Радиолюбитель 2007, 12
Ю. Садиков
В статье описан простой и очень эффективный светильник на основе матрицы из трех мощных светодиодных ламп белого свечения.
Если Вы когда-либо видели фонари на сверхъярких светодиодах - забудьте, мощные светодиодные лампы не имеют с ними ничего общего! Мощные светодиодные лампы построены на основе полупроводниковых кристаллов из карбида кремния (SiC) и обладают рядом преимуществ по сравнению с аналогичными кремниевыми изделиями: максимальное время наработки на отказ; низкое напряжение питания; мгновенное зажигание; полное гашение; отсутствие свинца и ртути; устойчивость к электростатическим воздействиям более 2 киловольт; встроенная в корпус линза, позволяющая легко сопрягать кристалл с любой оптической системой; малая площадь основания корпуса. Внешний вид светодиодной лампы приведен на рис. 1.
Рисунок 1. Внешний вид светодиодной лампы 1 Вт
Преимущества мощных светодиодных ламп по сравнению с традиционными лампами накаливания:
- рекордная эффективность за счет максимального числа люменов светового потока на 1 Вт потребляемой мощности; что позволяет работать от аккумулятора несколько часов непрерывно с полным ощущением включенной лампы накаливания;
- используется безопасное напряжение питания постоянного тока: 12...25 В;
- создается ровный, немерцающий свет, успокаивающий глаза; при этом яркость можно плавно регулировать резистором от нуля до максимума.
- беспрецедентный срок эксплуатации: до 10 лет непрерывной работы!
Области применения устройства
- на рабочих местах радиолюбителя, в качестве настольной лампы для освещения стола (рис.2 a,b,c,d);
Рис. 2 a,b,c,d. Внешний вид светильника на мощных светодиодных лампах BM6120
- в быту в качестве торшера для создания местного освещения;
- в салоне автомобиля в качестве надежного и экономичного источника освещения;
- в качестве декоративных и художественных элементов подсветки.
Технические характеристики
- Применяемые светодиодные лампы: XR7090WT-L1-0001
- Напряжение питания, постоянное: 12…25 В
- Ток потребления, не более: 350 мА
- Яркость свечения, регулируемая: 0…240 Лм
- Размеры основной печатной платы: 40 x 30 мм
- Размеры платы светодиодов: диаметр 32 мм
240 Лм по световым ощущениям соответствует свечению 40 ваттной лампе накаливания. Ваша настольная лампа будет потреблять всего 3 Ватта (вместо 40-60) и служить Вам практически вечно!
Рис. 3. Принципиальная схема светильника
На таймере 555 собран генератор меняющейся скважности импульсов с частотой 200 Гц. С его помощью изменяют яркость свечения светодиодной лампы. Таймер формирует ШИМ-сигнал. На микросхеме LM3404 построен источник постоянного тока для светодиодной лампы, с помощью резистора в цепи обратной связи задается ток
I=Uref/R.
Uref - это образцовое напряжение внутри микросхемы, с которым компаратор микросхемы сравнивает напряжение на этом резисторе. У этой микросхемы имеется также вход диммирования, на который с микросхемы-таймера 555 подается ШИМ-сигнал для возможности регулирования тока светодиодной лампы.
Рис. 4. Блок-схема микросхемы LM3404
В крайнем левом положении потенциометра получается нулевое значение, когда надо совсем потушить светодиодную лампу, в другом крайнем положении потенциометра выдается «единица», при этом светодиодная лампа горит на полную мощность. В промежуточных положениях выдается ШИМ-сигнал с постоянной частотой, но меняющейся скважностью (от 0 до макс), обеспечивая плавную регулировку освещения светодиодного светильника.
В качестве VD1. VD2 используются диоды 10MQ100N, VD3 – BAV99/T1, VD4 – BZX84-C12/T, дроссель L1 – CDRH6D28NP-101NC, его индуктивность составляет 100 мкГн, конденсатор C1 – 1 мкФ х 50 В.
Внешний вид матрицы, состоящей из трех светодиодных светильников XR7090WT-L1-0001, приведен на рис.1a. Ввиду простоты повторения монтажная схема и чертежи печатных плат не приводятся. Устройство-регулятор конструктивно выполнено на печатной плате размером 40 х 30 мм.
Рис 5. Монтажная схема регулятора
Включение устройства не должно вызвать никаких сложностей. Достаточно подключить к основной плате регулятора разъем с проводом от платы светодиодных ламп, разъем с проводом от переменного резистора и разъем с проводом питания. Все разъемы имеют разную конфигурацию, поэтому ошибочное подключение исключено.
Подайте питание (12…25 В), соблюдая полярность (красный провод - плюс). Вращая движок переменного резистора, установите наиболее комфортную яркость свечения светодиодных ламп.
Во избежание перегрева и выхода из строя светодиодной матрицы на максимальной мощности ее необходимо разместить на теплоотводящем радиаторе. Для улучшения теплового контакта при установке радиатора рекомендуется воспользоваться теплопроводящей пастой типа КПТ-8 или термопроводящей прокладкой (электрическая изоляция платы светодиодной матрицы от радиатора не требуется).
Для увеличения освещения рабочего места радиолюбителя конструкция позволяет подключение дополнительной светодиодной матрицы из трех светодиодных ламп, и включить ее последовательно с имеющейся (отпаяйте белый провод от одного из модулей и подпаяйте к нему черный провод от дополнительной матрицы, белый же провод от дополнительного провода подпаяйте к освободившемуся контакту штатной матрицы светодиодных ламп). В этом случае при напряжении питания 24 Вольт Вы получите удвоенный световой поток – до 500 Лм.
Литература
-
Описание светодиодного светильника на мощных светодиодных лампах BM6120 МАСТЕР КИТ
МАСТЕР КИТ предлагает готовый блок BM6120 «Светильник на мощных светодиодных лампах» и дополнительный светодиодный модуль BM6020.
