Блок питания для светодиодной лампы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания

 Комментарии к статье

Светодиодные источники света постепенно вытесняют не только привычные лампы накаливания, но и так называемые энергосберегающие или КЛЛ. Поэтому, когда потребовалось изготовить небольшую настольную лампу, выбор пал, естественно, на светодиоды. Оказалось, проще всего купить светодиодную ленту с напряжением питания 12 В, с числом светодиодов 30 шт./м и мощностью 4,7 Вт/м. К сожалению, подключить светодиоды напрямую к сети нельзя, так как они выйдут из строя.

Необходим блок питания, обеспечивающий напряжение 12 В постоянного тока. Однако цена такого блока питания в магазине довольно высока, поэтому такой вариант не рассматривался. Пришлось изготовить блок питания самостоятельно. Оказалось, что для комфортного освещения достаточно 18 светодиодов, однако блок питания разработан с небольшим запасом по мощности.

Основные технические характеристики

• Выходное напряжение, В.......12
• Выходной ток, А .......0,6
• Напряжение сети, В.......180...250
• Габаритные размеры, мм .......60x25x15

Поскольку светодиод - прибор с ярко выраженной нелинейной ВАХ, светодиодный светильник чувствителен даже к небольшому изменению питающего напряжения, поэтому напряжение блока питания должно быть стабилизированным. Следует отметить, что к амплитуде пульсаций светодиодная лампа не столь чувствительна, поскольку частота пульсаций весьма велика. Разумеется, блок питания должен иметь защиту от короткого замыкания, построен на распространенных деталях и иметь высокий КПД. Кроме того, к нему еще предъявлялось требование иметь небольшую высоту (не более 15 мм).

Наиболее подходящим для построения такого блока питания является автогенераторный обратноходовой преобразователь (ОХП). Его главное достоинство - простота и то, что он защищен от короткого замыкания на выходе. По сравнению с комплектом двухтактный преобразователь-стабилизатор напряжения ОХП имеет более высокий КПД. Немаловажно и то, что в случае выхода блока из строя заменить транзистор гораздо проще, чем искать микросхему.

Схема блока питания представлена на рис. 1. Резистор R1 ограничивает ток зарядки конденсатора фильтра С1, а также используется в качестве предохранителя. Резистор R2 задает начальный ток базы коммутирующего транзистора VT2. Стабилитрон VD9, оптопара U1, транзистор VT1, а также резисторы R3 и R8 образуют цепь стабилизации выходного напряжения. Работа ОХП подробно описана в [1], поэтому останавливаться на ней не будем. Следует обратить внимание на диод VD5 в цепи базы коммутирующего транзистора VT2, который многие разработчики не устанавливают. Без этого диода возможен пробой транзистора отрицательным напряжением на базе. Как показали измерения осциллографом, всплески этого напряжения могут превышать 5 В.

Рис. 1. Схема блока питания

Все детали смонтированы на печатной плате, чертеж которой показан на рис. 2. Для уменьшения габаритов блока часть элементов (R2, R3, R5-R8, C3) применена для поверхностного монтажа типоразмера 1206. Резисторы R1, R4 - МЛТ, С2-23, оксидные конденсаторы - импортные. Поскольку к резистору R3 прикладывается выпрямленное сетевое напряжение, для предотвращения пробоя он составлен из трех соединенных последовательно резисторов сопротивлением 1 МОм. Транзистор MJE13003 можно заменить транзистором ST13003. Взамен транзистора BC847 можно применить маломощный транзистор для поверхностного монтажа с допустимым током коллектора не менее 50 мА и коэффициентом передачи тока более 50.

Рис. 2. Чертеж печатной платы и расположение деталей на ней

Диоды 1N4007 можно заменить диодами КД243 с буквенными индексами Д, Е, Ж или КД247 с индексами Г и Д. Диод КД247Г можно заменить диодами КД257Г КД257Д, диод 1N4148 - диодами КД510, КД521, КД522. Взамен диода КД226Д можно применить диод КД226 с любым буквенным индексом. Стабилитрон - с напряжением стабилизации около 11 В. Если в наличии есть стабилитрон на меньшее напряжение стабилизации, последовательно с ним можно установить диод или стабилитрон. Для него на плате предусмотрено посадочное место, на которое установлена проволочная перемычка. Теплоотвод для транзистора VT2 вырезан из теплоотвода компьютерного блока питания.

Для трансформатора применен низкопрофильный каркас от "электронного балласта" (КЛЛ), марка феррита неизвестна, его типоразмер - ЕЕ19/8/5. Магнитопровод собран с зазором в центральном керне 0,3 мм. Первой намотана обмотка I, содержащая 148 витков провода ПЭВ-2 0,18, затем обмотка II - 18 витков такого же провода, последней - обмотка III, содержащая 28 витков провода ПЭВ-2 0,28. Каждый слой обмотки I отделен от остальных одним слоем конденсаторной бумаги толщиной 0,1 мм. Между обмотками I и II проложены два, а между обмотками II и III - три слоя бумаги. После проверки трансформатор пропитан лаком. Дроссель L1 - от КЛЛ, индуктивность - 0,2...1 мГн, его можно изготовить самостоятельно на ферритовом магнитопроводе типа "гантель" диаметром 6 мм. Намотка - провод ПЭВ-2 0,18 до заполнения, затем ее покрывают лаком.

Для налаживания блока потребуются мультиметр, осциллограф, развязывающий трансформатор с выходным напряжением около 150 В (например, ТАН-17-22050) и ЛАТр. Сначала целесообразно собрать блок на макетной плате, а после налаживания смонтировать детали на печатную плату. Первое подключение блока к трансформатору необходимо выполнить через лампу накаливания мощностью 40 Вт К выходу блока должна быть подключена штатная нагрузка. Сразу же осциллографом проверяют форму напряжения на датчике тока - резисторе R7, она должна быть примерно такой, как показано на рис. 3. Контролируют напряжение на выходе блока питания, и если оно отличается от 12 В, придется подобрать стабилитрон (или стабилитроны) с требуемым напряжением стабилизации.

Через 5...10 мин проверяют, как нагревается блок питания. Если он работает нормально, повышают напряжение на его входе до 250 В. Выходное напряжение должно остаться стабильным. Через некоторое время снова проверяют блок на нагрев - при длительной работе теплоотвод транзистора, трансформатор и диод VD8 не должны нагреваться выше 50 ^оС. Затем следует проверить устойчивость блока к короткому замыканию выхода и отключению нагрузки. При коротком замыкании возможно появление характерного писка с частотой 10...15 кГц. При отключении нагрузки возможно увеличение напряжения на 0,5...1 В.

Рис. 3. Форма напряжения на датчике тока

Желательно проверить работу блока без цепи стабилизации - для этого временно замыкают выводы 1 и 2 оптопары U1, причем обязательно при подключенной нагрузке или ее эквиваленте. Дело в том, что при работе цепи стабилизации напряжения ток коллектора транзистора VT2 обычно не достигает своего максимального значения, при котором магнитопровод трансформатора может входить в насыщение. В такой режим он может войти при снижении напряжения сети до 150 В и менее.

Во всех режимах работы форма напряжения на резисторе R7 должна быть такой, как на рис. 3. Но лучше всего проверить трансформатор устройством, описание которого представлено в [2]. После проверки работоспособности все элементы блока, кроме теплоотвода, желательно покрыть лаком. Внешний вид блока питания, установленного в корпус настольной лампы, показан на рис. 4.

Рис. 4. Внешний вид блока питания, установленного в корпус настольной лампы

Литература

1. Власов Ю. Стабилизированный однотактный преобразователь напряжения. - Радио, 1999, № 3, с. 37-39.
2. Гумеров Ю., Зуев А. Определение тока насыщения катушек индуктивности с магнитопроводами. - Радио, 2007, № 8, с. 36, 37.

Автор: Е. Герасимов

Смотрите другие статьи раздела Блоки питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Новая технология утилизации отходов на Международной космической станции 13.08.2022 NASA успешно опробовало новую технологию утилизации отходов на борту Международной космической станции (МКС), разработанную техасской компанией Nanoracks (производство космического оборудования). Обычно астронавты МКС месяцами собирают мусор и хранят его на станции, ожидая прибытия грузового корабля Cygnus. Cygnus - это космический корабль, предназначенный для транспортировки запасов на космическую станцию. После доставки запасов астронавты грузят на корабль мешки с мусором. Когда корабль сходит с орбиты, он полностью сгорает при вхождении в атмосферу Земли. В новой концепции, разработанной Nanoracks, используется специально разработанный контейнер для отходов, содержащийся в коммерческом воздушном шлюзовом модуле МКС - Bishop Airlock. Члены экипажа станции могут заполнить его примерно 270 кг отходов. После этого контейнер отделяется от модуля и, как и Cygnus, полностью сгорает во время вхождения в атмосферу Земли. Этот метод лучше тем, что астронавтам не следует ожидать прибытия грузового космического корабля, чтобы утилизировать отходы. Во время успешного первого испытания контейнер содержал около 78 килограммов мусора, включая пенопласт, упаковочные материалы, сумки для переноса груза, грязную одежду экипажа, средства гигиены и использованные канцелярские принадлежности.

Другие интересные новости:

▪ Новый способ получения аэрографена

▪ Перовскиты улучшили автомобильные катализаторы

▪ Новая электронная платформа GM

▪ Древесина прочнее стали

▪ Сервис распознавания человеческого страха

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Узлы радиолюбительской техники. Подборка статей

▪ статья От жилетки рукава. Крылатое выражение

▪ статья Насколько велика самая большая галактика? Подробный ответ

▪ статья Гальваник. Должностная инструкция

▪ статья Действующие значения силы тока и напряжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья УКВ ЧМ приемник на микросхеме КХА058. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026