивают его и одновременно предохраняют от короткого замыкания, а элемент VD1 преобразует переменное напряжение.

Когда прекращается подача тока, конденсатор разряжается при помощи резистора R4. К слову, R2, R3 и R4 используются далеко не всеми производителями светодиодной продукции.

Для проверки конденсатора довольно часто используют мультиметр.

Минусы схемы с конденсаторами:

  1. Возможно перегорание диодов, так как стабильности подачи тока не наблюдается. Напряжение на нагрузке полностью зависит от напряжения питания.
  2. Отсутствует гальваническая развязка, поэтому существует риск удара током. Не рекомендуется во время разборки ламп прикасаться к токоведущим элементам, так как они находятся под фазой.
  3. Практически невозможно достичь высоких токов свечения, потому что для этого потребуется увеличение емкостей конденсаторов.

Однако преимуществ также немало, именно благодаря им конденсаторы остаются популярными. Плюсами являются простота сборки, широкий диапазон напряжений на выходе и невысокая стоимость.

Можно смело экспериментировать с самостоятельным изготовлением, тем более, часть деталей отыщется в старых приемниках или телевизорах.

Вариант #2 — с импульсным драйвером

В отличие от линейного драйвера с конденсатором, импульсный эффективно защищает светодиоды от перепадов напряжения и помех в сети.

Примером импульсного устройства служит популярная электронная модель CPC9909. Рассмотрим подробнее ее особенности. Эффективность ее использования достигает 98% — показателя, при котором действительно можно говорить об энергосбережении и экономии.

Популярная микросхема CPC9909

Питание устройства может происходить напрямую от высокого напряжения – до 550 В, так как драйвер оснащен встроенным стабилизатором. Благодаря этому же стабилизатору схема стала проще, а стоимость – ниже.

Схема контроллера с СРС9909

Микросхему успешно используют для разработки электросетей аварийного и резервного освещения, так как она подходит для схем повышающих преобразователей.

В домашних условиях на базе CPC9909 чаще всего собирают светильники с питанием от батарей или драйверы с мощностью, не превышающей 25 В.

Вариант #3 — с диммируемым драйвером

Регулировка яркости свечения осветительных приборов позволяет установить в помещении нужный уровень освещения. Это удобно при создании отдельных зон, снижении яркости света в дневное время или для подчеркивания предметов интерьера.

С помощью диммера использование электроэнергии становится более рациональным, а ресурс службы электроприбора увеличивается.

Светильник с диммируемой лампой

Существует два вида диммируемых драйверов, каждый из которых обладает своими преимуществами. Первые работают с ШИМ-управлением.

Их устанавливают между лампой и блоком питания. Энергия подается в виде импульсов разной длительности. Пример использования драйвера с ШИМ-регулировкой – бегущая строка.

Испытание драйвера 40 Вт

Диммируемые драйверы второго вида воздействуют непосредственно на источник питания и применяются для устройств со стабилизированным током.

При регулировании тока может происходить изменение оттенка свечения: диоды белого цвета при уменьшении тока начинают излучать слегка желтый свет, а при увеличении – синий.

Краткий обзор и тестирование популярных LED-ламп

Хотя принципы построения схем драйверов различных осветительных устройств похожи, между ними имеются отличия и в последовательности подключения элементов, и в их выборе.

Рассмотрим схемы 4 ламп, которые продаются в свободном доступе. При желании их можно отремонтировать своими руками.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию