Самодельный драйвер для мощных светодиодов
Светодиоды для своего питания требуют применения устройств, которые будут стабилизировать ток, проходящий через них. В случае индикаторных и других маломощных светодиодов можно обойтись резисторами. Их несложный расчет можно еще упростить, воспользовавшись “Калькулятором светодиодов”.
Для использования мощных светодиодов не обойтись без использования токостабилизирующих устройств – драйверов. Правильные драйвера имеют очень высокий КПД – до 90-95%. Кроме того, они обеспечивают стабильный ток и при изменении напряжения источника питания. А это может быть актуально, если светодиод питается, например, от аккумуляторов. Самые простые ограничители тока – резисторы – обеспечить это не могут по своей природе.
Немного ознакомиться с теорией линейных и импульсных стабилизаторов тока можно в статье “Драйвера для светодиодов”.
Готовый драйвер, конечно, можно купить. Но гораздо интереснее сделать его своими руками. Для этого потребуются базовые навыки чтения электрических схем и владения паяльником. Рассмотрим несколько простых схем самодельных драйверов для мощных светодиодов.
Простой драйвер. Собран на макетке, питает могучий Cree MT-G2
Очень простая схема линейного драйвера для светодиода. Q1 – N-канальный полевой транзистор достаточной мощности. Подойдет, например, IRFZ48 или IRF530. Q2 – биполярный npn-транзистор. Я использовал 2N3004, можно взять любой похожий. Резистор R2 – резистор мощностью 0.5-2Вт, который будет определять силу тока драйвера. Сопротивление R2 2.2Ом обеспечивает ток в 200-300мА. Входное напряжение не должно быть очень большим – желательно не превышать 12-15В. Драйвер линейный, поэтому КПД драйвера будет определяться отношением VLED / VIN, где VLED – падение напряжения на светодиоде, а V IN – входное напряжение. Чем больше будет разница между входным напряжением и падением на светодиоде и чем больше будет ток драйвера, тем сильнее будет греться транзистор Q1 и резистор R2. Тем не менее, VIN должно быть больше VLED на, как минимум, 1-2В.
Для тестов я собрал схему на макетной плате и запитал мощный светодиод CREE MT-G2. Напряжение источника питания – 9В, падение напряжения на светодиоде – 6В. Драйвер заработал сразу. И даже с таким небольшим током (240мА) мосфет рассеивает 0,24 * 3 = 0,72 Вт тепла, что совсем не мало.
Схема очень проста и даже в готовом устройстве может быть собрана навесным монтажом.
Схема следующего самодельного драйвера также предельно проста. Она предполагает использование микросхемы понижающего преобразователя напряжения LM317. Данная микросхема может быть использована как стабилизатор тока.
Еще более простой драйвер на микросхеме LM317
Входное напряжение может быть до 37В, оно должно быть как минимум на 3В выше падения напряжения на светодиоде. Сопротивление резистора R1 рассчитывается по формуле R1 = 1.2 / I, где I – требуемая сила тока. Ток не должен превышать 1.5А. Но при таком токе резистор R1 должен быть способен рассеять 1.5 * 1.5 * 0.8 = 1.8 Вт тепла. Микросхема LM317 также будет сильно греться и без радиатора не обойтись. Драйвер также линейный, поэтому для того, чтобы КПД был максимальным, разница VIN и VLED должна быть как можно меньше. Поскольку схема очень простая, она также может быть собрана навесным монтажом.
На той же макетной плате была собрана схема с двумя одноваттными резисторами сопротивленим 2.2 Ом. Сила тока получилась меньше расчетной, поскольку контакты в макетке не идеальны и добавляют сопротивления.
Следующий драйвер является импульсным понижающим. Собран он на микросхеме QX5241.
Драйвер для мощных светодиодов на микросхеме QX5241
Схема также проста, но состоит из чуть большего количества деталей и здесь уже без изготовления печатной платы не обойтись. Кроме того сама микросхема QX5241 выполнена в достаточно мелком корпусе SOT23-6 и требует внимания при пайке.
Входное напряжение не должно превышать 36В, максимальный ток стабилизации – 3А. Входной конденсатор С1 может быть любым – электролитическим, керамическим или танталовым. Его емкость – до 100мкФ, максимальное рабочее напряжение – не менее чем в 2 раза больше, чем входное. Конденсатор С2 керамический. Конденсатор С3 – керамический, емкость 10мкФ, напряжение – не менее чем в 2 раза больше, чем входное. Резистор R1 должен иметь мощность не менее чем 1Вт. Его сопротивление рассчитывается по формуле R1 = 0.2 / I, где I – требуемый ток драйвера. Резистор R2 – любой сопротивлением 20-100кОм. Диод Шоттки D1 должен с запасом выдерживать обратное напряжение – не менее чем в 2 раза по значению больше входного. И рассчитан должен быть на ток не менее требуемого тока драйвера. Один из важнейших элементов схемы – полевой транзистор Q1. Это должен быть N-канальный полевик с минимально возможным сопротивлением в открытом состоянии, безусловно, он должен с запасом выдерживать входное напряжение и нужную силу тока. Хороший вариант – полевые транзисторы SI4178, IRF7201 и др. Дроссель L1 должен иметь индуктивность 20-40мкГн и максимальный рабочий ток не менее требуемого тока драйвера.
Количество деталей этого драйвера совсем небольшое, все они имеют компактный размер. В итоге может получиться достаточно миниатюрный и, вместе с тем, мощный драйвер. Это импульсный драйвер, его КПД существенно выше, чем у линейных драйверов. Тем не менее, рекомендуется подбирать входное напряжение всего на 2-3В больше, чем падение напряжения на светодиодах. Драйвер интересен еще и тем, что выход 2 (DIM) микросхемы QX5241 может быть использован для диммирования – регулирования силы тока драйвера и, соответственно, яркости свечения светодиода. Для этого на этот выход нужно подавать импульсы (ШИМ) с частотой до 20КГц. С этим сможет справиться любой подходящий микроконтроллер. В итоге может получиться драйвер с несколькими режимами работы.
Готовые изделия для питания мощных светодиодов можно посмотреть здесь.
Существует огромное количество принципиальных схем стабилизаторов тока, которые могут быть использованы как драйвера для мощных светодиодов. Производится также бесчисленное количество специализированных микросхем, на базе которых можно собирать драйвера самой разной сложности – все ограничивается только Вашим желанием и потребностями. Мы рассмотрели только самые простые самодельные драйвера. Читайте также статью, в которой рассматривается схема драйвера для светодиода от сети в 220В.
Самодельный драйвер для светодиодов: простая схема
Самый простой драйвер для питания светодиодов, который может сделать каждый своими руками, схема драйвера с описанием изготовления.
Светодиоды, в отличие от других излучающих свет приборов (ламп, светильников), не могут быть напрямую включены в бытовую сеть. Более того, светодиоды не могут питаться фиксированным напряжением, которое указано в паспорте. Устройство питания светодиода должно иметь элементы, ограничивающие ток через светодиод в соответствии с его характеристиками, или балласт. Именно поэтому диод называется «токовым прибором», и использование традиционных преобразователей напряжения неприменимо, для питания светодиодов следует использовать драйвер.
Довольно часто для подключения светодиодов в автомобиле, тех же «ангельских глазок» на COB кольцах, требуется драйвер, сделать его можно самостоятельно и обойдётся он вам сущие копейки.
У нас есть автомобильная сеть 12 V, считаем какой нам нужен резистор на примере COB кольца, мощностью 5 Вт.
Мы можем узнать силу тока, потребляемую электроприбором зная его мощность и напряжение питания.
Потребляемый ток равен мощности деленной на напряжение в сети.
COB кольцо потребляет 5 Вт.
Напряжение в автомобиле 12 Вольт.
Получаем 420 милиампер потребляемого тока таким колечком.
Дальше на любом онлайн калькуляторе, как вот этом — ledcalc.ru/lm317
рассчитаем:
- Расчетное сопротивление.
- Ближайшее стандартное.
- Ток при стандартном резисторе.
- Мощность резистора.
Вводим требуемый ток 420 милиампер и получаем:
- Расчетное сопротивление: 2.98 Ом
Ближайшее стандартное: 3.30 Ом
Ток при стандартном резисторе: 379 мА
Мощность резистора: 0.582 Вт.
ЭТО РАСЧЕТ РАБОТАЕТ, КОГДА ВЫ ТОЧНО УВЕРЕНЫ В ХАРАКТЕРИСТИКАХ СВЕТОДИОДА, ЕСЛИ НЕТ, ТО ДЕЛАЕМ ЗАМЕР ПОТРЕБЛЕНИЯ ТОКА МУЛЬТИМЕТРОМ!
К слову, выше расчет, где я взял спецификацию диода от китайца, является неверным, ибо при замере фактическое потребление тока оказалось не 420 мА, а 300мА. Потому сразу можно сделать вывод, что пятью ваттами там и не пахнет 🙂
Дальше идем в магазин и покупаем:
-LM317. Внешне как и LM7812. Корпус один, смысл несколько разный.
Его распиновка.
Резистор, который посчитали выше, и подключаем это всё дело в режиме токового стабилизатора.
В итоге получили на выходе стабилизированный ток.
Но это для идеального случая. Что касается случая с реальным автомобилем, где скачки до 14 Вольт с копейками бывают, то рассчитывайте резистор для худшего случая с запасом.
Видео обзор схемы светодиодного драйвера на LM317, включенной по схеме с ограничением тока.
Поделиться в соц. сетях
led-lampu.ru
РадиоКот :: Сетевой драйвер мощного светодиода
РадиоКот >Схемы >Питание >Преобразователи и UPS >Сетевой драйвер мощного светодиода
Здравствуйте уважаемые коты. Хочу представить вам схему, которая может использоваться для питания мощных светодиодов. В данной статье постараюсь показать и описать схему, объяснить методику правильной настройки работы с использованием осциллографа.
Такие светодиоды есть различной мощности. Данный экземпляр 10W. Рекомендуемый производителем ток 1 Ампер, падение напряжения на нем от 10 до 12 вольт. Поэтому будем собирать импульсный источник питания, рассчитанный на поддержание тока через светодиод в пределах 1 Ампер и напряжение 12 вольт.
Эта же схема успешно может работать и как зарядное устройство для небольших аккумуляторов (к примеру, таких, которые используются в UPS). О том, что нужно изменить в данной схеме для использования ее в качестве зарядного устройства в конце статьи.
Приступим к изучению схемы
Хотелось бы отметить, что эта схема (как и все обратноходовые блоки питания) не боится короткого замыкания на выходе. Ее можно использовать и как обычный блок питания, исключив их схемы шунт Ri, транзистор VT2, конденсатор C12 и резистор R12, поставив вместо шунта перемычку. И даже тогда схема не боится КЗ – все дело в том, что передача энергии в нагрузку происходит во время обратного хода (в это время силовой транзистор закрыт), а во время прямого хода (даже если на выходе короткое замыкание) ток через транзистор не превысит максимальный, так как микросхема KA3845 (UC3845…) следит за падением напряжения на истоковом резисторе ключа.
Принцип работы CC-CV (Constant current, constant voltage).
При включении в сеть ИИП (импульсный источник питания) с малой нагрузкой, напряжение на выходе будет равно 12 вольт (задается делителем на резисторах R10 и R11 в цепи управляемого стабилитрона VD6).
Ограничение выходного тока задается шунтом Ri. При превышении некоторого порога, падения напряжения на этом резисторе хватит для открытия транзистора VT2, который включен, как и TL431, в цепь оптопары PC817, при этом выходное напряжение уменьшается, а значит, уменьшается и ток. Таким образом, происходит стабилизация выходного тока. При сопротивлении резистора Ri 0,6 Ом выходной ток будет равен 1 амперу (на самом деле, возможно, потребуется подбор номинала, так как у деталей может быть отклонение от номинала).
И так вот она эта схема:
Транзистор VT2, на самом деле, не обязательно 2SC1815, просто такие очень часто используются в ATX блоках питания, а многие детали сняты именно с них.
Конденсатор C12 нужен для того, чтобы схема не реагировала на прикосновения к выходным проводам, этот номинал можно изменить – я подбирал минимальную емкость при которой данный эффект исчезает, можно использовать вплоть до 0.1мкФ, но желательно меньше.
Резистор R12 ограничивает ток базы транзистора VT2.
Приступим к изучению принципиальной схемы зарядного устройства.
По входу стоит предохранитель на 1 ампер (думаю, что его предназначение ясно), NTC резистор (для ограничения пускового тока, можно использовать любой с сопротивлением 5-10 Ом). При включении в сеть, пока заряжается конденсатор С1 после диодного моста VDS1, схема потребляет значительный ток, и чтобы его ограничить, нужен NTC резистор. Можно конечно поставить более мощный диодный мост, но это увеличивает габариты и стоимость. Диодный мост у меня RS206, опять же это не обязательно, можно применить любой на ток примерно 2А – ну чтоб с небольшим запасом.
Резистор R1 обеспечивает начальное напряжение питания микросхемы, после запуска она питается с дополнительной обмотки трансформатора. Смотрим на 4 и 8 вывод микросхемы – резистор R3 и конденсатор C5 задают частоту на выходе микросхемы (6 вывод) примерно 110 кГц, именно на нее рассчитываем трансформатор. Стабилитрон VD4 защищает нагрузку от перенапряжения при неисправности ОС (Обратной Связи).
В истоке силового транзистора VT1 стоит резистор R6 сопротивлением 2,2 Ома – о нем расскажу позже.
О цепочке RCD клампера (R7 C13 VD3) также расскажу попозже.
И теперь печатка.
Файл в формате программы Sprint Layout можно скачать в конце статьи.
Открываем нужный файл с помощью программы Sprint Layout 5.0, после открытия можно распечатать печатную плату для повторения конструкции. Маленькая подсказка: При наведении курсором мыши на детали всплывают их номиналы. Размер платы 70мм на 45мм.
Расчет трансформатора велся программой уважаемого Старичка (Starichok51), а именно Денисенко Владимира, его программы есть на форуме. Хочу поблагодарить Владимира за огромную помощь в написании статьи!
Ссылка на тему Программы расчета трансформаторов и дросселей
Для дальнейшей работы нам понадобится программа Flyback с первой страницы темы, поэтому скачиваем ее.
Скриншот расчета трансформатора
Трансформатор – сердечник EE19 (Такие сердечники во многих АТХ блоках имеются, нужно его разобрать и перемотать).
Методов для разбора трансформатора несколько:
Кипячение – опускаем трансформатор в чайник и кипятим, вытаскиваем, пробуем разобрать, если сердечник еще не расклеивается, то процедуру повторяем. Нужно добиться размягчения клея, которым склеены половинки сердечника. При расклеивании не спешим – если не поддается, то сильно ковырять не стоит, так как феррит очень хрупкий.
Замачивание – нужно опустить сердечник в емкость и залить ацетоном, желательно герметичную емкость, чтобы меньше запаха было. Остается ждать – лучше оставлять на ночь, чтобы точно расклеился.
Микроволновка – некоторые разбирают трансформатор, положив его в микроволновку и включив на несколько секунд для разогрева (при этом желательно, чтобы еще стакан с водой рядом был), потом вытаскивают и пробуют разобрать.
P/s метод разборки трансформатора с помощью микроволновки я бы не рекомендовал, есть возможность сжечь ее. Хотя такой метод тоже описывают в интернете и пишут, что проблем нет. Я же его тут указал, чтобы коллекция была полной.
Трансформатор разобрали, теперь нужно намотать под необходимые нужды. Для этого берем программу расчета трансформатора для обратноходового ИИП, называется Flyback – ссылку на тему, где можно скачать смотреть выше.
В программе нужно выбрать необходимый сердечник и указывать
минимальное и максимальное напряжение в сети.
Частота преобразования – я указал 110 кГц (задается резистором R3 и конденсатором С5), Отраженное напряжение – можно так и оставить 125 вольт
Максимальное допустимое напряжение на ключе – смотрим даташит на имеющийся транзистор, значение Vdss
Сопротивление канала Rds(on) – смотрим даташит на имеющийся транзистор, значение Rds(on)
Плотность тока – я поставил 5А/мм2 (это значение зависит от условий охлаждения и размеров сердечника. При естественном охлаждении следует выбирать 4-6А/мм2. Если есть искусственная вентиляция, то можно задавать выше, до 8-10А/мм2. Следует учитывать что для маленьких сердечников можно задавать плотность тока выше, а для больших – меньше. Зависит от условия охлаждения обмоток, в больших сердечниках условия охлаждения хуже, поэтому плотность тока нужно выбирать ниже).
Неразрывность тока – лучше задавать равное 0, это соответствует разрывному току.
Диаметр провода первичной обмотки – если поставить галочку “Использовать диаметры проводов”, то при расчете программа будет опираться на данное значение. Сначала эту галочку лучше не ставить, чтобы программа сама рекомендовала диаметр провода. А потом можно подобрать из имеющихся проводов подходящие диаметры взамен рекомендованных.
Вторичные обмотки
Указываем необходимое напряжение, ток, падение напряжение на диоде.
В моем случае:
выходная обмотка питания 12 вольт, 1 ампер, 0,8 вольт
обмотка питания микросхемы 15 вольт, 0,01ампер, 0,8 вольт
При нажатии кнопки Рассчитать программа выдает нам следующие данные:
Первичная обмотка – 136 витков проводом 0,18 мм одна жила,
Вторичная обмотка – 14 витков проводом 0,35 мм три жилы (мотается сразу тремя проводами указанного диаметра)
Обмотка питания микросхемы – 18 витков проводом 0,07 мм в одну жилу
Диаметр провода можно выбрать немного больше – главное, чтобы при намотке все обмотки поместились в окно сердечника. Программа показывает Коэффициент заполнения окна, при значении до 0,3 провод должен поместиться в окно, но все зависит от того, как будете мотать трансформатор. Витки нужно укладывать плотно, виток к витку. Если мотать не очень аккуратно, то провод может не поместиться, поэтому тут только тренировка…
Чтобы была как можно меньше индуктивность рассеяния, с которой потом придется бороться с помощью RCD клампера, мотать трансформатор нужно так: половина первички, вторичка, обмотка питания микросхемы, вторая половина первички. Не забываем про межслойную изоляцию. После намотки нужно выставить зазор сердечника (Если сердечник с зазором по центральному керну, то зазор нужен не менее 0,3 мм – в скриншоте указано, если без зазора в центральном керне, то нужно выставить зазор 0,15 мм по крайним). Самое идеальное решение при подборе зазора – измерять индуктивность первички, и зазором подогнать необходимую величину индуктивности. Не путаем начала и концы обмоток (отмечены точками), для этого нужно мотать все обмотки в одну сторону.
Конденсатор фильтра питания 22мкФ, рекомендованное значение программа расчета также выдает.
Резистор в истоке силового транзистора, по схеме 2,2 Ома – это соответствует току через транзистор 0,45А. Сопротивление резистора = 1 / Амплитуда тока транзистора, (амплитуду смотрим по программе расчета). Если нет подходящего номинала резистора (при условии что будете делать расчет под свои нужды), то можно взять чуть меньше, но сильно не занижаем – помним, что этот резистор ограничивает ток через ключ и его нельзя превышать.
Силовой транзистор VT1 –полевик 2N60, можно применить и другие подходящие по параметрам. Я снимал его также с блока АТХ (в дежурке стоят… иногда там используются биполярники – ищем даташит на имеющийся транзистор, чтобы не воткнуть нечаянно биполярник в эту схему)
Обратная связь – оптопара. У меня pc817 – думаю, найти такую нет проблем.
Выходной диод шотки или любой быстродействующий, рассчитанный на ток выше чем максимально потребляемый нагрузкой и обратным напряжением равным или выше чем Ud обрат. (смотрим в программе расчета). В данной схеме можно использовать что-нибудь типа MBR3100, MBR1660 и т.п. – смотреть, что есть в продаже или в наличии.
Вот мы и намотали и запаяли трансформатор, теперь возьмемся за RCD клампер.
В программе расчета из меню можно вызвать вспомогательную программу расчета RCD клампера.
или
Верхний рисунок в положении переключателя Амплитуда выброса, нижний рисунок в положении Емкость конденсатора.
Остановимся подробнее на полях программы.
Отраженное напряжение – берем из результатов расчета трансформатора
Амплитуда выброса – желаемое напряжение выброса от энергии, запасенной в индуктивности рассеяния первичной обмотки, над отраженным напряжением
С правой стороны можно поставить галочку для расчета емкости клампера по заданной амплитуде выброса либо расчет амплитуды выброса по заданной емкости. Амплитуду выброса можно выбирать 100-110 вольт.
Амплитуда тока – амплитуда тока в первичной обмотке, берем из результатов расчета трансформатора
Частота преобразования – лучше вводить реальную частоту преобразования, а не расчетную (при отсутствии возможности измерить частоту можно подставить расчетную, но тогда расчет может быть не совсем точный)
Индуктивность рассеяния – индуктивность рассеяния первичной обмотки, либо измеряем при закорачивании ВСЕХ вторичных обмоток, либо пользуемся предварительными расчетами по периодам свободных колебаний
Эквивалентная емкость – это сумма нескольких емкостей: выходная емкость ключа, емкость первичной обмотки, емкость монтажа, в общем все емкости, которые участвуют в колебательном процессе.
При нажатии кнопки Рассчитать, программа выдаст нам либо емкость конденсатора, сопротивление резистора и мощность рассеиваемую на нем, марку “медленного” диода и сопротивление резистора и мощность рассеиваемую на нем при использовании “быстрого” диода, либо те же данные, но с указанием в результатах амплитуды выброса (Зависит от положения переключателя)
Далее рассмотрим нижнюю часть подпрограммы расчета.
Расчет эквивалентной емкости и индуктивности рассеяния
Индуктивность L1 – полная индуктивность первичной обмотки трансформатора
Период колебаний по L1 – период свободных колебаний по полной индуктивности первичной обмотки после окончания передачи энергии. Эти свободные колебания можно увидеть только в режиме разрывного тока
Период колебаний по Ls – период свободных колебаний по индуктивности рассеяния первичной обмотки. Этот период следует измерять на том участке, где уже нет клампинга этих колебаний. (На осциллограмме покажу, что это значит)
При нажатии кнопки Рассчитать, программа выдаст нам Индуктивность рассеяния и Эквивалентную емкость. Если выбрать галочку автоперенос результатов в основной расчет, то эти значения автоматом подставятся в необходимые поля.
Важное замечание: Величины емкости и сопротивления, которые выдает подпрограмма расчета RCD клампера, могут немного отличаться от действительно необходимых величин для правильной настройки работы клампера. Емкость конденсатора программа рассчитывает довольно таки точно. Если нет необходимого номинала, то можно взять ближайший номинал из стандартного ряда, а вот с резистором все равно придется поработать.
Ну а теперь приступим к изучению осциллограмм, чтобы представлять, что мы должны видеть на приборе и знать, что означает каждая часть осциллограмм для правильной настройки ИИП.
Фото осциллограмм…
Сначала одно важное замечание: все измерения осциллографом проводить относительно плюса питания, чтобы пульсации напряжения на сетевом выпрямителе не размазывали картинку.
Чтобы правильно рассчитать и увидеть хорошую осциллограмму нам нужно измерить реальную частоту, на которой работает ИИП.
Вот что у нас получилось с реальной частотой:
На осциллографе положение переключателя 2мкс. В клетке 5 делений, значит одно деление 0,4мкс. Период колебаний почти 27 делений, итого 10,8 мкс. Частота в герцах равна единице, деленой на полученное значение в секундах.
10,8мкс/1 000 000 = 0,0000108 сек. Значит частота = 1/0,0000108 = примерно 92,6кГц
92,6кГц – запоминаем
Теперь нам еще нужно узнать Период колебаний по L1 – период свободных колебаний по полной индуктивности первичной обмотки. Для более точного измерения я переключил осциллограф в положение 1мкс_100v/дел и измеряем на стоке полевика.
Смотрим следующий рисунок
1,8мкс – запоминаем
Период колебаний по Ls – период свободных колебаний по индуктивности рассеяния. Для измерения этого периода пришлось еще растянуть шкалу, я переключил осциллограф в положение 0,2мкс_100v/дел и измерил этот период на стоке полевика.
0,28мкс – запоминаем
Вводим частоту и периоды колебаний в подпрограмму расчета RCD клампера. И видим, что нам предлагает программа. Конденсатор C13 нужен 463пФ – я поставил 470пФ, резистор R7 нужен 131кОм – у меня стоит 150кОм. Отличие настройки клампера от расчетов объясняется приближенностью расчетов. В первую очередь, приближенной оценкой мощности, возвращаемой через “медленный” диод.
на стоке полевого транзистора (осциллограф в режиме 5мкс 100V_дел)
на конденсаторе RCD клампера (осциллограф в режиме 5мкс 100V_дел)
На истоке (осциллограф в режиме 2мкс 1V_дел)
Общая картина видна, теперь для более точного измерения будем растягивать шкалу
Осциллограф в режиме 2мкс 100V_дел
Уровень отраженного напряжения
Выброс над отраженным напряжением
Уровень отраженного напряжения по верхним осциллограммам, снятых на стоке полевого транзистора, примерно 125 вольт. Выброс над отраженным примерно 100 вольт. При правильном подборе RCD клампера выброс над отраженным напряжением, снятым на стоке, и на клампере будет одинаков и уровень, до которого разряжается конденсатор (нижний рисунок) должен доходить до полки отраженного напряжения (смотрим осциллограмму выше – отметка уровень отраженного напряжения)
У нас это условие выполняется, значит, можно считать, что ИИП собран и настроен на оптимальный режим работы!
Ну и несколько фотографий собранной платы:
Путем расчета трансформатора и некоторых деталей данную схему можно применить и для других целей. А именно: можно использовать как маломощный блок питания или как зарядное устройство для небольших аккумуляторов с UPS.
В виду того, что вышла новая версия программы расчета обратноходовых источников питания flyback 7.0 у многих пользователей начались проблемы с расчетом RCD клампера. Причина одна – оставляют пустым поле остаток напряжения после выброса, чтобы таких вопросов не возникало прилагаю следующую осциллограмму
На ней я пометил на уже существующей осциллограмме уровень остаток напряжения после выброса. Осциллограф в режиме 2мкс 100V_дел – считаем: указанная линия примерно 145 вольт, уровень отраженного напряжения примерно 125 вольт, значит для того чтобы узнать остаток напряжения после выброса нужно от 145 вольт вычесть 125 вольт = 20 вольт, вот именно это значение и вводим в поле остаток напряжения после выброса.
А теперь смотрим, что получилось:
В программу расчета Flyback 7.0 я ввел те же значения, что и в младшей версии программы. По расчетам отличий нет (незначительные есть, но они никак не влияют в целом на конструкцию)
Теперь вводим все необходимые данные в расчет RCD клампера
что мы видим? А видим то, что номинал резистора клампера даже еще ближе к установленному мной в данной конструкции!
Хотелось бы еще раз сказать огромное Спасибо Владимиру за его программы!!!
Всем Спасибо и удачи в построении импульсных источников питания!
Продолжение следует (ждем подробную статью по сборке зарядного устройства)
Файлы:
http://www.radiokot.ru/01_pre.jpg Фото светодиода
http://www.radiokot.ru/21_pre.jpg фото 4
http://www.radiokot.ru/19_pre.jpg фото 1
http://www.radiokot.ru/20_pre.jpg фото 2
http://www.radiokot.ru/02_pre.jpg Схема
http://www.radiokot.ru/14_pre.jpg исток
http://www.radiokot.ru/15_pre.jpg клампер 2мкс 100V_дел
http://www.radiokot.ru/13_pre.jpg клампер
http://www.radiokot.ru/16_pre.jpg Уровень отраженного напряжения
http://www.radiokot.ru/08_pre.jpg измерение реальной частоты
http://www.radiokot.ru/05_pre.jpg Скриншот расчета
http://www.radiokot.ru/11_pre.jpg Период колебаний по Ls
http://www.radiokot.ru/10_pre.jpg Период колебаний по L1
http://www.radiokot.ru/08_pre.jpg измерение реальной частоты
http://www.radiokot.ru/12_pre.jpg сток полевого транзистора
http://www.radiokot.ru/17_pre.jpg Выброс над отраженным напряжением
http://www.radiokot.ru/18_pre.jpg выброс и разряд
04_pre.jpg Печатка
http://www.radiokot.ru/02_pre.jpg Схема
http://www.radiokot.ru/06_pre.jpg переключатель в положении Амплитуда выброса
http://www.radiokot.ru/07_pre.jpg переключатель в положении Емкость конденсатора
Печатная плата
Все вопросы в Форум.
Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? |
www.radiokot.ru
Простой драйвер светодиода от сети 220В
Для питания светодиоду требуется источник постоянного напряжения и устройство стабилизации тока – драйвер. А если требуется (или очень хочется) подключить светодиод к сети 220В? И светодиод, при этом, мощный? Простым резистором и диодом здесь не обойтись. Самый правильный, вернее, единственно правильный способ – использовать специализированный драйвер. Его можно даже самому собрать (читайте в статье «Схема драйвера для светодиодов от сети 220В»).
Впрочем, есть и менее правильные, но, в целом, рабочие варианты. Один из них – собрать стабилизатор тока для светодиода из обычной энергосберегающей лампы.
Прежде чем начнем, помните: все, что вы делаете, вы делаете на свой страх и риск! Мы не даем никакой гарантии, что получившийся прибор заработает у вас правильно. И не несем никакой ответственности за возможный ущерб или повреждения, которые, теоретически, могут случиться, если что-то пойдет не так, как задумано.
Предстоит работать с опасным для жизни напряжением в 220В и, скорее всего, без точной технической документации на конкретную переделываемую лампу. Если вы не знаете правил предосторожностей при работе с высоким напряжением, не сильно уверенно держите в руках паяльник, то лучше откажитесь от этой затеи – в конце концов, готовый драйвер от сети 220В стоит не так уж дорого.
Но, если интересно, то вперед!
Обычная энергосберегайка, она же компактная люминесцентная лампа или КЛЛ, содержит в себе электронное устройство, обеспечивающее поджег и горение газоразрядных ламп. КЛЛ имеют очень приличный срок службы – до 10 000 часов, но с течением времени яркость их свечения снижается, они начинаю сильнее греться, начинают мерцать или вообще перестают светить. При этом, чаще всего, из строя выходит именно «стеклянная часть» лампы, а ее электроника остается в полном порядке. Поэтому, для экспериментов вполне подойдет старая лампа, которая перестала работать, а вы ее почему-то не выбросили. Если есть выбор, то лучше взять лампу помощнее. У меня для опытов оказался пациент, изображенный на картинке в начале статьи.
Запыленная и пожелтевшая лампа Maxus 26W верой и правдой отслужила несколько лет и была заменена, поскольку светить стала чуть ли не вдвое тусклее, чем нужно.
Аккуратно, по пояску открываем лампу.
Аккуратно открытая энергосберегающая лампа
Видим балласт, от которого два провода уходят к цоколю и четыре к стеклянным колбам. Откусываем их все и извлекаем электронную часть. Только внимательно – один из цокольных проводов к плате может идти через висящий резистор. Он тоже нужен, откусывайте за ним.
Получилась вот такая штучка.
Извлеченный балласт люминесцентной лампы – до переделки
Теперь от разрушения ламп переключимся к изучению их принципиальных схем. Импульсный преобразователь (электронный балласт) компактных люминесцентных ламп может различаться деталями для конкретных ламп, но принципиально его схема выглядит так:
Принципиальная схема балласта компактной люминесцентной лампы
Желтым цветом выделено то, что может значительно отличаться от лампы к лампе в зависимости от производителя и ее мощности. В любом случае, оставляем эту часть безо всяких изменений. То, что отмечено синим, останется бесхозным после удаления ламп (стеклянных колб) и может быть безболезненно удалено с платы, дабы не мешало.
Получится примерно так:
Импульсный преобразователь после удаления “лишних” деталей
После удаления «синей» части схемы, останется два проводника, повисших в воздухе. Их нужно соединить друг с другом – закоротить. Найдем что с чем соединять на конкретной плате.
Обратная сторона платы импульсного преобразователя
Как видно, нужно закоротить выход дросселя (он же вход в колбы) с выходом из колб по кратчайшему пути. Электроника вашей лампы, скорее всего, внешне будет отличаться от того, что вы видите на картинке. Важно понять сам принцип.
Следующий шаг – сделать из дросселя трансформатор, выпрямить получившийся ток и запитать им светодиоды.
Дело в том, что люминесцентные лампы питаются напряжением высокой частоты (до 50КГц). Соответственно, намотав на дроссель вторичную обмотку, можно получить на ней нужное напряжение.
Аккуратно выпаиваем дроссель. Дальше очень творческая задача – его разобрать. Дроссель состоит из катушки с проводом, в которую сверху и снизу вставляются две половинки Е-образного феррита. Разобрать дроссель – это значит разъединить спаявшиеся за года половинки тонкого и хрупкого феррита (которые еще иногда заливают лаком), снять их и получить свободный доступ к катушке с проводом. Удалите ленту, которая расположена по периметру феррита, после чего нежно и не прикладывая больших усилий, попробуйте его разъединить. Помогает нагревание – например, аккуратно паяльником по всему периметру феррита. У меня получилось, правда, далеко не сразу.
Побежденный и разобранный дроссель
На открывшуюся катушку поверх наматываем вторичную обмотку. По моим наблюдениям один оборот вторичной обмотки дает в ней около 0.8В напряжения. В моих планах было запитать две линейки одноваттных светодиодов по 10шт. Для этого мне нужно около 30В напряжения. Итоговый ток требуется небольшой – до 200-250мА, поскольку светодиоды ну очень китайские.
В моем случае получилось 40 витков эмальпровода диаметром 0.25мм. Наматывайте аккуратно, поскольку дроссель потом нужно будет собрать обратно, т.е. вернуть ферриты на место. Не забудьте в конце узкой полоской изоленты или скотча скрепить между собой половинки феррита. Впаиваем дроссель обратно. Получится как-то так.
Результат работы – готовый “драйвер” из балласта энергосберегайки
Подключаем входное сетевое напряжение. Взрывов, фейерверков нет? Чудесно! Теперь аккуратно меряем переменное напряжение на выходах вторичной обмотки. Получилось то, что нужно? Здорово! Если нет, отключаемся от сети и отматываем (чтобы уменьшить) или добавляем (чтобы увеличить) несколько витков в обмотке. Разбирать дроссель для этого не нужно – просто аккуратно продевайте провод между катушкой и ферритом.
У меня две линейки светодиодов. Подключить их можно двумя способами – параллельно – для этого нужно предварительно выпрямить ток. Или встречно – для этого выпрямлять ток не нужно. На схеме это выглядит так.
Параллельное подключение двух линеек светодиодов
Параллельное подключение. Зеленая область – вторичная обмотка, диодный мост и светодиоды. Синяя линия – перемычка. Диодный мост собирается из быстрых диодов. Я взял 4 диода HER307.
Встречное подключение выглядит так:
Встречное подключение двух линеек светодиодов
Оба варианта имеют право на жизнь, я выбрал параллельное подключение с выпрямлением.
После сбора схемы подключите светодиоды через амперметр. Подключите питание. Если сила тока такая, как необходимо – отлично, если нет, то убирая/добавляя витки вторичной обмотки дросселя уменьшите или увеличьте ток.
Результат работы – светодиоды подключены и ярко светят.
У меня получилось около 200мА на две линейки по 10 светодиодов. Маловато, но для настольного светильника хватит.
Очень непривычно видеть подключение светодиодов напрямую от источника тока. Но здесь стабилизация тока достигается за счет точной стабилизации напряжения. И, в данном случае, если что-то произойдет с одной из параллельных линеек светодиодов, ток в оставшихся линейках не изменится, в отличие от обычного подключения через драйвер.
Правильно собранная схема должна иметь серьезный запас по мощности – у меня рабочая мощность 6 из 26 Вт. Ничего (кроме светодиодов) не должно существенно нагреваться в процессе работы (только проверяйте после отключения от сети).
В итоге получился компактный и практически бесплатный «драйвер», который позволил мне подключить светодиоды к сети 220В. Осталось соорудить корпус и смонтировать настольный светодиодный светильник. Но это уже другая история и о ней читайте в статье «Светодиодный светильник своими руками».
Также, имеются готовые модели драйверов для светодиодов, без которых никак не обойтись, если будет нужно получить мощный и яркий свет.
www.flashled.com.ua
ДРАЙВЕР ДЛЯ СВЕТОДИОДОВ
Как известно, светодиод питается постоянным током и требует напряжение в пределах 3-х вольт. Естественно современные мощные светодиоды могут быть расчитаны и на более высокие значения – до 35В. Существует масса различных схем для питания светодиодов от пониженного напряжения. Условно все эти драйверы можно разделить на простые: выполненные на одном – трёх транзисторах, и сложные – с применением специализированных микросхем ШИМ конроллеров.
Как видно по фотографиям, питая драйвер от 5-ти вольт, ток составляет около 0,8А. А подавая на преобразователь максимальные 16 вольт, ток падает до 0,3А. Потребляемая от батареи мощность будет в обеих случаях одинакова. Поэтому данный драйвер можно рекомендовать для использования в автомобилях в светодиодной подсветке салона или тюнинга разноцветными LED элементами.
Отдельной группой стоят мощные LED драйверы, специально предназначенные для питания мощных и сверхмощных светодиодов от сети, но об этом будет рассказано в следующих материалах.
Форум по светодиодным драйверамОбсудить статью ДРАЙВЕР ДЛЯ СВЕТОДИОДОВ
radioskot.ru
Драйвер светодиодной лампы 10вт, 200 одноваттных светодиодов и самодельная LED лампа
Всем привет. Заказывал один драйвер, предложили немного другой, получил третий вариант. Драйвер, что пришёл ко мне, в обзорах на MySku не нашёл. Заниматься полным тестированием драйвера во всех режимах было неинтересно, поэтому обзор не столько самого драйвера, сколько его применения в самодельной светодиодной лампе. Почти повестьПредыстория. Года три назад, переехав на новую квартиру, я полностью перешёл на энергосберегающие лампы. Но обещанные производителем тысячи часов наработки и огромная экономия по сравнению с лампами накаливания оказались мифом. С завидной регулярностью умирали и дешёвые, и дорогие сберегайки, я специально брал лампы разных производителей и разной цены, но ни одна лампа не проработала больше года. Обновив все сберегайки по кругу, я решил, что пора завязывать с этими лампами, экономящими электроэнергию, но не деньги. Вернуться на лампы накаливания было бы шагом назад, да и не везде это было возможно из-за их сильного нагрева. Первые попытки использовать светодиодные лампы-кукурузины провалились, настолько плохо они светили. Время шло, постепенно я покупал для опытов одноваттные светодиоды, затем десятиваттные, драйверы на 3вт с питанием от сети, драйверы на 10вт с DC входом для работы от бортсети авто и т.п. Одной из удачных, на мой взгляд, покупок был лот с алиэкспресс в 200шт одноваттных светодиодов тёплого белого свечения, из которых я решил наделать светильников (http://ru.aliexpress.com/item/1W-LED-Bulbs-High-power-Lamp-beads-Pure-White-Warm-White-300mA-3-2-3-4V/1753409329.html). Опыты с этими светодиодами показали, что перевести на них домашнее освещение вполне реально. Особенно мне понравилось, что они светят очень широким лучом, и не требуют никакой рассеивающей оптики. Ну и нужно было купить 10-ваттные драйверы с питанием от сети 220в.
Я решил взять на пробу пару драйверов, тем более что ненавистный бакс уже упал после своего мощного взлёта. Уже не помню причин, по которым я выбрал именно этого продавца и именно такие драйверы, оформил заказ, но оплатить не успел. Лот и продавец те же, что на ссылке во главе обзора, но тогда драйверы выглядели иначе:
Через пару дней оказалось, что данные драйверы все распроданы, и я хотел было отменить заказ, но продавец мне предложил взамен другие драйверы, прислав фото и уверив, что характеристики их такие же:
Именно такие драйверы предлагает продавец сейчас:
Мне, честно говоря, было всё равно, лишь бы были обещанные 10Вт, а конструктив драйвера мне даже больше понравился, так что я согласился на такой вариант. Правда, продавец долго тянул с отправкой, и отправлен мой товар был почти через 10 дней. Прошел ровно месяц, и я получил драйверы на почте, порядком забыв уже, как они должны выглядеть. И вот что я получил:
Прежде всего, отсутствует предохранитель, который необходим. Присутствующую у многих драйверов тонюсенькую «предохранительную» дорожку на печатной плате я не обнаружил, так что нужен внешний предохранитель. Больше всего меня удивила ёмкость конденсатора фильтра, целых 12мкФ, в то время как обычно в такие драйверы ставят 4,7мкф. Измерение ёмкости показало аж 18мкф, что ещё больше меня удивило, но попутно породило подозрение, что этот конденсатор ёмкостью больше указанной, а по напряжению меньше… По выходу драйвера установлен конденсатор явно меньше посадочного места, но 100мкф там вполне достаточно. Не совсем понятно, зачем поставили два импульсных диода в параллель вместо одного более мощного, одним диодом их теперь не заменишь, его выводы просто не пролезут в отверстия в ПП. В схемотехнике драйвера не стремился разобраться, не очень интересно. Пайка местами очень корявая, видимо пропаивали или допаивали детали со штыревыми выводами вручную.
Ну и затем последовала проверка драйвера батареей из 9 светодиодов, наклеенных на радиатор процессора от старого компьютера.
Кстати, пользуюсь всё ещё тем же тюбиком теплопроводного клея, что описывал в обзоре (https://mysku.ru/blog/ebay/28636.html). Клей засох на выходе из тюбика, но внутри оказался нормальной консистенции, чем я очень доволен, потому что ожидал, что за прошедшее время тюбик высохнет совсем, и придётся вскрывать второй. Закручивайте крышечку аккуратнее, она очень легко трескается… я её обжал термоусадкой…
Драйверы испытание прошли хорошо, выдавали ток 870-890 мА при напряжении 10,4…10,5в. До 10Вт не дотягивают, но светодиодов-то девять, и они одноваттные, так что по мне всё нормально. Померил температуру через полчаса работы: диоды на выходе драйвера разогрелись до 104 градусов, температура трансформатора была порядка 82 градусов. Всё остальное на плате драйвера было значительно холоднее. Немного напрягла столь высокая температура импульсных диодов, но что тут поделаешь? Работают ведь…
Нисколько не удивился, когда температура радиатора от процессора с 9 светодиодами перевалила за 85 градусов. Ну ещё бы, он рассчитан на принудительный обдув, расстояние между пластинами очень мало, и при естественной конвекции этот радиатор ведёт себя просто как алюминиевый брусок. Конечно же, эта температура для светодиодов слишком высока, к тому же условия проверки нельзя назвать жёсткими: и на улице, и в комнате было достаточно прохладно. Поэтому радиатор от процессора был отставлен до времени, когда затею светодиодную лампу с использованием вентилятора (скорее всего значительно более мощную, чем 10вт), и я стал готовить к наклейке светодиодов другой радиатор, благо светиков две сотни штук, можно не экономить…
Другой радиатор был из моих старых запасов, предположительно от какой-то военной техники, где на нём стояли два транзистора, возможно П213 и П210. Сначала я хотел прошлифовать плоскость радиатора под установку светодиодов на заводе, но решил не истончать его основание, и ограничиться удалением краски. Но если глянцевая чёрная эмаль снялась довольно легко, то оказавшийся под ней серо-зелёный грунт оказался таким прочным, что я ещё больше уверовал в военное происхождение данного радиатора. О том, чтобы отколупнуть грунт от металла, вообще не было речи, я смог только срезать верхний слой грунта острой стамеской, а нижний слой, мёртвой хваткой держащийся за металл, пришлось сдирать наждаком, и потом шлифовать радиатор. В итоге я получил не очень качественную поверхность, местами даже не удалил окончательно грунт, так как он наносился на черновую поверхность радиатора, имевшую неровности. Но светодиоды всего лишь одноваттные, поэтому не стал париться, и приклеил их на более-менее качественно отшлифованные места, а также на места, где раньше стояли транзисторы. Получилось не очень эстетично, но «зато дёшево, надёжно и практично». Понятно, что лучше смотрится, когда светодиоды стоят ровными рядами.
На следующий день, когда клей под светодиодами высох, я соединил светодиоды между собой и испытал новый фонарик с драйвером. Более часа гонял фонарь и драйвер, но температура радиатора так и не поднялась выше 52-53 градусов. Причём сначала я располагал пластины радиатора вертикально, а потом для проверки положил радиатор светодиодами вниз, и что удивительно, температура радиатора через некоторое время поднялась всего на 1 градус. Следовательно, при горизонтальном расположении данного радиатора его теплорассеивающая способность практически не меняется, и можно применить его в лампе, светящей вниз.
От сгоревших сберегаек я оставлял цоколи, чтобы использовать их в будущем, и вот в дело пошёл первый цоколь. В нём ещё с времён сберегайки имелся предохранитель, и мне не пришлось ставить дополнительную защиту на драйвер. Опилив цоколь соответствующим образом, я прикрепил его к радиатору со светодиодами двумя саморезами. Дуги пластика с натягом вошли меж пластин радиатора, так что ничего не болтается.
Довольно долго (пару минут) я думал, как же мне закрепить на этом фонарике драйвер. В нём никаких монтажных отверстий не предусмотрено, поэтому я поступил «по китайски», и закрепил драйвер термоклеем за провода. Потом, правда, засомневался, не расплавится ли этот клей при нагреве радиатора, всё-таки под потолком температура куда выше, чем на столе, где я проводил испытания. Но лампа работала весь вечер, и клей не расплавился. Может кто знает, какая у него температура плавления?
Ну и сама светодиодная лампа. Сразу предупреждаю, зрелище не для слабонервных, это скорее опытный образец, чем законченное изделие, и ещё предстоит подумать, как придать подобной лампе более цивилизованный вид:
Для проверки этой самоделки в реальных условиях, а также для оценки освещённости независимым экспертом, в роли которого выступила жена, я вкрутил эту лампочку в люстру на кухне.
Характер освещённости кухни этой лампой сильно отличается от сберегайки или лампы накаливания, так как они светят во все стороны, а светодиодная лампа имеет чёткую направленность вниз. Поэтому самоделка отлично (субъективно не хуже чем сберегайка на 20вт) освещает кухонный стол и стены на высоту примерно 1,5метра. Выше идёт светоненевая граница, немного рассеянная сетчатым абажуром. Потолок остаётся практически тёмным. Отражённый от потолка рассеянный свет практически отсутствует, и если, например, заслонить своей широкой спиной свет от лампы, то в тени освещённость некомфортно низкая. При использовании обычной лампочки кухня более равномерно освещается рассеянным светом, отражённым от потолка, и столь выраженных теней нет.
В целом жене характер освещения кухни новой лампой понравился, свет кажется необычным, но это скорее из-за привычки к сберегайкам и лампам накаливания. Решили на пару-тройку дней оставить в кухонной люстре эту светодиодную самоделку, чтобы оценить её не по первому впечатлению, а «набрать статистику». Но в том виде, в каком есть, эта лампа скорее всего переселится в какое-нибудь подсобное помещение (после покрытия токонесущих частей лаком), а в кухню я буду делать что-то более красивое.
Ну пока всё. Сейчас раздумываю над тем, как заменить лампы в 5-рожковой люстре в комнате на светодиодные самоделки, но слишком уж громоздкой и тяжёлой получается конструкция, слишком серьёзный радиатор нужен для охлаждения 9 светодиодов. Кроме того, лампы в люстре должны быть как минимум двунаправленными (должны иметь светодиоды минимум с двух сторон), так как рассеянный свет в комнате куда нужнее, чем в кухне. Есть идея конструкции оптимального для такого случая радиатора, но пока очень сырая, надо додумывать и делать опытный образец.
Немного не по теме, но, возможно, тем, кто дочитал до конца, будет интересно. Самую первую светодиодную лампу в своём доме, конечно же самодельную, я поставил в ванную комнату, чтобы заменить только что умершую сберегайку. Те же 9 светодиодов, кусочек игольчатого радиатора от БП отечественного компьютера системы 80186 «Искра», и 10-вт драйвер, купленный лет пять назад на DX, все эти годы валявшийся без применения. На сильно разогревающуюся микросхему драйвера я наклеил небольшой радиатор. Внутреннее устройство лампы скрыто плафоном, и поэтому я совсем не стремился к изящности исполнения. Ламповый патрон оставлен для совместимости, если самоделка откажет. Вот что получилось:
В принципе, получилась вполне полноценная замена сберегайки на 20вт, освещает ванную отлично. Правда, на следующий день после установки лампы в ванную умер диод на выходе драйвера, и я заменил его первым попавшимся под руку диодом КД2997, греется он сильно, так как не Шоттки, но ужасно живуч, и не такое выдерживает. Хоть в ванную из-за повышенной влажности не рекомендуется ставить такой незащищённый драйвер, но я покрыл его лаком, и вот уже около месяца лампа отлично работает.
Но вчера, когда я, придя с работы, щёлкнул выключателем, раздался громкий…, нет, даже не хлопок, а именно взрыв, и вышибло автомат по световой линии. Я сразу понял, что бабахнула моя лампа. Хорошо что «на мину» напоролся я сам, а не кто-то из домашних… Снимая с лампы плафон, я ожидал увидеть что-то ужасное, чёрное-горелое, как Рязань после набега Батыя, но на удивление всё выглядело свежим и исправным, и я не сразу обнаружил эпицентр взрыва.
Оказалось, что взорвался помехозащитный конденсатор на 0,022мкф 630в, который я сам припаял к драйверу, на фото он хорошо виден, голубенький такой. Конденсатор разорвало пополам, части его корпуса разлетелись в стороны, и при этом выгорела «предохранительная» дорожка на плате драйвера. Конденсатор выкусил, выгоревшую дорожку замкнул предохранителем на 2А, включаю — работает! Ну и дела! Никак не ожидал, что рванёт поставленный мной конденсатор, к тому же с таким запасом по напряжению… Подозреваю что он не вынес повышенной влажности, напитал влаги через микротрещину и приветик… Я лаком его целиком не покрывал… К выгоранию самого драйвера был бы морально готов, но драйвер перенёс и пробой импульсного диода, и повышенную влажность тоже выдерживает… В общем, никогда не известно, где же рванёт… Так вот совпало…
mysku.ru
LED драйвер (driver) для светодиодов – схема, характеристики, как подобрать
Светодиодная иллюминация является относительно новым и перспективным направлением в обустройстве интерьеров и экстерьеров. При этом большая ответственность заключается в выборе комплектующих для такого искусственного источника. Правильно выбранная электроника, к которой относится и led driver, обеспечивает долговечную и бесперебойную эксплуатацию всего комплекса приборов.
Особенности работы
Схема светодиодного подключения подразумевает наличие источника тока постоянного типа. Соответственно к имеющимся лентам нужен источник питания не 220 В электросети, а значительно меньший уровень постоянного тока. Привести все к норме помогает led driver – специальный выпрямитель.
Для каждой цепи характерны физические параметры:
- своя мощность, Вт;
- сила тока, А;
- напряжение, В.
Поэтому необходимо рассчитать и выбрать соответствующий светодиодный драйвер. Нередко пользователи сталкиваются с тем, что готов проект схемы подключения, имеются в наличии светодиоды, а подобрать или купить оптимальный драйвер питания светодиодов нет возможности.
Фактически блок питания представляет собой небольшой по габаритам прибор, выдающий на контактах установленное производителями напряжение и силу тока. В идеале эти параметры не зависят от применяемой к нему нагрузки.
Подключение двух резисторов параллельно
Зная законы физики, можно рассчитать, что при подключении к источнику тока с напряжением 12В потребителя с сопротивлением 40 Ом (в качестве последнего может выступать резистор), то по цепи будет протекать 0,3 А. Если же в схеме будет участвовать пара таких параллельных резисторов, то ампераж поднимется до 0,6 А.
Подключение резистора 40 Ом
Драйвер для светодиода работает на поддержание стабильной силы тока. Значение напряжения в таком случае способно варьироваться. При подключении к нему во время выдачи 0,3 А резистора на 40 Ом, потребитель будет питаться напряжением в 12 В. Если же добавить параллельно второй резистор, то напряжение упадет до 6 В, а сила тока останется 0,3А.
При подключении 2-х резисторов ток будет 300А, а напряжение 6В
Самые лучшие драйверы светодиодов обеспечивают любой нагрузке установленный производителями параметр тока, ни взирая на значительное падение напряжения. При этом потребители при опускании значения напряжения до 2 В и получении 0,3 А будут такими же яркими, как и при 3 В и 0,3 А.
Параметры для выбора
Грамотно выбрать драйвер для светодиодной ленты помогают технические параметры изделия. Одним из них является мощность. Она рассчитывается для любого источника питания. Мощность напрямую зависит от параметров компонентов и их количества. Допустимое максимальное значение указано на лицевой стороне упаковки или тыльной части самого изделия.
Мощность для силовых источников обязательно подбирается большей, чем имеющееся значение цепи. В противном случае произойдет повышение температуры блока.
Также обращаем внимание на силу тока и напряжение. Каждый завод маркирует свои изделия, указывая номинальный ампераж. Для светодиодов своими силами подбираем соответствующий светодиодный драйвер. Наиболее популярными являются диоды, потребляющие 0,35 А или 0,7 А. При этом ленты производители предлагают 12 В либо 24 В. Маркировка на блоках питания проводится в виде напряжения и мощности.
Так как драйверы для светодиодов могут располагаться сейчас в любых условиях, то важно обратить внимание на влагозащищенность и класс герметичности.
Нередко приходится применять диоды во влажных условиях, например рядом с бассейном или непосредственно в нем. Тогда требуется обращать внимание на показатель IP, который указывает защиту от проникновения влаги. Значение IPX6 демонстрирует возможность временного затопления, а IPX9 позволяет выдерживать значительное давление.
ВИДЕО: Светодиоды – питание (LED-драйверы)
Варианты подключения
Разберем несколько примеров, как подобрать драйвер для светодиодов. Можно разобрать все на схеме из шести диодов. Они могут подключаться несколькими способами, давая нужный результат.
Последовательно
В подобном случае выбираем источник с 12 В напряжения и током 0,3 А. Основное достоинство метода заключено в том, что по всему контуру к потребителям поступает равный ампераж. При этом все элементы испускают одинаковую яркость. Минусом подключения является необходимость при значительном увеличении диодов иметь в наличии источник с большим номинальным напряжением.
Параллельно
В такой ситуации достаточно светодиодного драйвера, выдающего на контактах 6 В. Однако, ток, который потреблять будет схема повысится в два раза до 0,6 А в сравнении с аналогичным последовательным подключением. Минусы заключаются в том, что токи протекающие для каждого участка, физически будут иметь отличия из-за физических параметров диодов. В результате получится небольшая разница в свечении участков.
Последовательно парами
В данных схемах, собранных своими руками, можно воспользоваться помощью драйверов для светодиодов, аналогичных параллельному соединению. При этом установится яркость равная для каждого участка цепи. В схеме имеется существенный минус. Он очевиден, так как при старте из-за небольших отличий в характеристиках какие-то элементы запустятся раньше других. В это время по ним станет поступать ток удвоенного номинала. Производители допускают кратковременное превышение значения, но применять на практике данную схему все же не рекомендуется. Перед тем, как подобрать драйвер для светодиодов, необходимо оценить все риски.
Соединять подобным образом более двух диодов ни в коем случае нельзя, ведь по каким-то из них пойдет чрезвычайно большой ампераж, что приведет к мгновенному выходу их из строя.
В приведенных примерах светодиодный драйвер брался в каждом случае с мощностью в 3,6 Вт. Это значение не влияло на способы подключения. Исходя из реального примера видно, что подбирать источник питания необходимо в процессе приобретения диодов. Вероятность выбора на следующих этапах существенно снижает шансы найти нужный блок.
Классификация элементов
На прилавках можно обнаружить два основных типа драйверов для светодиодов:
- импульсный тип
- линейный.
Первые являются приборами, обеспечивающими на выходе каскад импульсов высокой частоты. Последнее поколение их использует принцип широтно-импульсной модуляции. Фактически усредненный параметр силы тока рассчитывается как отношение ширины импульса к их периоду. Параметр определяется коэффициентом заполнения.
Импульсные ориентированы на продуцирование высокочастотных импульсов тока
Линейные на выходе обеспечивают значение от генератора тока. Формируется стабилизация тока, а напряжение будет вариабельным. Все настройки проводятся в плавном режиме без образования электромагнитных высокочастотных помех. Даже при относительно небольшом КПД (около 85%) и простоте конструкции их сфера деятельности ограничивается маломощными лентами или светодиодными лампами.
Линейные для подключения лед-элементов
ШИМ-драйверы являются более широко популярными из-за своих позитивных эксплуатационных характеристики:
- длительный срок работы;
- КПД до 95%;
- минимальные габариты.
Минусом для последних является высокий уровень помех, в отличие от линейных.
Дифференцируются драйверы по наличию или отсутствию гальванической развязки. В первом случае обеспечивается больший КПД, повышенная надежность и достаточная безопасность.
Для подключения к стандартной электросети светодиодов могут использоваться и тот, и другой тип драйверов, но преимущественными являются именно те, где есть гальваническая развязка. Именно она отвечает за безопасную эксплуатацию ламп. Если таковой развязки нет, всегда есть риск поражения током.
Срок эксплуатации
Даже сами производители заявляют о том, что драйвер служит меньше, чем оптика. Если последняя рассчитана на 30 тысяч часов, то выпрямитель в лучшем случае проработает 1000 часов. Связан такой разрыв во времени со следующими обстоятельствами:
- перепады напряжения в электросети как в большую, так и в меньшую сторону более чем на 5%;
- разница рабочей температуры в процессе работы;
- повышенная влажность, если речь идет о таких помещениях;
- интенсивность – чем больше работает и меньше выключается, тем длительнее срок работы.
Первое, что принимает на себя основной удар – сглаживающий конденсатор, у которых при повышенной влажности, температуре и при скачках напряжения начинает интенсивно испаряться электролит. При его недостатке уровень пульсаций увеличивает, что и приводит к выходу из строя лед-драйвера.
Но самое интересное, что сокращает срок работы неполная загруженность. Если вы купили элемент на 150 ватт, а нагрузка не превышает 70, оставшиеся 80 будут возвращаться в сеть и провоцировать ее перегруз. Всегда правильно выбирайте рабочие элементы, чтобы максимально сопоставить эффективность и реальные условия.
ВИДЕО: Простой источник питания для светодиодов
www.diodgid.ru