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:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Случайная новость из Архива Новый рекорд скорости передачи данных в когерентной оптической сети 03.10.2022 Nokia Bell Labs продемонстрировали возможность передачи оптического сигнала на расстояние более 100 км в линии из стандартного одномодового волокна (SSMF) с рекордно высокой скоростью - 260 Гбод (2,08 Тбит/сек). Во время демонстрации, состоявшейся на Европейской конференции по оптической связи (ECOC) 2022 в Базеле, Швейцария, был побит предварительный рекорд скорости, составлявший 220 Гбод. Этот результат является первой вехой для масштабирования систем передачи данных на большие расстояния со скоростью более 2 Тбит/сек на длину волны. Вопрос повышения энергоэффективности транспондеров является постоянным вызовом для отрасли", - отметил старший научный сотрудник Nokia Bell Labs Хаик Мардоян. Специалист сотрудничал с Keysight Technologies, разрабатывая технологию когерентной передачи двойной поляризационной квадратурной фазовой манипуляции (DP-QPSK) по одномодовому волокну на 100 км. Новый генератор сигналов произвольной формы (AWG) M8199B от Keysight обеспечивает полосу пропускания 75 ГГц и использует тонкопленочный модулятор I/Q на ниобате лития с полосой пропускания 110 ГГц. Это позволяет исследовать и разрабатывать системы передачи, работающие с символьной скоростью до 260 Гбод, позволяющие достичь чистой скорости передачи данных на уровне более 2 Тбит/сек в сети когерентной оптической связи. Растущее распространение искусственного интеллекта требует появления новых уровней производительности серверов и сетей, которые должны масштабировать вычислительные ресурсы в разумных пределах использования энергии. Высшие скорости передачи данных и новые форматы модуляции станут одними из ведущих технологий для отрасли.

Другие интересные новости:

▪ Робот-пылесос BotVac от Neato Robotics

▪ Мужчины склонны к ожирению чаще, чем женщины

▪ Лягушачий рай

▪ Акселерометр ST Microelectronics LIS3DHH

▪ 10-ядерный смартфон Elephone P9000

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электробезопасность, пожаробезопасность. Подборка статей

▪ статья Свобода, равенство и братство. Крылатое выражение

▪ статья Что такое загар? Подробный ответ

▪ статья Функциональный состав телевизоров Seleco. Справочник

▪ статья Коммутатор электронной системы зажигания 98.3734. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Интерфейс HDMI. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026