Схема диодной лампы
Подробная схема светодиодной лампы на 220В
Устройство светодиодной лампы на 220В значительно сложнее, чем у аналогичной лампы накаливания. Пытаясь сохранить привычную грушевидную форму, инженерам пришлось немало потрудиться. И, как оказалось, не зря! Новые осветительные приборы практически не греются, потребляют малое количество электроэнергии и стали значительно менее хрупкими. Но чего же особенного в светодиодной лампе и в чем сложность ее схемы? Давайте разберемся.
Конструктивная схема
Конструктивно схема светодиодной лампы на 220В состоит из трех основных частей: корпуса, электронной части и системы охлаждения. Сетевое напряжение через цоколь поступает на драйвер, где преобразуется в сигнал постоянного тока, необходимый для свечения светодиодов. Свет от излучающих диодов обладает широким углом рассеивания и поэтому не требует установки дополнительных линз. Достаточно обойтись рассеивателем. В процессе работы детали драйвера и светодиоды нагреваются. Поэтому в конструкции лампы обязательно должен быть продуман отвод тепла.
К корпусной части светодиодной лампы относится цоколь, оболочка из пластика, внутри которой размещен драйвер, и полупрозрачная крышка в виде полусферы, по совместительству являющаяся рассеивателем света. В дорогих моделях ламп большую часть корпуса занимает ребристый радиатор из алюминия или специального теплопроводящего пластика. В лампочках бюджетного класса радиатор либо вовсе отсутствует, либо расположен внутри, а по окружности корпуса сделаны отверстия. Дешёвая китайская продукция мощностью до 7 Вт вовсе имеет сплошной корпус, без какого-либо отвода тепла. В фирменных светодиодных лампах на 220В печатная плата с SMD светодиодами крепится к радиатору через термопасту для эффективного отвода тепла.
В дешевых китайских моделях эта плата либо просто вставлена в пазы корпуса, либо прикреплена саморезами к металлической пластине для охлаждения кристаллов. Эффективность такого охлаждения крайне низкая, так как пластина имеет малую площадь, да и наносить термопасту китайские производители, как правило, забывают. 
Вывод излучения происходит через рассеиватель, как правило, из матового пластика. А в дешевых светодиодных лампах на 220В такой корпус ещё надёжно скрывает недостатки китайской сборки от любопытных глаз потребителя. Крепится рассеиватель к основанию либо герметиком, либо резьбовым соединением. Электрическая схема
Касательно электрической части между светодиодными лампами на 220В разных ценовых категорий также много отличий. В этом можно убедиться сразу после демонтажа рассеивателя. Достаточно рассмотреть качество пайки SMD элементов и соединительных проводов.
Недорогой китайской лампы на 220В
В лампочках стоимостью 2-3$ отсутствует какая-либо симметрия на плате со светодиодами, что свидетельствует о ручной пайке, а провода выбраны с минимально возможным сечением. Вместо надежного драйвера в них собрана простая схема бестрансформаторного питания с конденсаторами и выпрямителем. Напряжение сети сначала снижается неполярным металлопленочным конденсатором, выпрямляется, а затем сглаживается и повышается до нужного уровня. Ток нагрузки ограничивается обычным SMD резистором, который расположен на печатной плате со светодиодами.
При диагностике и ремонте светодиодных ламп такого типа важно соблюдать технику безопасности, т.к. все элементы электрической цепи потенциально находятся под высоким напряжением. Прикоснувшись пальцем к токоведущей части схемы по неосторожности можно получить электрический удар, а соскользнувший щуп мультиметра может закоротить провода с неприятными последствиями. Фирменной светодиодной лампы
Фирменная светодиодная продукция отличается не только приятным внешним видом, но и качеством элементной базы. Непосредственно драйвер имеет более сложное устройство и зачастую собирается одним из двух способов. Первый предусматривает наличие импульсного трансформатора, импульсного преобразователя напряжения с последующей стабилизацией тока нагрузки.
Во втором случае обходятся без трансформатора, а основная функциональная нагрузка ложится на специальную микросхему – сердце драйвера. Её универсальность в том, что она стабилизирует входное напряжение, поддерживает выходной ток с заданной частотой (ЧИМ) или шириной импульса (ШИМ), допускает возможность диммирования, имеет систему отрицательной обратной связи. В качестве примера можно назвать, например, CPC9909.
Светодиоды в лампе на 220В с токовым драйвером надёжно защищены от перепадов напряжения и помех в сети, ток через них соответствует номинальному паспортному значению, а радиатор обеспечивает качественный теплоотвод. Такие лампочки прослужат намного дольше дешёвых китайских аналогов, тем самым доказывая преимущество светодиодов на деле. схемы светодиодных ламп на 220 вольт
СодержаниеПоказать
С каждым годом спрос на светодиодные лампочки растёт. Вскоре они могут вытеснить с рынка лампы накаливания и люминесцентные аналоги, которые не могут похвастаться такой же безопасностью, служат не так долго, поглощают больше электроэнергии и не подлежат ремонту в случае поломки.
Схема светодиодной лампочки проста как для опытного электрика, так и для новичка. Но устройство LED-ламп сложнее люминесцентных. Если необходимо заменить светодиод, нужно не только разбираться в схеме лампочки, но и уметь пользоваться паяльником, а также понимать принцип работы элементов.
Разновидности схем
Драйвер нужен для стабилизации напряжения и собирается с использованием схем на конденсаторах и трансформаторах. Второй вариант является более экономичным, а первый необходим для создания мощного светильника. Кроме этого существует еще одна разновидность схем – инверторные. Они используются на производстве диммируемых ламп и большом количестве чипов.
Импульсные драйвера
Если сравнивать с линейным драйвером, где используется конденсатор, импульсный отличается эффективной защитой от нестабильности в сети. Чтобы в деталях рассмотреть пример импульсной схемы диодной лампы, используем модель CPC9909. Эффективность этого изделия достигает 98%, поэтому её без преувеличения можно считать одной из самых экономичных и энергосберегающих.
Драйвер «CPC9909».
Схема подключения BP3122
Устройство можно подключать к высокому напряжению (550 В) благодаря встроенному драйверу со стабилизатором. Это упростило схему и снизило стоимость устройства.
Подключение с импульсным драйвером используется для активации освещения в случае аварии, и подойдет в качестве примера повышающих преобразователей. Дома на базе модели драйвера CPC9909 можно собрать светильник, который будет запитан от батарей или драйвера, но мощность при этом не превысит 25 В.
Диммируемые драйверы
С помощью диммируемого драйвера яркость светодиодной лампы можно регулировать, что позволит установить в каждой из комнат необходимый уровень освещения, снижать яркость света днем. Устройства используются, чтобы подчеркнуть некоторые предметы интерьера.
Диммер экономит электроэнергию, так как при каждом включении не обязательно включать лампу на полную мощность, что положительно отражается на сроке службы изделия.
Схема подключения с диммером.
На производстве используют две разновидности диммируемых драйверов. У каждого есть плюсы и минусы. Одни работают на широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Диммер устанавливают между диодами и блоком питания. Схема запитывается импульсами разной продолжительности. Наглядный пример ШИМ-регулировки - бегущая строка.
Вторая разновидность диммируемых драйверов влияет на источник питания. Они широко используются для изделий с возможностью стабилизации тока. Регулировка может повлиять на оттенок освещения. Если это белые чипы, при понижении силы тока они начнут светиться желтым светом, при увеличении синим.
Конденсаторные
Конденсаторную схему можно считать одной из самых продаваемых, она часто встречается в бытовых светильниках.
Схема с конденсатором.
Конденсатор C1 необходим, чтобы защитить устройство от помех в сети. С4 сгладит пульсации. При подаче тока резисторы R3-R2 ограничат его и предохранят схему от короткого замыкания. Элемент VD1 преобразовывает переменное напряжение. Когда подача тока прекратится, конденсатор разрядится через резистор R4. Но элементы R2-R3 используют далеко не все производители LED-светильников.
Светильник с диммером.
Чтобы проверить работоспособность конденсатора, используется мультиметр. Схема имеет несколько минусов:
- достичь высокой яркости свечения не получится, понадобятся более ёмкие конденсаторы;
- существует риск перегрева чипов из-за нестабильности подачи тока;
- нет гальванической развязки, возможен удар током. При разборке лампочки нельзя трогать токоведущие элементы голыми руками.
Несмотря на минусы, у схемы много преимуществ, лампы хорошо продаются. Это простота сборки, низкие цены и широта диапазона напряжения на выходе. Даже мастера со скромным опытом могут пробовать изготовить изделие самостоятельно. Для этого часть деталей можно снять со старых телевизоров или приемников.
Рекомендуем к просмотру: Простая схема источника питания светодиодной лампы
Напряжение светодиодов в лампах
Напряжение светодиодов в лампе находится в промежутке от 110 до 220 вольт. Эти показатели достигаются объединением нескольких чипов. Понижение напряжения и постоянного тока - работа драйвера, который есть в каждой лампе.
Если его нет, и лампочку нужно запустить от сети, понадобится подключение внешнего устройства. Не так давно появились светодиоды, работающие от переменного напряжения. Но поскольку они пропускают ток только в одном направлении, остались в нише изделий, работающих на постоянном токе.
Какой бывает схема светодиодной лампы: устройство простейших драйверов
Классическая схема драйвера светодиодных ламп мощностью до 5 Вт
Электросхема ламп не имеет элементов защиты. Понадобится резистор на 100-200 Ом, а лучше два. Один будет установлен в цепи подключения, второй будет служить защитой от перепадов тока.
Выше приведена схема с защитными резисторами. R3 защищает светодиоды и С2 конденсатор, R2 в свою очередь — диодный мост. Этот драйвер отлично подойдет для ламп, мощность которых меньше 5 Вт. Он легко запитает лампу, имеющую 80 светодиодов типа SMD3528. Если нужно уменьшить или увеличить ток, проводите манипуляции с конденсатором C1. Чтоб исключить мерцание, увеличьте емкость С2.
КПД такого драйвера менее 50 %. К примеру, для лампы MR-16-2835-F27 нужен резистор на 6,1 кОм и мощностью 4 Вт. Тогда драйвер будет расходовать мощность, превышающую мощность потребления светодиодов. Из-за большого выделения тепловой энергии поместить его в маленький корпус лампы не получится. В таком случае, можно отдельно сделать корпус под этот драйвер.
Следует помнить, что от количества светодиодов напрямую зависит КПД лампы.
Ремонт LED лампы серии «LLB» E27 6 Вт 128-1
Конструкция лампы идеально подходит для ремонта. Корпус легко разбирается.
Следует одной рукой держать цоколь, а второй повернуть защитный плафон против часовой стрелки.
Под корпусом располож
Схема светодиодной лампы на 220 в
Для многих многоквартирных домов актуальна проблема освещения лестничных площадок: хорошую лампу туда ставить жалко, а дешевые быстро выходят из строя.
С другой стороны качество освещения в данном случае не является критичным, так как люди находятся там очень недолго, то вполне можно поставить туда лапочки с повышенными пульсациями. А раз так, то схема светодиодной лампы на 220 В получиться совсем простой:
Список номиналов:
- C1 – значение емкости по таблице, 275 В или больше
- C2 – 100 мкФ (напряжение должно быть больше чем падает на диодах
- R1 – 100 Ом
- R2 – 1 MОм (для разряда конденсатора C1)
- VD1 .. VD4 – 1N4007
Я уже приводил схему подключение светодиодной ленты к сети 220В так вот её можно упростить выкинуть стабилизатор тока. Упрощенная схема не будет работать в широком диапазоне напряжений, это плата за упрощение.
Конденсатор C1 является тем компонентом, который ограничивает ток. И выбор его значения очень важен, его величина зависит от напряжения питания, напряжения на последовательно включенных светодиодах и требуемого тока через светодиоды.
| количество светодиодов последовательно, шт | 1 | 10 | 20 | 30 | 50 | 70 |
| напряжение на сборке из светодиодов, В | 3,5 | 35 | 70 | 105 | 165 | 230 |
| ток через светодиоды, мА (С1=1000нФ) | 64 | 57 | 49 | 42 | 32 | 20 |
| ток через светодиоды, мА (С1=680нФ) | 44 | 39 | 34 | 29 | 22 | 14 |
| ток через светодиоды, мА (С1=470нФ) | 30 | 27 | 24 | 20 | 15 | — |
| ток через светодиоды, мА (С1=330нФ) | 21 | 19 | 17 | 14 | — | — |
| ток через светодиоды, мА (С1=220нФ) | 14 | 13 | 11 | — | — | — |
Для 1 светодиода в сборке фильтрующий конденсатор C2 следует увеличить до 1000мкФ, а для 10 светодиодов, до 470мкФ.
По таблице можно понять, что для получения максимальной мощности (чуть более 4 Вт) нужен конденсатор на 1мкФ и 70 последовательно включенных светодиодов на 20мА. Для более мощных источников света лучше подойдет схема светодиодной лампы на 220 в использующая широтноимпульсную модуляцию для преобразования и стабилизации тока через светодиоды.
Схемы на основе широтноимпульсной более сложные, но зато обладают преимуществами: им не требуется большой ограничивающий конденсатор, эти схемы обладают высоким КПД и широким диапазоном работы.
Я заказал несколько светодиодных светильников в Китае. В основе преобразователей этих ламп лежат микросхемы драйверов разработанных в том же Китае, конечно качество работы этих схем ещё не дотягивает до западных стандартов, но вот стоимость более чем демократичная.
Итак, конкретно в последних светодиодных лампах была установлена микросхема WS3413D7P, являющаяся светодиодным драйвером с активным корректором коэффициента мощности.
Что же мы видим на схеме? Все тот же диодный мост VD1 — VD4, сглаживающий конденсатор С1. Остальные же компоненты работают нужны для работы микросхемы D1. Резистор R1 нужен для питания самой микросхемы в начальный момент времени, а после запуска микросхема начинает питаться со своего выхода через цепочку R5, VD5. Конденсатор С2 фильтрует питания собственных нужд. Конденсатор С3 служит для задания частоты преобразования. Резистор R2 нужен для измерения тока через светодиоды. Делитель на резисторах R3, R4 позволяет микросхеме получать информацию о напряжении на светодиодной сборке. Катушка индуктивности L1 и конденсатор C4 нужны для преобразования импульсной энергии в постоянную.
Существует куча других разновидностей микросхем, но основных типов высоковольтных драйверов светодиодов всего три: на основе емкостного гасящего сопротивления, активный гасящий стабилизатор тока и импульсный стабилизатор тока.
Немного об основах схемотехники светодиодных ламп / Хабр
Судя по комментариям, многих людей интересуют не только параметры светодиодных ламп, но и теория их внутреннего устройства. Потому я решил немного поговорить об основах схемотехнических решений, чаще всего применяемых в этой области.
Итак, ядром и главным компонентом светодиодной лампочки является светодиод. С точки зрения схемотехники светоизлучающие диоды ничем не отличаются от любых других, разве только тем, что в смысле применения их как собственно диодов они обладают ужасными параметрами – очень маленьким допустимым обратным напряжением, относительно большой емкостью перехода, огромным рабочим падением напряжения (порядка 3.5 В для белых светодиодов – например, для выпрямительного диода это был бы кошмар) и т.д.
Однако мы понимаем, что главная ценность светодиодов для человечества состоит в том, что они светятся, причем порой достаточно ярко. Чтобы светодиод светился долго и счастливо, ему необходимо два условия: стабильный ток через него и хороший теплоотвод от него. Качество теплоотвода обеспечивается различными конструкционными методами, потому сейчас мы не будем останавливаться на этом вопросе. Поговорим о том, зачем и как современное человечество достигает первой цели – стабильного тока.
К слову, о белых светодиодахПонятное дело, что для освещения более всего интересны белые светодиоды. Делаются они на основе кристалла, излучающего синий свет, залитого люминофором, переизлучающим часть энергии в желто-зеленой области. На заглавной картинке хорошо видно, что токоведущие проволочки уходят в нечто желтое — это и есть люминофор; кристалл расположен под ним. На типичном спектре белого светодиода хорошо виден синий пик:
Спектры светодиодов с разными цветовыми температурами: 5000K (синий), 3700K (зеленый), 2600K (красный). Подробнее тут.
Мы уже разобрались, что в схемотехническом смысле светодиод отличается от любого другого диода только значениями параметров. Здесь надо сказать, что прибор это принципиально нелинейный; то есть, знакомому со школы закону Ома он совершенно не подчиняется. Зависимость тока от приложенного напряжения на таких устройствах описывается т.н. вольт-амперной характеристикой (ВАХ), причем для диода она носит экспоненциальный характер. Из этого следует, что самое незначительное изменение приложенного напряжения приводит к огромному изменению тока, но и это еще не все – при изменении температуры (а также старении) ВАХ смещается. Кроме этого, положение ВАХ слегка разное для разных диодов. Оговорю отдельно – не только для каждого типа, но для каждого экземпляра, даже из одной партии. По этой причине распределение тока через диоды, включенные параллельно, обязательно будет неравномерным, что не может хорошо сказаться на долговечности конструкции. При изготовлении матриц стараются либо использовать последовательное включение, что решает проблему в корне, либо выбирать диоды с примерно одинаковым прямым падением напряжения. Чтобы облегчить задачу, производители обычно указывают так называемый «бин» — код выборки по параметрам (по напряжению в том числе), в которую попадает конкретный экземпляр.
ВАХ белого светодиода.
Соответственно, чтобы все работало хорошо, светодиод необходимо подключать к устройству, которое вне зависимости от внешних факторов будет с высокой точностью автоматически подбирать такое напряжение, при котором в цепи протекает заданный ток (например, 350 мА для одноваттных светодиодов), причем контролировать процесс непрерывно. Вообще, такое устройство называется источником тока, но в случае светодиодов в наши дни модно употреблять заморское слово «драйвер». В целом, драйвером часто называют решения, главным образом предназначенные для работы в конкретном применении – например, «драйвер MOSFET» — микросхема, предназначенная для управления конкретно мощными полевыми транзисторами, «драйвер семисегментного индикатора» — решение для управления конкретно семисегментниками, и т.д. То есть, называя источник тока драйвером светодиодов, люди намекают, что этот источник тока по задумке предназначен именно для работы со светодиодами. Например, он может иметь специфичные функции – что-нибудь в духе наличия светового интерфейса DMX-512, определения обрыва и короткого замыкания на выходе (а обычный источник тока, вообще, должен без проблем работать и на короткое замыкание), и т.п. Тем не менее, понятия часто путают, и, например, называют драйвером самый обычный адаптер (источник напряжения!) для светодиодных лент.
Кроме того, устройства, предназначенные для задания режима осветительного прибора, часто называют балластом.
Итак, источники тока. Самым простым источником тока может быть сопротивление, включенное последовательно со светодиодом. Так делают при малых мощностях (где-то до полуватта), например, в тех же светодиодных лентах. С увеличением мощности потери на резисторе становятся слишком велики, а требования к стабильности тока повышаются, и потому возникает необходимость в более продвинутых устройствах, поэтичный образ которых я нарисовал выше. Все они строятся по одинаковой идеологии – в них имеется регулирующий элемент, контролируемый обратной связью по току.
Стабилизаторы тока разделяются на два типа – линейные и импульсные. Линейные схемы – родственники резистора (сам резистор и его аналоги также относятся к этому классу). Особого выигрыша в КПД они обычно не дают, зато повышают качество стабилизации тока. Импульсные схемы являют собой наилучшее решение, однако они сложнее и дороже.
Давайте теперь кратко пробежимся по тому, что в наши дни можно увидеть внутри светодиодных ламп или рядом с ними.
1. Конденсаторный балласт
Конденсаторный балласт являет собой развитие идеи насчет включения сопротивления последовательно со светодиодом. В принципе, светодиод можно подключить в розетку прямо так:
Встречновключенный диод необходим для того, чтобы не допустить пробоя светодиода в момент, когда сетевое напряжение сменит полярность – я уже упоминал, что светодиодов с допустимым обратным напряжением в сотни вольт не встречается. В принципе, вместо обратного диода можно поставить еще один светодиод.
Номинал резистора в схеме выше рассчитан для тока светодиода около 10 – 15 мА. Поскольку напряжение сети гораздо больше падения на диодах, последнее можно не учитывать и считать прямо по закону Ома: 220/20000 ~ 11 мА. Можно подставить пиковое значение (311 В) и убедиться, что даже в предельном случае ток диода не превысит 20 мА. Все выходит замечательно, кроме того, что на резисторе будет рассеиваться мощность около 2.5 Вт, а на светодиоде – около 40 мВт. Таким образом, КПД системы составляет порядка 1.5% (в случае одного светодиода будет еще меньше).
Идея рассматриваемого метода заключается в том, чтобы заменить резистор конденсатором, ведь известно, что в цепях переменного тока реактивные элементы обладают способностью ограничивать ток. Кстати, использовать дроссель тоже можно, более того, так делают в классических электромагнитных балластах для люминесцентных ламп.
Считая по формуле из учебника, легко получить, что в нашем случае требуется конденсатор емкостью 0.2 мкФ, либо катушка индуктивностью около 60 Гн. Здесь становится ясно, почему в подобных балластах светодиодных ламп никогда не встречаются дроссели – катушка такой индуктивности представляет собой серьезное и дорогое сооружение, а вот конденсатор на 0.2 мкФ добыть гораздо проще. Разумеется, он должен быть рассчитан на пиковое сетевое напряжение, причем лучше с запасом. На практике применяются конденсаторы с рабочим напряжением не менее 400 В. Немного дополнив схему, получаем то, что уже видели в предыдущей статье.
Итак, 1 Ф/F = 1000 мФ/mF = 1000000 мкФ/uF/μF, и никак иначе!
Кроме того, «Фарад» — мужского рода, так как назван в честь великого физика-мужчины. Так что, «четыре микрофарада», но не «четыре микрофарады»!
Как я уже говорил, преимущество у такого балласта только одно – простота и дешевизна. Подобно балласту с резистором, здесь обеспечивается не слишком хорошая стабилизация тока, и, что еще хуже, присутствует значительная реактивная составляющая, что не особо хорошо для сети (особенно при заметных мощностях). Кроме того, при увеличении желаемого тока будет расти необходимая емкость конденсатора. Например, если мы хотим включить одноваттный светодиод, работающий при токе 350 мА, нам потребуется конденсатор емкостью около 5 мкФ, рассчитанный на напряжение 400 В. Это уже дороже, больше по габаритам и сложнее в конструкционном плане. С подавлением пульсаций здесь тоже все непросто. В целом можно сказать, что конденсаторный балласт простителен только для небольших ламп-маячков, не более того.
2. Бестрансформаторная понижающая топология
Это схемотехническое решение относится к семейству бестрансформаторных преобразователей, включающему в себя понижающую, повышающую и инвертирующую топологии. Кроме того, к бестрансформаторным преобразователям также относится SEPIC, преобразователь Чука и другая экзотика, вроде переключаемых конденсаторов. В принципе, драйвер светодиодов можно построить на основе любой из них, однако на практике в этом качестве они встречаются гораздо реже (хотя повышающая топология применяется, например, во многих фонариках).
Один из вариантов драйвера на основе бестрансформаторной понижающей топологии приведен на рисунке ниже.
В живой природе такое включение можно наблюдать на примере ZXLD1474 или варианта включения ZXSC310 (которая в исходной схеме включения, кстати, как раз повышающий преобразователь).
Здесь светодиод включается последовательно с катушкой. Схема управления отслеживает ток с помошью измерительного резистора R1 и управляет ключом T1. Если ток через светодиод падает ниже заданного минимума, транзистор открывается, и катушка с включенным последовательно с ней светодиодом оказывается подключенной к источнику питания. Ток в катушке начинает линейно нарастать (красный участок на графике), диод D1 в это время заперт. Как только схема управления регистрирует достижение током заданного максимума, ключ закрывается. В соответствии с первым законом коммутации катушка стремится поддержать ток в цепи за счет энергии, накопленной в магнитном поле. В этот момент ток протекает через диод D1. Энергия поля катушки расходуется, сила тока линейно убывает (зеленый участок на графике). Когда ток падает ниже заданного минимума, схема управления регистрирует это и снова открывает транзистор, подкачивая энергию в систему – процесс повторяется. Таким образом, ток поддерживается в заданных пределах.
Отличительная особенность понижающей топологии – возможность сделать пульсации светового потока сколь угодно малыми, поскольку в таком включении ток через светодиод никогда не прерывается. Путь приближения к идеалу лежит через увеличение индуктивности и повышение частоты коммутации (сегодня существуют преобразователи с рабочими частотами до нескольких мегагерц).
На основе такой топологии был сделан драйвер лампы Gauss, рассмотренной в предыдущей статье.
Недостатком метода является отсутствие гальванической развязки – когда транзистор открыт, схема оказывается напрямую соединенной с источником напряжения, в случае сетевых светодиодных ламп – с сетью, что может быть небезопасно.
3. Обратноходовый преобразователь
Несмотря на то, что обратноходовый преобразователь содержит нечто, похожее на трансформатор, в данном случае эту деталь правильнее называть двухобмоточным дросселем, поскольку ток никогда не течет через обе обмотки одновременно. В действительности по принципу действия обратноходовый преобразователь похож на бестрансформаторные топологии. Когда T1 открыт, ток в первичной обмотке нарастает, энергия в запасается в магнитном поле; при этом полярность включения вторичной обмотки сознательно подбирается такой, чтобы диод D3 на этом этапе был закрыт и тока на вторичной стороне не текло. Ток нагрузки в этот момент поддерживает конденсатор С1. Когда T1 закрывается, полярность напряжения на вторичной обмотке становится обратной (поскольку производная тока в первичной обмотке меняет знак), D3 открывается и накопленная энергия передается на вторичную сторону. В смысле стабилизации тока все то же самое – схема управления анализирует падение напряжения на резисторе R1 и подстраивает временные параметры так, чтобы ток через светодиоды оставался постоянным. Чаще всего обратноходовый преобразователь применяется при мощностях не более 50 Вт; далее он перестает быть целесообразным из-за возрастающих потерь и необходимых габаритов трансформатора-дросселя.
Надо сказать, что существуют варианты обратноходовых драйверов без оптоизолятора (например). Они полагаются на тот факт, что токи первичной и вторичной обмоток связаны, и при определенных оговорках можно ограничиться анализом тока первичной обмотки (или, чаще, отдельной вспомогательной обмотки) – это позволяет сэкономить на деталях и, соответственно, удешевить решение.
Обратноходовый преобразователь хорош тем, что он, во-первых, обеспечивает изоляцию вторичной части от сети (выше безопасность), а, во-вторых, позволяет относительно легко и дешево изготавливать лампы, совместимые со стандартными диммерами для ламп накаливания, а также устраивать коррекцию коэффициента мощности.
Лирическое отступлениеОбратноходовый преобразователь называется так потому, что изначально подобный метод применялся для получения высокого напряжения в телевизорах на основе электронно-лучевых трубок. Источник высокого напряжения был схемотехнически объединен со схемой горизонтальной развертки, и импульс высокого напряжения получался во время обратного хода электронного луча.Немного о пульсациях
Как уже было упомянуто, импульсные источники работают на достаточно высоких частотах (на практике – от 30 кГц, чаще около 100 кГц). Потому ясно, что сам по себе исправный драйвер не может быть источником большого коэффициента пульсаций – прежде всего потому, что на частотах выше 300 Гц этот параметр просто не нормируется, ну и, кроме того, высокочастотные пульсации в любом случае достаточно легко отфильтровать. Проблема заключается в сетевом напряжении.
Дело в том, что, разумеется, все перечисленные выше схемы (кроме схемы с гасящим конденсатором) работают от постоянного напряжения. Потому на входе любого электронного балласта прежде всего стоит выпрямитель и накопительный конденсатор. Предназначением последнего является питать балласт в те моменты, когда сетевое напряжение уходит ниже порога работы схемы. И здесь, увы, необходим компромисс – высоковольтные электролитические конденсаторы большой емкости, во-первых, стоят денег, а, во-вторых, занимают драгоценное место в корпусе лампы. Здесь же коренится причина проблем с коэффициентом мощности. Описанная схема с выпрямителем имеет неравномерное потребление тока. Это приводит к возникновению высших гармоник оного, что и является причиной ухудшения интересующего нас параметра. Причем чем лучше мы будем пытаться отфильтровать напряжение на входе балласта, тем более низкий коэффициент мощности мы получим, если не предпринимать отдельных усилий. Этим объясняется тот факт, что почти все лампы с низким коэффициентом пульсаций, которые мы видели, показывают очень посредственный коэффициент мощности, и наоборот (разумеется, введение активного корректора коэффициента мощности скажется на цене, потому на нем пока что предпочитают экономить).
Пожалуй это все, что в первом приближении можно сказать на тему электроники светодиодных ламп. Надеюсь, что этой статьей я в какой-то мере ответил на все вопросы схемотехнического толка, которые были заданы мне в комментариях и личных сообщениях.
Схема и устройство светодиодной лампы на 220 вольт
Светодиодная лампа на 220в, частота сети 50Гц, мощность 3Вт, тип LED3-JDR, производитель Camelion, цоколь E14, потребляемый ток 26mA, световой поток 235Лм. Температура свечения 4500 К. Это параметры заявленные производителем.
Внимание! Соблюдайте правила электробезопасности. Электротравмы, могут быть смертельными, а неправильный ремонт пожароопасным.Яркость свечения светильника визуально сопоставима с энергосберегающей лампой на 7-9 Вт. Разобрать лампу оказалось не просто. Защитное стекло приклеено на совесть, прорезал склейку по контуру, но снять его без потерь не получилось – стекло плафона очень хрупкое.
На плате с наружной стороны установлены 6 smd светодиодов неизвестного типа. На обратной стороне «драйвер». Схема питания светодиодов этой лампы не удивила: для гашения избыточного напряжения используется реактивное сопротивление конденсатора С2, далее выпрямительный мост и сглаживающий конденсатор С3, а не импульсный драйвер, как в светодиодной лампе GL5,5.
Принципиальная электрическая схема светодиодной лампы LED3-JDR во многом совпадает со схемой лампы Selecta-G9-220v-5w.Конденсатор С2 полистирольный металлопленочный типа CBB22 рассчитан на использование в цепях постоянного тока и импульсных схемах, обладает эффектом самовосстанавления, хорошей изолирующей способностью и минимальными потерями на высокой частоте. Советские аналоги - конденсаторы типов К73-17, К73-44, К71-7
Десятиомный резистор ограничивает пиковый ток заряда С3 для исключения перегрузки выпрямительного диодного моста при включении. Через резистор R1 разряжается конденсатор С3 после выключения. С1 на плате не установлен, предназначен для увеличения тока через светодиоды при необходимости. При обрыве в цепи светодиодов напряжение на С3 без резистора R2 может достигнуть 350 вольт, а с этим резистором оно хоть и превысит номинальное для конденсатора, но не настолько, чтобы тот вышел из строя.
При напряжении в сети 237 вольт напряжение на всей цепочке диодов составило 93 В, на каждом светодиоде 15,3 вольта соответственно. Корпуса излучателей на плате типоразмера 6730 (6,7х3 мм), похоже, в каждом корпусе находится матрица из 4-х последовательно включенных светодиодов. Для светодиодов белого свечения падение напряжения при номинальном токе порядка 3,5 вольт. В нашем случае получается 3,8 вольта на каждом диоде, т.е. диоды работают в жестком режиме. Об этом говорит и то, что их температура при работе составляет 50-60 градусов Цельсия. В таком режиме диоды подвержены усиленной деградации и срок их службы будет в разы меньше, чем при номинальных токах. Производитель никогда не будет делать «вечную» лампу, иначе он разорится.
В схеме светодиодной лампы с гасящим конденсатором и выпрямительным мостом, за которым стоит конденсатор для сглаживания пульсаций ток будет очень отличаться от синусоидальной формы. Но это отдельная тема.
На этом фото, для сравнения, показаны однокристальные светодиоды 3528 (3,5х2,8 мм) у которых номинальный ток 20 мА.
Более эффективные (но больших габаритов) светодиодные светильники на 220 вольт можно сделать своими руками из диодной ленты. Для этого нужно взять 20 отрезков ленты 3528 на 12 вольт и спаять их последовательно, соблюдая полярность. Конденсаторы С1, С2 и резисторы R1, R2 исключаются из схемы. Вместо R1 надо поставить перемычку, а С3 должен быть на напряжение не менее 310 вольт. В данной схеме 10-тиомный резистор будет служить еще и предохранителем в случае короткого замыкания моста. На такой светильник понадобиться 1 метр открытой ленты с 60 диодами (20 отрезков по 5 сантиметров) или 0,5 метра с 120 диодами (20 отрезков по 2,5 см). Конструкция и размеры могут быть различными, главное соблюдать технику безопасности и, конечно, такой светильник должен иметь корпус с хорошей изоляцией.
Введение в диоды и выпрямители | Диоды и выпрямители
- Сетевые сайты:
-
- Последний
- Новости
- Технические статьи
-
- Последний
- Проектов
- Образование
-
- Последний
- Новости
- Технические статьи
- Обзор рынка
- Образование
-
- Последний
- Новости
- Мнение
- Интервью
- Особенности продукта
- Исследования
- Форумы
- Авторизоваться
- Присоединиться
- Авторизоваться
- Присоединиться к AAC
-
Или войдите с помощью
-
0:00 / 0:00
- Подкаст
- Самый последний
- Подписывайся
- Spotify
- Яблоко
| Диоды и выпрямители
- Сетевые сайты:
-
- Последний
- Новости
- Технические статьи
-
- Последний
- Проектов
- Образование
-
- Последний
- Новости
- Технические статьи
- Обзор рынка
- Образование
-
- Последний
- Новости
- Мнение
- Интервью
- Особенности продукта
- Исследования
- Форумы
- Авторизоваться
- Присоединиться
- Авторизоваться
- Присоединиться к AAC
-
Или войдите с помощью
-
0:00 / 0:00
- Подкаст
- Самый последний
- Подписывайся
- Spotify
- Яблоко
- iHeartRadio
- вопросы и ответы по силовой электронике
перейти к содержанию Меню- Дом
- разветвленных MCQ
- Программирование
- CS - IT - IS
- CS
- IT
- IS
- ECE - EEE - EE
- ECE
- EEE
- EE
- Гражданский
- Механический
- Химическая промышленность
- Металлургия
- Горное дело
- Приборы
- Аэрокосмическая промышленность
- Авиационная
- Биотехнологии
- Сельское хозяйство
- Морской
- MCA
- BCA
- Test & Rank
- Sanfoundry Tests
- Сертификационные испытания
- Тесты для стажировки
- Занявшие первые позиции
- Конкурсы
- Стажировка
- Обучение
- Дом
- разветвленных MCQ
- Программирование
- CS - IT - IS
USB с использованием 5 В с использованием транзитора BC558
Схема светодиодной лампы USB
Описание
Вот простая лампа с питанием от USB , которую можно использовать для освещения рабочего стола во время сбоев питания. Схема работает от 5 Вольт , доступного через порт USB. 5 В от порта USB проходит через токоограничивающий резистор R2 и транзистор Q1. База транзистора Q1 заземлена через R1, который обеспечивает постоянное напряжение смещения для Q1 вместе с D2.Диод D1 предотвращает обратный ток от батареи. C1 используется как фильтр шума. Здесь для лампы используются два белых светодиода, вы также можете использовать фонарик на 2 В вместо светодиодов. Светодиод D3 указывает на подключение к USB-порту.
Схема подключения светодиодной лампы USB со списком деталей
Схема подключения светодиодной лампы
USB | Компонент | Спецификация |
|---|---|
| USB | |
| 1 квартал | BC558 |
| R1 | 560 Ом |
| R2 | 22 Ом |
| R3 | 1 К |
| C1 | 0.01 мкФ |
| D1, D2 | 1N4007 |
| D3 | Светодиод |
| D4 | Белый светодиод |
| Аккумулятор | 2x1,2 В (никель-кадмиевые элементы) |
| Переключатель | S1 |
Банкноты
- USB-порт может обеспечивать ток только до 100 мА. Так что не перегружайте схему отсутствием светодиодов.
- Перед подключением цепи проверьте мультиметром положительный и заземляющий выводы USB.
- Переключатель S1 можно использовать для включения лампы.
У нас есть более интересные схемы USB, которые вы, возможно, захотите увидеть;
1. Звуковая карта USB 2. 12 В от порта USB
Похожие сообщения
.Обозначения электронных схем - Компоненты и условные обозначения принципиальных схем
В электронных схемах существует множество электронных символов, которые используются для обозначения или идентификации основного электронного или электрического устройства. Они в основном используются для построения принципиальных схем и стандартизированы на международном уровне стандартом IEEE (IEEE Std 315) и британским стандартом (BS 3939). Пользователь не может вносить изменения в любой электронный символ, но пользователь может вносить любые изменения в архитектурные чертежи, такие как источник питания и освещение.
Электронные символы
Символы для различных электронных устройств показаны ниже. Щелкните каждую ссылку, приведенную ниже, чтобы просмотреть символы. Помимо обозначений схем, каждому устройству присваивается короткое имя. Хотя эти имена не утверждены в качестве стандартных обозначений, они обычно используются большинством людей. Эти обозначения также приведены в списке.
Провода | Блоки питания | Резистор | Конденсатор | Диод | Транзистор | Логические ворота | Метры | Датчики | Переключатели | Аудио и радиоустройства | Устройства вывода
Обозначения проводов
| Электронный компонент | Обозначение цепи | Описание |
| Провод | Обозначение цепи провода | Используется для подключения одного компонента к другому. |
| Провода соединены | Обозначение соединенной цепи проводов | Одно устройство может быть подключено к другому через провода. Это представлено в виде «пятен» на месте их замыкания. |
| Несоединенные провода | Обозначение провода, не входящего в цепь, | Когда цепи нарисованы, одни провода могут не касаться других. Это можно показать, только соединив их или нарисовав без пятен. Но наложение мостов обычно практикуется, поскольку здесь не возникает путаницы. |
Обозначения источников питания
| Электронный компонент | Обозначение цепи | Описание |
| Ячейка | Обозначение сотовой цепи | Используется для питания цепи. |
| Аккумулятор | Обозначение цепи аккумулятора | Батарея состоит из нескольких элементов и используется с той же целью.Меньшая клемма - отрицательная, а большая - положительная. Сокращенно «B». |
| Источник постоянного тока | Обозначение цепи питания постоянного тока | Используется как источник питания постоянного тока, то есть ток всегда течет в одном направлении. |
| Источник переменного тока | Обозначение цепи питания переменного тока | Используется как источник питания переменного тока, то есть ток будет иметь переменное направление. |
| Предохранитель | Обозначение цепи предохранителя | Используется в цепях, где существует вероятность чрезмерного протекания тока.Предохранитель разорвет цепь, если будет протекать чрезмерный ток, и убережет другие устройства от повреждений. |
| Трансформатор | Обозначение цепи трансформатора | Используется как источник питания переменного тока. Состоит из двух катушек, первичной и вторичной, соединенных между собой железным сердечником. Между двумя катушками нет физического соединения. Для получения мощности используется принцип взаимной индуктивности. Сокращенно «Т». |
| Земля / Земля | Обозначение цепи заземления | Используется в электронных схемах для обозначения 0 вольт источника питания.Его также можно определить как настоящую землю, когда он применяется в радиосхемах и силовых цепях. |
Обозначения резисторов
| Электронный компонент | Обозначение цепи | Описание |
| Резистор | Обозначение цепи резистора | Резистор используется для ограничения силы тока, протекающего через устройство.Сокращенно "R". |
| Реостат | Обозначение цепи реостата | Реостат используется для управления током с помощью двух контактов. Применимо для управления яркостью лампы, скоростью заряда конденсатора и т. Д. |
| Потенциометр |
