www.diagram.com.ua
www.diagram.com.ua

Русский: Русская версия English: English version

Translate it!

+ Поиск по всему сайту
+ Поиск по журналам
+ Поиск по статьям сайта
+ Поиск по каталогу схем
+ Поиск по схемам СССР
+ Поиск по Библиотеке

ВСЕ СТАТЬИ А-Я

БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
СПРАВОЧНИК
АРХИВ СТАТЕЙ

НОВОСТИ НАУКИ И ТЕХНИКИ, НОВИНКИ ЭЛЕКТРОНИКИ

ФОРУМЫ
ВАШИ ИСТОРИИ ИЗ ЖИЗНИ
ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ
ОТЗЫВЫ О САЙТЕ

КАРТА САЙТА

Бесплатная техническая библиотека РАЗДЕЛЫ БЕСПЛАТНОЙ ТЕХНИЧЕСКОЙ БИБЛИОТЕКИ:
Архив и лента новостей
Книги и сборники
Технические журналы
Архив статей и поиск
Схемы и сервис-мануалы
Электронные справочники
Русские инструкции
Радиоэлектронные и электротехнические устройства

СКАЧАЙТЕ БЕСПЛАТНО:

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ БЕСПЛАТНО:
Автомобиль
Автомобильные электронные устройства
Аккумуляторы, зарядные устройства
Акустические системы
Альтернативные источники энергии
Антенны
Антенны КВ
Антенны телевизионные
Антенны УКВ
Антенные усилители
Аудио и видеонаблюдение
Аудиотехника
Блоки питания
Бытовая электроника
Бытовые электроприборы
Видеотехника
ВЧ усилители мощности
Галогенные лампы
Генераторы, гетеродины
Гирлянды
Гражданская радиосвязь
Детекторы напряженности поля
Дозиметры
Дом, приусадебное хозяйство, хобби
Зажигание автомобиля
Заземление и зануление
Зарядные устройства, аккумуляторы, батарейки
Защита электроаппаратуры
Звонки и аудио-имитаторы
Измерения, настройка, согласование антенн
Измерительная техника
Индикаторы, датчики, детекторы
Инструмент электрика
Инфракрасная техника
Кварцевые фильтры
Компьютерные интерфейсы
Компьютерные устройства
Компьютерный модинг
Компьютеры
Личная безопасность
Люминесцентные лампы
Медицина
Металлоискатели
Микроконтроллеры
Микрофоны, радиомикрофоны
Мобильная связь
Модернизация радиостанций
Модуляторы
Молниезащита
Музыканту
Начинающему радиолюбителю
Ограничители сигнала, компрессоры
Освещение
Освещение. Схемы управления
Охрана и безопасность
Охрана и сигнализация автомобиля
Охрана и сигнализация через мобильную связь
Охранные устройства и сигнализация объектов
Переговорные устройства
Передатчики
Передача данных
Предварительные усилители
Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы
Применение микросхем
Пускорегулирующие аппараты люминесцентных ламп
Работа с CAD-программами
Радиолюбительские расчеты
Радиолюбителю-конструктору
Радиоприем
Радиостанции портативные
Радиостанции, трансиверы
Радиоуправление
Разная бытовая электроника
Разные компьютерные устройства
Разные узлы радиолюбительской техники
Разные устройства гражданской радиосвязи
Разные электронные устройства
Разные электроустройства
Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы
Регуляторы тембра, громкости
Регуляторы тока, напряжения, мощности
Сварочное оборудование
Светодиоды
Синтезаторы частоты
Смесители, преобразователи частоты
Спидометры и тахометры
Справочник электрика
Справочные материалы
Стабилизаторы напряжения
Студенту на заметку
Телевидение
Телефония
Теория антенн
Техника QRP
Технологии радиолюбителя
Технология антенн
Трансвертеры
Узлы радиолюбительской техники
Усилители мощности
Усилители мощности автомобильные
Усилители мощности ламповые
Усилители мощности транзисторные
Усилители низкой частоты
Устройства защитного отключения
Фильтры и согласующие устройства
Цветомузыкальные установки
Цифровая техника
Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки
Электрику
Электрику. ПТЭ
Электрику. ПУЭ
Электрические схемы автомобилей
Электрические счетчики
Электричество для начинающих
Электробезопасность, пожаробезопасность
Электродвигатели
Электромонтажные работы
Электронный впрыск топлива
Электропитание
Электроснабжение
Электротехнические материалы

СТАТЬИ БЕСПЛАТНО:
Батарейки и аккумуляторы
Большая энциклопедия для детей и взрослых
Биографии великих ученых
Важнейшие научные открытия
Детская научная лаборатория
Должностные инструкции
Домашняя мастерская
Жизнь замечательных физиков
Заводские технологии на дому - простые рецепты
Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
Искусство аудио
Искусство видео
История техники, технологии, предметов вокруг нас
И тут появился изобретатель
Конспекты лекций, шпаргалки
Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
Любителям путешествовать - советы туристу
Мобильные телефоны
Моделирование
Опыты по физике
Опыты по химии
Нормативная документация по охране труда
Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
Охрана труда
Параметры, аналоги, маркировка радиодеталей
Радио - начинающим
Секреты ремонта
Советы радиолюбителям
Строителю, домашнему мастеру
Справочная информация
Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
Функциональный состав импортных ТВ
Функциональный состав, пульты, шасси, эквиваленты импортных телевизоров
Чудеса природы. Увлекательное путешествие вокруг земного шара
Шпионские штучки
Электрик в доме
Эффектные фокусы и их разгадки

ЖУРНАЛЫ БЕСПЛАТНО:
Блокнот Радиоаматора
Домашний компьютер
Домашний ПК
КВ журнал
КВ и УКВ
Квант
Компьютерра
Конструктор
Левша
Моделист-конструктор
М-Хобби
Наука и жизнь
Новости электроники
Новый Радиоежегодник
Популярная механика
Радио
Радио Телевизия Електроника
Радиоаматор
Радиодело
Радиодизайн
Радиокомпоненты
Радиоконструктор
Радиолюбитель
Радиомир
Радиосхема
Радиохобби
Ремонт и сервис
Ремонт электронной техники
Сам
Сервисный центр
Силовые машины
Схемотехника
Техника - молодежи
Химия и жизнь
ЭКиС
Электрик
Электроника
Юный техник
Юный техник для умелых рук
Я - электрик
A Radio. Prakticka Elektronika
Amaterske Radio
Chip
Circuit Cellar
Electronique et Loisirs
Electronique Pratique
Elektor Electronics
Elektronika dla Wszystkich
Elektronika Praktyczna
Everyday Practical Electronics
Evil Genius
Funkamateur
Nuts And Volts
QEX
QST
Radiotechnika Evkonyve
Servo
Stereophile

КНИГИ СЕРИЙНЫЕ БЕСПЛАТНО:
Библиотека по автоматике
Библиотека электромонтера
Библиотечка Квант
Библиотечка электротехника
Знай и умей
Массовая радиобиблиотека

КНИГИ ПО РАДИОТЕХНИКЕ И ЭЛЕКТРОНИКЕ БЕСПЛАТНО:
Автомобиль
Аппаратура СВЧ
Запись и воспроизведение звука
Ламповая аппаратура
Начинающему радиолюбителю
Охрана и безопасность
Радиолокация, навигация
Радиотехнические технологии
Радиоуправление, моделизм
Робототехника
Схемотехника
Теоретическая электроника, радиотехника
Усилители
Цифровая обработка сигналов
Электроника в быту
Электроника в медицине
Электроника в науке
Электроника для музыканта

КНИГИ ПО РЕМОНТУ БЕСПЛАТНО:
Ремонт аудиотехники
Ремонт бытовая техники
Ремонт видеотехники
Ремонт телевизоров ламповых
Ремонт телевизоров полупроводниковых
Ремонт мониторов
Ремонт оргтехники
Ремонт радиоприемников
Ремонт телефонов и факсов
Спутниковое телевидение
Теория телевидения
Теория ремонта электроники

КНИГИ ПО ИЗМЕРЕНИЯМ БЕСПЛАТНО:
Измерения и метрология
Измерительная аппаратура
Измерительная техника. Схемы и описания

КНИГИ ПО СВЯЗИ БЕСПЛАТНО:
Антенны
Аппаратура любительской радиосвязи
Линии связи, передача данных
Мобильные телефоны
Теория и практика радиосвязи

КНИГИ ПО ЭЛЕКТРИКЕ БЕСПЛАТНО:
Автоматика, автоматизация, управление
Аккумуляторы, элементы питания, зарядные устройства
Альтернативные источники энергии
Источники питания, стабилизаторы, преобразователи
Молниезащита
Осветительная аппаратура
Охрана труда, электробезопасность, пожаробезопасность
Релейная защита
Сварка, сварочное оборудование
Теория электротехники
Устройства телемеханики
Электрику, электромонтажнику, электромеханику
Электрические сети, воздушные и кабельные линии
Электродвигатели
Электрооборудование
Электропривод
Электростанции, подстанции
Электротехнические справочники
Энергетика, электроснабжение

СБОРНИКИ БЕСПЛАТНО:
В помощь радиолюбителю
Радиоаматор-лучшее
Радиоежегодник

СПРАВОЧНИКИ БЕСПЛАТНО:
Зарубежные микросхемы и транзисторы
Измерительная техника. Схемы и описания
Медицинская аппаратура
Механизмы импортной аудио и видеоаппаратуры
Прошивки зарубежной аппаратуры
Пульты ДУ импортных телевизоров
Радиокомпоненты Atmel
Радиокомпоненты Cirrus Logic
Радиокомпоненты Maxim
Радиокомпоненты Microchip
Радиокомпоненты Mitsubishi
Радиокомпоненты Motorola
Радиокомпоненты National Semiconductor
Радиокомпоненты Panasonic
Радиокомпоненты Philips
Радиокомпоненты Rohm
Радиокомпоненты Samsung
Радиокомпоненты Sharp
Радиокомпоненты Sony
Радиокомпоненты Toshiba
Соответствие моделей и шасси телевизоров
Строчные трансформаторы HR
Строчные трансформаторы Konig

СХЕМЫ И СЕРВИС-МАНУАЛЫ БЕСПЛАТНО:
Бытовая техника Beko
Бытовая техника Braun
Бытовая техника Candy
Бытовая техника Elenberg
Бытовая техника Elica
Бытовая техника Gorenje
Бытовая техника Hansa
Бытовая техника Merloni
Бытовая техника SEB
Бытовая техника Snaige
Бытовая техника Stinol
Бытовая техника Universal
Бытовая техника Whirpool

Зарубежные DVD-плееры
Зарубежные автомагнитолы
Зарубежная аудиоаппаратура
Зарубежные видеокамеры
Зарубежные видеомагнитофоны и видеоплееры
Зарубежные мониторы
Зарубежные моноблоки
Зарубежные телевизоры
Зарубежные телефоны
Зарубежные факсы

Мобильники Benq-Siemens
Мобильники Eastcom
Мобильники Ericsson
Мобильники Fly Bird
Мобильники LG
Мобильники Maxon
Мобильники Mitsubishi
Мобильники Motorola
Мобильники Nokia
Мобильники Panasonic
Мобильники Pantech
Мобильники Samsung
Мобильники Sharp
Мобильники Siemens
Мобильники Sony-Ericsson
Мобильники TCL
Мобильники Voxtel

Отечественные телевизоры
Отечественная аудиоаппаратура

Справочники по вхождению в режим сервиса

Схемы блоков питания импортных телевизоров и видеотехники

Телевизоры Avest
Телевизоры Beko
Телевизоры, аудио, видеотехника Elenberg, Cameron, Cortland
Телевизоры Erisson
Телевизоры Rainford
Телевизоры Roadstar
Телевизоры Rolsen
Телевизоры Vestel
Телевизоры Витязь
Телевизоры Горизонт
Телевизоры Рекорд
Телевизоры Рубин

Станки металлообрабатывающие
Электроинструмент Bocsh
Электроинструмент Makita

БЕСПЛАТНЫЙ АРХИВ СТАТЕЙ
(150000 статей в Архиве)

АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ СТАТЕЙ:
Библиотечка Квант указатель
Библиотека по автоматике указатель
Библиотека электромонтера указатель
Библиотечка электротехника указатель
Блокнот Радиоаматора указатель
В помощь радиолюбителю указатель
Знай и умей указатель
Массовая радиобиблиотека указатель
КВ и УКВ указатель
КВ журнал указатель
Квант указатель
Конструктор указатель
Моделист-конструктор указатель
Наука и жизнь указатель
Новости электроники указатель
Новый Радиоежегодник указатель
Популярная механика указатель
Радио указатель
Радиоаматор указатель
Радиоаматор-лучшее указатель
Радиоежегодник указатель
Радиодело указатель
Радиодизайн указатель
Радиокомпоненты указатель
Радиоконструктор указатель
Радиолюбитель указатель
Радиомир указатель
Радиосхема указатель
Радиохобби указатель
Ремонт и сервис указатель
Ремонт электронной техники указатель
Сам указатель
Сервисный центр указатель
Силовая электроника указатель
Схемотехника указатель
Техника - молодежи указатель
Химия и жизнь указатель
ЭКиС (Электронные компоненты и системы) указатель
Электрик указатель
Электроника указатель
Юный техник указатель
Я - электрик указатель

СПРАВОЧНИК БЕСПЛАТНО

ПАРАМЕТРЫ РАДИОДЕТАЛЕЙ БЕСПЛАТНО

ДАТАШИТЫ БЕСПЛАТНО

ПРОШИВКИ БЕСПЛАТНО

РУССКИЕ ИНСТРУКЦИИ БЕСПЛАТНО


Стол заказов СТОЛ ЗАКАЗОВ:

СХЕМЫ ПОД ЗАКАЗ:
Импортные DVD
Импортные автоаудио
Импортные аудио
Импортные видеокамеры
Импортные видеомагнитофоны
Импортные кондиционеры
Импортные мониторы
Импортные моноблоки
Импортные проекторы
Импортные СВЧ-печи
Импортная спутниковая аппаратура
Импортные стиральные машины
Импортные телевизоры
Импортные телефоны
Импортные факсы
Импортные фотоаппараты
Импортные холодильники

Отечественные автоаудио
Отечественные видеомагнитофоны
Отечественные магнитофоны
Отечественные мониторы
Отечественные приборы
Отечественные радиолы
Отечественные радиоприемники
Отечественные усилители
Отечественные цветные телевизоры
Отечественные черно-белые телевизоры
Отечественные электрофоны


Бонусы БОНУСЫ:

НА ДОСУГЕ:
Интерактивные флеш-игры
Игры он-лайн
Ваши истории
Знаете ли Вы, что...
Зрительные иллюзии
Веселые задачки
Каталог Вивасан
Палиндромы

ИСТОРИИ ИЗ ЖИЗНИ

ССЫЛКИ

ДОБАВИТЬ В ЗАКЛАДКИ

Оставить отзыв о сайте

ДИАГРАММА
© 2000-2017

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

Перевод:
Наталья Кузнецова

Контакты

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на http://www.diagram.com.ua

сделано в Украине
сделано в Украине

Диаграмма. Бесплатная техническая библиотека

Бесплатная техническая библиотека Бесплатная техническая библиотека Как скачивать файлы с сайта? Как скачивать файлы с сайта? Добавить в закладки, оставить отзывДобавить в закладки, оставить отзыв

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники. Большая подборка статей со схемами, иллюстрациями, комментариями Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатная библиотека / Схемы радиоэлектронных и электротехнических устройств

Источник питания на микросхеме UCC28810 для светодиодного светильника мощностью 18...48 Вт

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания

Комментарии к статье Комментарии к статье

Автор предлагает вниманию читателей два варианта источника питания для светодиодных светильников (их еще называют LED-драйверами), один из них - второй - по многим параметрам можно отнести к источникам высокого класса (премиум-класса).

За последние несколько лет светодиод стал, без сомнения, самым популярным источником света, все активнее вытесняя прочие виды. Так, если раньше светодиод ассоциировался с индикаторным прибором и был знаком в основном техническим специалистам, то в наши дни, слово это стало обиходным и чуть ли не синонимом обыкновенной лампы накаливания. И в этом нет ничего удивительного, ведь как только современные технологии позволили получить и запустить в массовое производство светодиоды белого свечения со светоотдачей более 100 лм/Вт, что более чем в десять раз превышает показатель лампы накаливания и в два-три раза компактной люминесцентной лампы, вопрос экономии энергоресурсов получил новое решение. Чем и не преминули воспользоваться разработчики и производители осветительных приборов во всем мире, с невероятной скоростью заполняя рынок светодиодными "аналогами" всех существующих видов ламп и светильников.

К тому же светодиоды, в силу своей высокой технологичности и надежности, малых габаритов и пр., позволяют создавать источники света самых разнообразных форм, размеров, конструкций и назначения, предлагая все новые экономичные решения. И одна из самых массовых областей применения светодиодного освещения - это офисные потолочные светильники мощностью в пределах, приблизительно, от 18 до 48 Вт. Ими сейчас оснащают как новые строящиеся объекты, так и существующие, заменяя парк устаревших люминесцентных светильников.

Любой светодиодный светильник можно условно разделить на две составляющие: собственно светодиоды и источник питания - источник стабилизированного тока, часто называемый драйвером, LED-driver (англ.) для них. Обе они в равной степени определяют технические характеристики, качество и цену светильника. Если же светодиод определяет световой поток и цветовую температуру, то от его источника питания зависят не менее важные параметры, такие как коэффициент пульсаций светового потока, коэффициент потребляемой мощности и пр. Да и надежность светодиодного светильника в основном определяется надежностью его источника питания.

Сейчас на рынке представлен широчайший ассортимент как готовых светильников, так и светодиодных модулей и источников питания для них по отдельности. Проведя сравнительный анализ нескольких десятков моделей источников питания мощностью до 50 Вт (управляемые и с функцией регулирования - диммирования - не рассматривались) от различных производителей, в том числе и отечественных, был составлен обобщенный перечень основных параметров, которыми должен обладать высококачественный LED-драйвер, который можно отнести к премиум-классу:

  • гальваническая развязка нагрузки (светодиодов) и сети питания;
  • коэффициент пульсаций светового потока - не более 1 %;
  • коэффициент потребляемой мощности - не менее 0,95;
  • нестабильность выходного тока во всем интервале входного напряжения питания - не более 1 %;
  • интервал входного питающего напряжения - 90...265 В;
  • комплекс защитных функций: защита холостого хода, защита от перегрузок, защита от замыкания нагрузки и пр.;
  • возможность подстройки выходного тока (плавная или ступенчатая).

В этой статье хотелось бы поделиться некоторым опытом разработки источника питания, удовлетворяющего перечисленным требованиям, а также привести пример простой переделки старого светильника с люминесцентными лампами в светодиодный. Интервал выходного напряжения выбран в пределах 60...120 В. Интервал регулировки выходного тока - в пределах 240...350 мА, что обеспечивает возможность подключения большинства распространенных светодиодных линеек.

Вариантов схемотехнических решений для решения подобной задачи может быть много. Но наиболее распространенным и очевидным здесь представляется обратноходовый преобразователь с гальванической развязкой (в иностранной литературе носящий название fly-back). Существует огромное число специализированных микросхем для построения такого преобразователя, как минимум несколько десятков семейств. И сделать выбор в пользу какой-либо конкретной микросхемы можно, исходя, порой, только из личных симпатий. В радиолюбительской практике выбор зачастую делается, основываясь лишь на цене и доступности микросхемы. Также очень весомым доводом при выборе служит наличие на сайте производителя необходимой справочной информации и, желательно, примеров использования конкретной микросхемы.

В нашем случае выбор пал на микросхему UCC28810D. Эта микросхема - по сути, универсальный ШИМ-контроллер импульсного источника питания, на ней можно собрать как обратноходовые, так и прямоходовые преобразователи, понижающие и повышающие. Также важным достоинством микросхемы является наличие встроенной функции коррекции потребляемой мощности. Это позволяет реализовывать преобразователи с коэффициентом потребляемой мощности (PF - Power Factor) не менее 0,9 без применения дополнительного корректора. Полное описание микросхемы можно найти, например, в [1]. Там же, на сайте производителя (Texas Instruments), размещено большое число готовых примеров (reference designs) источников питания с использованием UCC28810D, предназначенных для светодиодного освещения, что значительно облегчило процесс разработки. В нашем случае за основу взят вариант [2].

Переработке подверглась в основном вторичная часть. Довольно редкий специализированный ОУ TL103WD заменен на распространенный и недорогой LM258D, а также добавлена возможность регулировки выходного тока. Схема получившегося источника приведена на рис. 1.

Источник питания на микросхеме UCC28810 для светодиодного светильника мощностью 18...48 Вт
Рис.1. Схема источника питания (нажмите для увеличения)

Рассмотрим кратко основные узлы и принцип работы устройства. Во вторичной цепи установлен датчик тока - резисторы R22, R23. Он подключен к входам дифференциального усилителя DA2.1, коэффициент усиления которого равен 37,5. Далее усиленный сигнал подается на инвертирующий вход ОУ DA2.2. На его неинвертирующий вход поступает образцовое напряжение с регулируемого источника на параллельном стабилизаторе DA3. ОУ DA2.2 выполняет функцию компаратора. Как только напряжение на инвертирующем входе превысит образцовый уровень (на неинвертирующем входе), напряжение на выходе DA2.2 снизится до нуля и оптопара U1 откроется. В результате микросхема DA1 уменьшит время открытого состояния транзистора VT2 и ток через нагрузку снизится до установленного значения.

С помощью переменного резистора R27 можно регулировать образцовое напряжение на неинвертирующем входе компаратора DA2.2 и соответственно ток через нагрузку (светодиоды). Например, при токе нагрузки 350 мА напряжение на неинвертирующем входе DA2.2 - около 3,5 В, примерно в среднем положении движка резистора R27. При превышении напряжения на выходе 125...128 В, например, в режиме холостого хода, откроется составной стабилитрон VD14-VD16 и компаратор DA2.2 также откроет оптопару U1, а микросхема DА1 уменьшит время открытого состояния транзистора VT2.

На транзисторе VT3 и регулируемом источнике образцового напряжения DА4 собран стабилизированный (11,8 В) источник питания ОУ и оптопары.

Питание микросхемы DА1 в момент включения осуществляется через резисторы R7, R8. В установившемся режиме микросхема питается от дополнительной обмотки трансформатора T1 через стабилизатор на транзисторе VT1. Эта же обмотка через резисторы R13, R16 подключена к входу TZE (вывод 5) DА1, который служит для контроля момента нулевой энергии трансформатора Т1, что необходимо для определения момента очередного открытия транзистора VT2. Полное описание и принцип работы микросхемы UCC28810D можно найти в [1].

Описанный источник питания после сборки, налаживания и испытаний показал следующие характеристики:

  • Входное переменное напряжение, В.......185...245
  • Выходной регулируемый ток, мА .......240...390
  • Нестабильность выходного тока (зависимость от входного напряжения), %, не более .......1
  • Нестабильность выходного тока (зависимость от времени, за 24 ч), %, не более ....... 1
  • Интервал выходного напряжения, В.......60...126
  • КПД, %, не менее .......92
  • Коэффициент пульсаций светового потока, %.......≈12
  • Коэффициент потребляемой мощности (PF), не менее 0,95

Из них следует, что, вопреки ожиданиям, источник не соответствует одному из самых важных требований, приведенных в начале статьи, - коэффициенту пульсаций светового потока. Полученное значение 12 % также не соответствует санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам [3] к освещению помещений, предназначенных для работы за компьютером (должно быть не более 5 %), но вполне подходит, например, для уличного освещения, складского помещения, тренажерного зала и пр. Коэффициент пульсаций светового потока измерялся люксметром ТКА-ПКМ(08) при подключении нагрузки в виде четырех последовательно соединенных светодиодных линеек суммарной мощностью 42 Вт и потребляемым током 350 мА. На осциллографе (рис. 2) эти пульсации выглядят как фон частотой 100 Гц размахом всего лишь 3,6 В на постоянном уровне около 100 В (вход осциллографа - в режиме переменного напряжения).

Источник питания на микросхеме UCC28810 для светодиодного светильника мощностью 18...48 Вт
Рис. 2. Осциллограмма пульсаций

Поскольку на разработку (расчет некоторых элементов, трассировка платы, сборка и пр.) потрачено немало времени, было решено устройство доработать и все же добиться соответствия всем требованиям. Самым простым способом уменьшения коэффициента пульсаций представляется увеличение емкости сглаживающего конденсатора С16. При ее увеличении с 330 до 1000 мкФ (три параллельно включенных конденсатора 330 мкФ на 160 В) коэффициент пульсаций светового потока опускался ниже 5 %, что хорошо, но все же недостаточно. К тому же габариты всего устройства увеличились чуть ли не вдвое, да и стоимость высоковольтных оксидных конденсаторов не маленькая.

Гораздо лучший результат дает увеличение емкости конденсатора С8. При замене пленочного конденсатора С8 оксидным емкостью 47 мкФ коэффициент пульсаций светового потока светильника снижался до желаемого 1 %. Но в этом случае возникает, что ожидаемо, другая проблема - коэффициент потребляемой мощности уменьшается с 0,95 до 0,5. Происходит это вследствие значительного увеличения емкостной составляющей входного сопротивления драйвера, иными словами, устройство превращается в емкостную нагрузку для сети. Вполне логичное решение в этом случае - включить между помехоподавляющим входным фильтром и преобразователем активный корректор коэффициента мощности. Можно, конечно, использовать и более простой пассивный корректор, но эффективность его гораздо ниже. Подобная доработка значительно увеличивает общее число элементов и усложняет устройство, но главная задача - добиться заявленных показателей, поэтому было решено воспользоваться этим вариантом.

Схема отличий доработанного устройства приведена на рис. 3. Нумерация элементов продолжает начатую на рис. 1. Узел корректора коэффициента мощности подключен в разрыв плюсового провода питания, обозначенный на схеме рис. 1 крестом. Кроме этого, параллельно выходу установлены конденсатор емкостью 1 нФ (С29) и резистор сопротивлением 1 МОм мощностью 0,25 Вт (R55). Удалены диоды VD1, VD2 (см. рис. 1), последовательно с резисторами R1 и R2 (мощностью 0,125 Вт) установлен еще один сопротивлением 1 МОм мощностью 0,125 Вт (на плате обозначен как R54), один его вывод соединен с верхним по схеме выводом резистора R1, а другой подключен к катоду диода VD19 (рис. 3). Между выводами 1 и 3 стабилизаторов DA3 и DA4 подключены конденсаторы: между выводами DA3 емкостью 1 нФ (С27), DA4 - 10 нФ (С28). Параллельно конденсатору С20 емкостью 4,7 мкФ (вместо 0,1 мкФ) установлен еще один такой же емкости (4,7 мкФ).

Источник питания на микросхеме UCC28810 для светодиодного светильника мощностью 18...48 Вт
Рис. 3. Схема отличий доработанного устройства

Кроме того, изменены номиналы некоторых элементов. Ёмкость конденсатора С1 увеличена до 0,2 мкФ, с1 1 - до 4,7 мкФ, С17 - до 0,1 мкФ, С8 - уменьшена до 0,1 мкФ, С16 - до 100 мкФ, С18 - до 0,047 мкФ, С19 - до 2,2 мкФ, С9 - 150 пФ, оксидный конденсатор С6 заменен керамическим емкостью 4,7 мкФ. Резисторы R22, R23 (датчик тока) заменены одним сопротивлением 1 Ом мощностью 1 Вт. Сопротивление резистора R17 - 1 Ом, мощность рассеяния - 0,25 Вт. Вместо двух параллельно соединенных резисторов (R18, R19) установлен один той же мощности сопротивлением 1 Ом. Сопротивление резистора R3 - 13 кОм, R4 - 10 кОм, R7 и R8 - 120 кОм, R20 и R24 - 1,8 кОм, R21 и R25 - 36 кОм, R26 - 10 Ом. Стабилитрон BZV55C51 (VD16) заменен на BZV55C18, а BZV55C15 (VD8) - на BZV55C18. Вместо диода HS2K (VD11) применен HS1J.

Активный корректор мощности выполнен на специализированной микросхеме L6561D (DA5). Принцип действия типового активного корректора мощности иллюстрирует график на рис. 4. Когда транзистор VT4 открыт, первичная обмотка трансформатора Т2 оказывается подключенной к выходу диодного моста VD3-VD6, и в ней происходит накопление энергии. В это время источником питания остальной части устройства служит конденсатор С26. Когда ток через первичную обмотку до-стигает максимального значения, транзистор VT4 закрывается, а трансформатор Т2 начинает отдавать всю накопленную энергию через диод VD19 конденсатору С26. Этот процесс повторяется многократно (пилообразный ток через первичную обмотку Т2 показан на графике красным цветом) за полупериод сетевого напряжения (синяя кривая на графике), в результате форма среднего потребляемого тока близка к синусоидальной (показана зеленым цветом). Частота управляющих импульсов определяется микросхемой DА5, она зависит от мгновенного значения сетевого напряжения и скорости разрядки конденсатора С26. С помощью делителя R49-R53, подключенного к входу INV (вывод 1) DА5, на выходе корректора установлено напряжение 390 В.

Делителем R40-R43, подключенным к входу MULT (вывод 3) DА5, устанавливают интервал рабочего напряжения сети, в нашем случае корректор поддерживает постоянный уровень 390 В на конденсаторе С26 в интервале входных напряжений от 90 до 265 В. Питается корректор через диод VD20 от стабилизированного источника на транзисторе VT1 (см. рис. 1). В связи с этим он начинает работать только после запуска обратноходового преобразователя. Вход CS (вывод 4) DА5 служит для контроля тока через транзистор VT4. С выхода GD (вывод 7) управляющие импульсы поступают на затвор транзистора VT4. Вход ZCD (вывод 5) микросхемы служит для определения момента, когда ток через трансформатор уменьшается почти до нуля. Более подробное описание работы микросхемы приведено в [4].

Источник питания на микросхеме UCC28810 для светодиодного светильника мощностью 18...48 Вт
Рис. 4. График иллюстрирующий принцип действия типового активного корректора мощности

Второй вариант драйвера имеет следующие характеристики:

  • Входное переменное напряжение, В.......90...265
  • Интервал выходного напряжения, В.......60...126
  • Выходной регулируемый ток, мА .......240...390
  • Нестабильность выходного тока (зависимость от входного напряжения), %, не более .......1
  • Нестабильность выходного тока (зависимость от времени, за 24 ч), %, не более ....... 1
  • КПД, %, не менее.......87
  • Коэффициент пульсаций светового потока, %, не более ....... 1
  • Коэффициент потребляемой мощности (PF), не менее 0,97

Как видно, второй вариант соответствует всем предъявленным требованиям. Небольшим недостатком можно считать меньший КПД. Осциллограмма переменной составляющей (пульсаций) выходного напряжения приведена на рис. 5. Для наглядности настройки осциллографа и светодиодная нагрузка использовались те же, что и для рис. 2. Та же нагрузка использовалась и при снятии следующих осциллограмм: на рис. 6 верхняя (зеленого цвета) осциллограмма - напряжение на стоке транзистора VT2, нижняя (желтая) - на затворе; на рис. 7 верхняя (зеленая) - на стоке транзистора VT4, нижняя (желтая) - на затворе.

Источник питания на микросхеме UCC28810 для светодиодного светильника мощностью 18...48 Вт
Рис. 5. Осциллограмма пульсаций выходного напряжения

Источник питания на микросхеме UCC28810 для светодиодного светильника мощностью 18...48 Вт
Рис. 6. Осциллограмма выходного напряжения

Источник питания на микросхеме UCC28810 для светодиодного светильника мощностью 18...48 Вт
Рис. 7. Осциллограмма выходного напряжения

Печатные платы разработаны к обоим вариантам. Чертеж платы для первого варианта приведен на рис. 8, расположение элементов - на рис. 9, для второго - на рис. 10, расположение элементов - на рис. 11 . Платы изготовлены из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита FR-4. Все элементы для поверхностного монтажа расположены на стороне печатных проводников, выводные - на противоположной.

Источник питания на микросхеме UCC28810 для светодиодного светильника мощностью 18...48 Вт
Рис. 8. Чертеж платы для первого варианта

Источник питания на микросхеме UCC28810 для светодиодного светильника мощностью 18...48 Вт
Рис. 9. Расположение элементов

Источник питания на микросхеме UCC28810 для светодиодного светильника мощностью 18...48 Вт
Рис. 10. Чертеж платы для второго варианта

Источник питания на микросхеме UCC28810 для светодиодного светильника мощностью 18...48 Вт
Рис. 11. Расположение элементов

Дроссель помехоподавляющего фильтра L2 намотан на магнитопроводе Е19/8/5 (Epcos) и имеет индуктивность 350 мГн, каждая обмотка содержит по 130 витков провода диаметром 0,25 мм. Дроссель L1 - стандартный гантелевидный индуктивностью 3 мГн, рассчитан на ток не менее 0,3 А. Трансформатор Т1 в обоих вариантах драйвера одинаков и выполнен на магнитопроводе Е25/13/7 (Epcos) из материала N27 с зазором 0,5 мм. Первичная обмотка (I) состоит из двух частей и содержит 47+22 витка двухжильного провода, диаметр жилы - 0,3 мм. Индуктивность первичной обмотки - 0,7 мГн. Вторичная обмотка (III) содержит 53 витка трехжильного провода, диаметр жилы - 0,3 мм. Дополнительная обмотка II содержит 13 витков одножильного провода диаметром 0,3 мм. Порядок расположения обмоток следующий: вначале наматывают первую часть первичной обмотки - 47 витков, затем - вторичную, затем вторую часть первичной - 22 витка и самая верхняя - дополнительная обмотка.

Трансформатор корректора мощности имеет такой же магнитопровод с таким же зазором. Его первичная обмотка содержит 175 витков одножильного провода диаметром 0,3 мм, вто-ричная - 7 витков. Индуктивность первичной обмотки - 2,5 мГн. Резисторы R20-R26, R28-R37 желательно использовать с допуском 1 %, остальные - 10 %. Конденсаторы для поверхностного монтажа для второго варианта драйвера С5, С7, С9, С12, С13, С17, С18, С22, С28 - типоразмера 0603, С6, С11, С19, С20, С21, С23, С24, С27 - типоразмера 0805, С30 - типоразмера 1206. Конденсаторы для поверхностного монтажа для первого варианта драйвера С5, С7, С9, С12, С13, С17, С18 - типоразмера 0603, С11, С19, С20 - типоразмера 0805. С14 (для обоих вариантов) - высоковольтный (на номинальное напряжение 630 В) типоразмера 1812. Быстродействующие диоды серии HS2 и MURS160 можно заменить аналогичными, LL4148 - любыми импульсными с обратным напряжением не менее 50 В. Транзисторы MMBT2222ALT1, STP5NK80Z и PZTA42 также можно заменить на аналоги. В первом варианте STP5NK80Z (VT2) можно заменить более низковольтным, например STP5NK60Z. Резисторы R18, R28 и параллельно R48 не устанавливают, места для них на плате предусмотрены для возможности точной настройки.

Устройство смонтировано в подходящем по размерам жестяном корпусе от ЭПРА люминесцентного светильника, от него же использована и изолирующая прокладка, в которую необходимо обернуть плату драйвера перед установкой в корпус. Транзистор VT2 необходимо прикрепить к металлической стенке корпуса винтом или с помощью скобы. Этого теплоотвода вполне хватает при мощности нагрузки от 35 до 50 Вт, транзистор при этом не нагревается выше 50 оС, в случае меньшей мощности теплоотвод не нужен. При эксплуатации драйвера без металлического корпуса с нагрузкой мощностью более 35 Вт к транзистору VT2 необходимо прикрепить любой стандартный малогабаритный теплоотвод. Корпус для драйвера несложно согнуть, например, из корпуса компьютерного блока питания, от него же подойдет и изолирующая пленка.

Всего было изготовлено десять экземпляров варианта драйвера с корректором мощности (см. рис. 3), первые пять из них уже успешно отработали более полугода с максимальной нагрузкой 50 Вт. Фотографии собранной платы второго варианта устройства приведены на рис. 12, рис. 13 - с подключенной нагрузкой (на фото рис. 12 использован "звездный" фильтр). В качестве нагрузки применены светодиодные линейки NEO-L-18R2834_520 отечественного производителя "НЕОН-ЭК". Каждая такая линейка содержит 18 светодиодов SEL-WW2835-3K, которые включены тремя параллельными цепочками, из шести последовательно соединенных светодиодов.

Источник питания на микросхеме UCC28810 для светодиодного светильника мощностью 18...48 Вт
Рис. 12. Собранная плата второго варианта устройства

Источник питания на микросхеме UCC28810 для светодиодного светильника мощностью 18...48 Вт
Рис. 13. Собранная плата второго варианта устройства с подключенной нагрузкой

Правильно собранное устройство начинает работать сразу и в налаживании не нуждается, но все же лучше и безопаснее запускать драйвер поэтапно. Начинаем с вторичной части. Для этого понадобится лабораторный источник питания с выходным напряжением хотя бы 15...20 В, способный отдавать ток до 500 мА. Его подключают параллельно конденсатору С16 и убеждаются, что на эмиттере транзистора VT3 появилось напряжение 11,6...11,8 В. Затем подключают к выходу устройства амперметр и нагрузку. В качестве нагрузки необязательно использовать светодиодные модули, подойдет и мощный проволочный резистор такого сопротивления, чтобы ток был, например, 300 мА. К выводам 3 и 4 оптопары U1 подключают омметр или мультиметр в режиме омметра или прозвонки. Движок переменного резистора R27 устанавливают в нижнее по схеме положение (в положение максимального сопротивления). Теперь, плавно перемещая движок резистора вверх, убеждаются, что оптопара открывается при токе нагрузки (показании амперметра) 300 мА. Движок при этом должен находиться примерно посередине. Можно также проверить открытие оптопары при разных значениях тока, изменяя сопротивление нагрузки.

Далее отключают лабораторный источник, нагрузку с амперметром оставляют и переходят к проверке обратноходового преобразователя. Предварительно отключают корректор мощности - выпаивают транзистор VT4 и трансформатор Т2 или замыкают его первичную обмотку (см. рис. 3). Подключают драйвер к сети 230 В, обязательно через лампу накаливания и еще один амперметр. Если все в порядке, то при токе нагрузки 300 мА и с лампой мощностью 95 Вт потребляемый ток не должен превышать 210 мА, лампа при этом должна светиться примерно в треть накала. Убеждаются, что резистором R27 выходной ток регулируется во всем интервале: от 240 до 390 мА. И напоследок - подключают корректор мощности - лампа должна начать светить чуть ярче, но общий потребляемый ток не должен превышать 310 мА. Можно, конечно, проверять корректор мощности и отдельно, отключив его от остальной части устройства. Если все прошло успешно, можно попробовать подключить драйвер к сети напрямую, без лампы - при напряжении сети 230 В и токе нагрузки 300 мА, потребляемый устройством ток не должен превышать 140 мА.

Если имеется в наличии старый люминесцентный светильник, например, с четырьмя лампами по 18 Вт, его несложно превратить в энергоэффективный светодиодный. От старого светильника понадобится только его корпус, все остальное (лампы, стартер и т. д.) удаляют. В основании корпуса равномерно размещают четыре-пять указанных ранее светодиодных линеек. Далее в нужных местах просверливают отверстия и приклепывают или привинчивают линейки. Каждую линейку желательно равномерно приклепать в четырех местах для обеспечения равномерного отведения тепла. Драйвер размещают и закрепляют на торцевой стороне светильника. Вариант получившегося светильника приведен на рис. 14 и рис. 15 (использован "звездный" фильтр). Источник питания на микросхеме UCC28810 для светодиодного светильника мощностью 18...48 Вт
Рис. 14. Вариант получившегося светильника

Источник питания на микросхеме UCC28810 для светодиодного светильника мощностью 18...48 Вт
Рис. 15. Вариант получившегося светильника

Если есть желание и возможность, можно установить рассеиватель из полистирола или поликарбоната. Однако следует иметь в виду, что рассеиватель, естественно, значительно улучшает эстетические качества светильника, но в не меньшей степени ухудшает его световую отдачу.

Так, относительно прозрачный рассеиватель "Опал" уменьшает световой поток на 30...40 %!

Литература

  1. LED Lighting Power Controller. - URL: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ucc28810.pdf.
  2. PFC Flyback LED Converter 40V-120V @ 0.35A. - URL: http://www.ti.com/tool/PMP4522.
  3. Cанитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы (п. 6.14). - URL: http://www.docload.ru/Basesdoc/39/39082/index.htm#i68582.
  4. L6561 Power Factor Corrector. - URL: http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/datasheet/CD00001174.pdf.

Автор: В. Лазарев

Смотрите другие статьи раздела Блоки питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

Рекомендуем скачать в нашей Бесплатной технической библиотеке:

журналы Сервисный центр 2001 (архив за год)

журналы Электрик 2008 (архив за год)

книга Эрозионная устойчивость маломощных контактов. Разумихин М.А., 1964

книга Конструирование транзисторных приемников прямого усиления. Ткаченко Г.А., 1975

статья Антенна Мидия

статья Улучшение технических характеристик радиоприемников

справочник Вхождение в режим сервиса зарубежных телевизоров. Книга №34

Оставьте свой комментарий к этой статье:

Имя:

E-mail (не обязательно):

Комментарий:

[lol][;)][roll][oops][cry][up][down][!][?]