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:

Донорское сердце способно быстро перенимать биологический возраст реципиента 12.10.2026

Возраст органов определяется не только количеством прожитых лет. На молекулярном уровне ткани могут стареть с разной скоростью, а после пересадки, как показывают новые эксперименты, их биологические характеристики способны заметно меняться под воздействием организма, в который они попадают. Исследователи из Бостона обнаружили, что молодые донорские сердца после трансплантации довольно быстро приобретают признаки биологического возраста реципиента, тогда как более старые органы могут, напротив, демонстрировать признаки омоложения. Чтобы оценить эти изменения, ученые применили три так называемых "часа старения" - молекулярных инструмента, позволяющих приблизительно определять биологический возраст клеток и тканей. В отличие от обычного календарного возраста, такие показатели отражают состояние организма на уровне определенных молекулярных изменений. Именно их анализ позволил специалистам проследить, как меняются пересаженные сердца спустя несколько месяцев после операции. Основные ...>>

Samsung Galaxy Buds On: клипсы с искусственным интеллектом вместо внутриканальных наушников 12.10.2026

Беспроводные наушники превратились в одно из самых привычных персональных электронных устройств, однако их конструкция по-прежнему во многом определяется необходимостью размещать излучатель внутри или непосредственно у слухового канала. Компания Samsung решила попробовать другой подход. Представленная модель Galaxy Buds On получила формат наушников-клипсов, которые закрепляются непосредственно на ухе и оставляют слуховой канал открытым. Samsung позиционирует новинку как устройство для продолжительного ношения, тренировок и прогулок, а также для ситуаций, когда пользователю важно одновременно слушать музыку и не терять связь с окружающей обстановкой. В отличие от традиционных внутриканальных моделей, Galaxy Buds On практически не изолируют человека от внешнего мира. При этом речь идет не об экспериментальном прототипе или утечке: официальная информация об устройстве уже опубликована в Samsung Newsroom. Открытая конструкция имеет и очевидный недостаток - добиться такой же глубины н ...>>

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Случайная новость из Архива Лазер вместо алмаза 05.12.2003 В Институте механики материалов (Фрейбург, Германия) создана установка для резки плоского стекла лазером. Обычный способ резки - алмазом или колесиком из твердого сплава с последующим разламыванием по процарапанной линии - неточен и требует последующей обработки краев стекла. К тому же это вредное производство: в воздух летит тонкая стеклянная пыль. Лазер проводит по стеклу тонкую "горячую линию", по которой возникают внутренние напряжения, и стекло в этом месте разламывается. Не остается ни пыли, ни сколов, ни микротрещин. Стекло разных марок и разного цвета поглощает свет по-своему, поэтому приходится использовать разные типы лазеров.

Другие интересные новости:

▪ Электронный чип из кожицы грибов

▪ Искусственные эмбрионы из стволовых клеток

▪ Сверхминиатюрный модуль TransferJet

▪ Измерена электронная работа мозга

▪ Древние люди травились тяжелыми металлами

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Искусство аудио. Подборка статей

▪ статья Птичье молоко. Крылатое выражение

▪ статья Что такое спора? Подробный ответ

▪ статья Микромотоцикл. Личный транспорт

▪ статья Простой цифровой мегомметр. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Появление голубя из шкатулки. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026