Сетевой светодиодный светильник. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Освещение

 Комментарии к статье

До недавнего времени наиболее популярными источниками света были лампы накаливания несмотря на их низкий КПД и ограниченный ресурс - всего 1000 ч. На смену им пришли энергосберегающие компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) с заявленным ресурсом до 10 000 ч. При ежесуточной, например, пятичасовой работе срок службы такой лампы должен быть не менее пяти лет, но на практике нередко оказывается значительно короче - выходит из строя ЭПРА (электронный пускорегулирующий аппарат, называемый еще электронным балластом), перегорают нити накаливания. В настоящее время все чаще применяют светильники на основе сверхъярких светодиодов белого цвета свечения, ресурс которых достигает 100 000 ч (расчетный срок службы при той же ежесуточной работе - свыше 50 лет). Иными словами, такой светильник практически вечен. Однако для реализации потенциального ресурса светодиодов необходим сетевой источник питания, не снижающий надежность светодиодов, ведь, как известно, надежность и долговечность системы определяются параметрами ее наименее надежного и долговечного элемента.

В последние годы в журнале "Радио" опубликованы описания нескольких светильников на основе светодиодов. Для питания некоторых из них [1, 2] применены сетевые источники с балластным конденсатором. Недостаток таких светильников - низкая надежность. При включении в сеть через светодиоды могут протекать опасные импульсы тока, они не защищены от воздействия импульсных помех, 'которые могут вывести их из строя.

Не лишены недостатков и светильники с импульсными источниками питания [3, 4]. Они содержат относительно большое число элементов и не обладают достаточной надежностью. Как показывает практика, более половины всех отказов электронной аппаратуры происходит из-за выхода из строя импульсных блоков питания, а при сроках эксплуатации свыше пяти лет их отказы становятся преобладающими.

Общий недостаток названных светильников - небольшое число светодиодов, из-за чего невозможно организовать равномерное освещение достаточно большой площади.

Рис. 1

Когда мне понадобился экономичный светильник для досвечивания рассады, я изготовил его по схеме, показанной на рис. 1. Устройство содержит мостовой выпрямитель VD2, сглаживающий конденсатор С2, стабилизатор тока на интегральном параллельном стабилизаторе DA1 и транзисторе VT1 и 90 сверхъярких светодиодов EL1-EL90. Резистор R1 выполняет несколько функций: ограничивает ток пробоя ограничительного диода (сапрессора) VD1 при его срабатывании от импульсной помехи и зарядный ток конденсаторов С1 и С2, образует совместно с первым из них фильтр, снижающий уровень высокочастотных и импульсных помех, и, наконец, служит своеобразным предохранителем (плавкой вставкой), перегорающим при возможных коротких замыканиях и пробое конденсаторов и диодного моста.

Конденсатор С2 снижает пульсации выпрямленного напряжения и повышает яркость свечения светодиодов. Сапрессор VD1 ограничивает импульсные помехи, существенно повышая надежность устройства. Схема стабилизатора тока заимствована из [5] и перерассчитана для стабилизации коллекторного тока на уровне 20 мА. Это значение, согласно [6], оптимально для большинства белых сверхъярких светодиодов диаметром 3 и 5 мм. Прямое падение напряжения на них - 3...4 В, поэтому число светодиодов в светильнике необходимо подобрать экспериментально, контролируя напряжение на коллекторе транзистора VT1. Чем оно больше, тем в более широком интервале сетевого напряжения работоспособен светильник, но тем ниже КПД, и наоборот.

Резисторы R1, R2 (МЛТ-0,5) и R3 (МЛТ-0,25) желательно применить состарившиеся, 70-80-х годов выпуска (их сопротивление в процессе эксплуатации светильника будет изменяться значительно меньше, чем изготовленных недавно). Конденсатор С1 - импортный пленочный помехоподавляющий емкостью 0,15...0,47 мкФ с номинальным переменным напряжением не ниже 250 В, С2 - оксидный импортный, способный работать при повышенной температуре (на корпусе такого конденсатора обычно есть надпись "105 °С"). Для повышения долговечности желательно герметизировать эпоксидным компаундом торец его корпуса и выводы. Это весьма действенная мера: доработанные таким образом конденсаторы К50-6, например, работают у меня с 70-х годов прошлого столетия, не теряя емкости.

Симметричный сапрессор 1.5КЕ400СА можно заменить двумя включенными встречно-последовательно 1,5КЕ400 или 1,5КЕ400А фирмы SGS-Thomson или менее мощными Р4КЕ400, Р6КЕ400 других фирм.

Обратное напряжение диодного моста VD2 должно быть не менее 800 В, выпрямленный ток - не менее 1 А (кроме указанного на схеме RS107, подойдут, например, DB107, 2W10, DF10). Можно применить мост и из отдельных диодов с такими же параметрами (1 N4007, FR107, КД257Г, КД247Д). Параллельный стабилизатор TL431CLP заменим отечественным КР142ЕН19А - в примененном режиме он работает вполне надежно. Транзистор выбирают из следующих соображений: при задан-

ном резистором R2 токе базы его статический коэффициент передачи тока h21э должен быть не менее 30 и, кроме того, он должен выдерживать без повреждения короткое замыкание нагрузки (т. е. напряжение на коллекторе 300 В) и рассеивать мощность не менее 300 В х 0,02 А = 6 Вт. Этим требованиям удовлетворяют, например, отечественные транзисторы КТ940А, КТ8108Б, КТ8127А1 и импортные 2SC1446, 2SC2241.

Сверхъяркие светодиоды белого свечения могут быть любого типа и диаметра, способные надежно работать при токе 20 мА. Комбинируя светодиоды с различным углом излучения, добиваются необходимой равномерности освещения. Для придания свету желаемого оттенка часть из них заменяют светодиодами соответствующего цвета свечения.

Рис. 2

Исходя из специфики применения, было изготовлено два светильника (рис. 2). В одном из них (по рисунку - верхнем), предназначенном для освещения небольшой площади, все светодиоды и сетевой источник питания смонтированы в одном корпусе, изготовленном из отрезка электротехнического короба (кабель-канала) сечением 25x16 мм и длиной 400 мм. Источник питания второго светильника смонтирован в сетевой вилке, а светодиоды группами по 10 шт. размещены в девяти корпусах (один из них показан на рис. 2 внизу), изготовленных из отрезков кабель-канала сечением 16x16 мм. Такая конструкция позволяет оперативно изменять уровень и площадь освещения. При установке светильника корпусы соединяют один с другим и с блоком питания изолированными проводами.

Монтаж обоих устройств - навесной, детали в корпусах закреплены термоклеем.

Следует учесть, что сверхъяркие светодиоды очень чувствительны к перегреву, поэтому при пайке необходимо соблюдать осторожность. Не допустить перегрева поможет технологический прием: перед пайкой между выводами светодиодов помещают ватные тампоны, пропитанные дистиллированной водой, которые удаляют после пайки.

Литература

1. Бутов А. Светодиодный светильник. - Радио, 2010, № 2, с. 33.
2. Сергеев А. Светодиодная сетевая лампа. - Радио, 2004, № 9, с. 40, 41.
3. Косенко С. Сетевая светодиодная лампа с блоком питания на микросхеме Viper22A. - Радио, 2010, № 4, с. 21-23.
4. Косенко С. Светодиодная лампа с ИИП-стабилизатором тока. - Радио, 2010, № 12, с. 17-19.
5. Нечаев И. Необычное применение микросхемы КР142ЕН19А. - Радио, 2003, № 5, с. 53, 54.
6. Чуднов В. Сверхъяркие светодиоды белого свечения. - Радио, 2004, № 9, с. 47, 48.

Автор: К. Мороз

Смотрите другие статьи раздела Освещение.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Микросхема (трехфазный счетчик электроэнергии) ADE7752 09.01.2003 Микросхема ADE7752, которая до недавнего времени была доступна только в виде тестовых образцов, в настоящее время запущена в производство компанией Analog Devices и доступна для заказа. Она представляет собой недорогую высокоточную систему измерения электроэнергии, реализованную на одном кристалле. Эта микросхема позволяет создавать на своей основе высококачественные недорогие промышленные и бытовые трехфазные счетчики электроэнергии. Являясь трехфазным вариантом известной и популярной микросхемы ADE7755, она позволяет создавать устройства с минимальным количеством дополнительных внешних компонентов. В дополнение к этому она имеет специализированные выходы, предназначенные для подключения к недорогим механическим отсчетным устройствам с электромагнитным приводом. Сочетание этих возможностей и позволяет рекомендовать ее использование для разработки нового поколения устройств измерения электроэнергии, а также распределенных систем учета энергопотребления.

Другие интересные новости:

▪ Выращивание хумуса в космосе

▪ Ультрабыстрые модули памяти eMMC Pro Class 1500 от Samsung

▪ В недрах Земли обнаружили миллиарды тонн алмазов

▪ Материнская плата ASRock H81TM-ITX R2.0

▪ Беспилотные автобусы WEpod

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Стабилизаторы напряжения. Подборка статей

▪ статья На ладан дышит. Крылатое выражение

▪ статья Где и когда состоялся первый чемпионат мира по футболу? Подробный ответ

▪ статья Туристический катер-амфибия Амфа. Личный транспорт

▪ статья Компьютерный ТВ-тюнер в роли частотомера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Шарик в лунке. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025