Радиолоцман Электроника en
расширенный поиск +
  

23-08-2011

Простой драйвер для питания светодиодных светильников от сети переменного тока

Журнал РАДИОЛОЦМАН, август 2011

В. Грошев

Как-то до меня дошли сведения, что за примитивный драйвер в пластмассовой залитой эпоксидным компаундом коробочке для питания мощных светодиодов требуется заплатить примерно 300 руб. Это меня возмутило, и я решил, что сделаю такое устройство бесплатно. Не потому, что у меня нет упомянутой суммы, а поскольку, по моему мнению, электроника должна быть простой и стоить соответственно.

Для этого мне потребовались испорченное китайское зарядное устройство и вышедшая из строя энер-госберегающая газоразрядная лампа мощностью 26 Вт. От зарядного устройства использовалась только пла-та, выпрямительные диоды типа 1N4007 и один маломощный транзистор n-p-n типа (аналог BC337). А из пре-образователя газоразрядной лампы были извлечены силовой дроссель, конденсатор фильтра (8.2 мкФ×400 В) и один мощный транзистор в корпусе TO220 (судя по всему, аналог MJE13005). Можно было поискать в обоих устройствах и другие компоненты, однако поскольку их поиск стоил бы больше, чем они сами, другие компо-ненты использованы из имеющихся запасов.

Схема устройства приведена на Рис.1.

 
Рисунок 1.

Нетрудно заметить, что по своей структуре драйвер сродни китайским зарядным устройствам, но суще-ственно проще своих родственников. Именно поэтому можно использовать соответствующую плату. Дроссель, переделанный в трансформатор, на плате не поместился, поэтому он размещен вне печатной платы на удлиняющих проводниках.

Уникальной особенностью этого устройства является наличие цепи регулирования R4, VD5, которая позволяет обеспечить практически постоянную силу света при изменении напряжения в сети в пределах 120 – 240 В. Указанные параметры гарантируются при питании 8 – 10 белых светодиодов.

Дроссель преобразован в трансформатор без разборки – просто вокруг основной обмотки в имеющихся промежутках между ней и боковыми кернами сердечника намотаны 20 витков МГТФ сечением 0.04 мм2. Для определенности сообщу, что собственная обмотка дросселя содержит примерно 300 витков, ее индуктив-ность составляет 2.5 мГн. Сердечник – примерно соответствует Ш5×5 из феррита Ф2000НМ, причем наверня-ка предусмотрен зазор. R1 имеет мощность 1 Вт, а R3, R6 – 0.5 Вт.

В первую очередь хочу предупредить – устройство не обеспечивает гальваническую развязку от сети, поэтому при испытаниях не следует забывать о безопасности.

Первое включение устройства необходимо осуществлять через ЛАТР, используя в качестве нагрузки 10-ваттный резистор 75…100 Ом, зашунтированный конденсатором 47 мкФ 100 В. Если при увеличении на-пряжения от нуля до 30 В устройство не генерирует, его следует немедленно отключить и поменять местами выводы любой из обмоток. После проверки наличия генерации следует подать полное напряжение и прокон-тролировать величину тока через нагрузку, замерив на ней напряжение и воспользовавшись законом Ома. Если полученное значение тока не устраивает, следует соответствующим образом изменить номинал рези-стора R6. Однако не рекомендую увеличивать величину тока сверх 0.35 А, поскольку возможно насыщение сердечника используемого дросселя и, как следствие, возможен чрезмерный нагрев ключевого транзистора. На всякий случай последовательно с группой светодиодов следует включить плавкий предохранитель, рас-считанный на 0.5 А. Количество светодиодов, которые можно питать от этого устройства, рекомендуется ус-танавливать в пределах от 5 до 20 шт., включенных последовательно.

Общая розничная стоимость всех примененных компонентов, кроме дросселя, преобразованного в трансформатор, по сведениям из Интернета может составлять не более 20 руб.

Дроссель, видимо, также стоит достаточно дешево, поскольку он является одним из примерно 30 ком-понентов энергосберегающей лампы, цена которой не превышает 140 руб. Допустим, что он стоит 50 руб., а стоимость печатной платы размерами 4 × 4 см при небольшой партии составляет 20 руб. Тогда все затраты составят около 90 руб.

Так что если из 300 рублей оставить себе 100 за труды, остаются еще 110, на которые можно купить несколько пластмассовых коробочек и целую упаковку эпоксидного клея.

Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя
Фрагменты обсуждения (только последние 20 сообщений):Полный вариант обсуждения »
  • Ну и как убрать этот свист кондеров от переменки? Кстати, подключал светики, с 20 светиками ток 320 ма., 64.5вольта,работает бесшумно,греется маломощный транзистор до примерно 55-60 градусов(горячо но терпимо),радиатор выходного транзистора примерно до 40 градусов, резистор r3 греется до кипятка(почти сразу после включения). Схемку гонял примерно 35-40 минут. Потом подключил 10 светиков-сразу свистит, ток 320 ма.,вольтаж 32.3в. В случае пробоя силового транзистора все светики выгорят? Значит нужно ставить сапрессор и предохранитель на 0.5а.,так? и как их правильно поставить?
  • Пищать из-за эффекта магнитострикции может только трансформатор, особенно, если он насыщается. Судя по Вашему описанию, именно этот процесс и имеет место. Поскольку элементом, накапливающем энергию, является трансформатор, и он насыщается, т.е нужный ток превышает его возможности и, видимо, он не может передать на светодиоды больше тока, чем указано в Вашем сообщении. А поскольку светодиоды включаются последовательно с трансформатором, совершенно очевидно, что зависимость от числа светодиодов существует. Однако она очень слабая, т.к. она определяется уменьшением первичного напряжения (~300 В) на падении напряжения на светодиодах (3,5 В на диод). Предохранитель последовательно со светодиодами ставить желательно, об этом написано в статье. На резисторе R3 действительно выделяется относительно большая мощность - около 0,5 Вт. Однако ни один транзистор в схеме не нагревается до того уровня, который указан в Вашем сообщении, VT1 вообще холодный, а VT2 используется без радиатора. Есть подозрение, что у Вашего трансформатора слишком мал коэффициент трансформации, т.е. много витков в базовой обмотке. Ктр должен быть равен 1:15 (например: 20 витков в базовой обмотке и 300 витков в коллекторной обмотке) .
  • Наверное нужно принять во внимание что детали мной применены не такие как в схеме, а именно: vt1-c945 vt2-13003, наверное это тоже наложило свой отпечаток на результат. Еще не понятно, как может силовой транзистор оставаться холодным, ведь через него,при 20 светиках и токе 320ма. протекает 20 ватт мощности.
  • я для ночника использую немного другую схему: ЛЭДэкономка. Она стрекочет изза питания пульсирующим напряжением, при этом намагниченность дросселя меняется с частотой 100Гц. Нагрузка- 4ярких светодиода, потребление от 220В около 5мА.
  • Юрий Николаевич,режимы ключа и активный режим-РАЗНЫЕ, IRF460 и 200 вт переключает не нагреваясь.
  • Может кто сталкивался с такой проблемой?! Выставляю ток 100 мА но со временем ток падает примерно до 70 - 80мА Сердечник Е12 центральный керн 4.5\2.5. Это не насыщение? На Е16\8\5 такого не возникало ....... Собрал уже 3 штуки работой драйвера доволен. И ещё хочу выжать 600 - 700 мА на сердечнике Е25\13\7 кто пробовал? Всем спасибо.
  • Снимешь легко. Я пробовал с него снимать и 30 и 40 вт ...., но частоту использовал выше 100кГц. Насчет Е12 . . . при насыщении сердечника у тебя ключ сгорит от перегрева и на эксперименты шансов не оставит.Я бы проверил все детальки в плате заново.
  • к561, спасибо что отозвался. Вопросы имеются?! 1. Каким образом измеряешь частоту? 2. Чем выставляется (регулируется) частота? 3. Индуктивность сколько делать? Просто намотал 160 вит на Е25 по расчёту и измерению получилось 2.65 мГн. То что было изначально рекомендовано(не менее 2.5мГн). но пост #13 от: - 26.09.2011, 12:43 автора, на сколько понимаю вот тут я в замешательстве! Спасибо! PS. а на счёт плавания тока\не стабильности - платы мыть нужно, промыл ацетоном - всё встало на место. Дааа, в спешке всё произошло. Кому то уроком будет. В драйвере на 140 мА использовал ключи MJE13001 вполне прилично тянет. "Лампочки" уже вторую неделю работают)))
  • Никто не пробовал собрать драйвер для питания мощных светодиодов 30-100 ватт от источника 12-14 вольт?
  • Николай57rus, да многие пробовали, но не все добивались результата :) ))) а принцип везде один - стабилизатор тока
  • кроме тока в три ампера там еще нужно напряжение 35 вольт, ниже матрица не светиться.
  • Делал для 3-х Ватных светодиодов на UC3842. Схема типичная за исключением ограничителя тока. Там всё просто. Могу в Skype поделиться инфой. Интересно - добавляйтесь.
  • тут всё просто резистором R2 выставляете необходимый вам ток и ..... в путь. Напряжение не трогаем нам необходим - ТОК!!! Оно выставится автоматом. ссылка на сайт http://www.joyta.ru/5919-preobrazova...ya-na-mc34063/
  • Кстати, схема довольно таки уверенно выдаёт ток в 650мА. Транс\дроссель мотал как и писал выше Е25\13\7 зазор выставлял 1мм - 167 витков. Резистор R6 - 1.1 ом, подбирается при задаче выходного тока. Транзистр MJE13003 не плохо справляется с возложенной на него задачей. Удачи всем!!! Спасибо В. Горошев!!!!
  • sayar07 При токе 650 mA на резисторе контроля тока СД в приведенной вами схеме , сколько ватт тепла выделяется?
  • к561, Выделяемую мощность не мерил, стоит 3шт smd 1206 на ощупь были холодные после часа прогона. Транзистор стоит MJE13003, без радиатора, температура не выше 35 градусов.
  • Собрал это устройство. Трансформатор Е20. Сечение сердечника 6 на 4 мм. Индуктивность подогнал, как в статье. R6 изначально завысил 3 ома, сопротивление в нагрузке 75 ом. И получил сразу 0.4 ампера при двадцати вольтах. Увеличил сопротивление нагрузки, до 147 ом. Ток остался прежним. Увеличил сопротивление R6, до 4 ом ток упал до 0.3 ампера. Схема в общем по всему работает, но почему-то велико сопротивление R6, может из за VT1? Я применил КТ 503.
  • R6 токовый датчик ключа,вместе с цепью R6R5 устанавливает амплитуду импульса в базе VT1 не более 0,6-0,7в (порог открытия биполярного транзистора) и соответственно ток его базы, ( мультиметром не увидеть его, нужен осциллограф)при изменении тока через СД изменяется амплитуда тока ключа и соответственно изменяется амплитуда импульса в базе VT1(регулирование и стабилизация тока нагрузки)-приоткрывается -призакрывается. А вообще тестировать питальник СД с помощью нагрузочного резистора -не совсем правильная затея и применять надо аналог мощного стабилитрона, который имеет ВАХ похожую на ВАХ светодиода. Увеличиваете R6- снижаете ток нагрузки и наоборот. И что в итоге хотели получить?
  • Несколько заботит увеличенное сопротивление R6, по отношению к исходнику. Принцип работы в общем понятен. Он как в компьютерных дежурках. Вместо КТ503 попробовал поставить С945. применяемый в этих самых дежурках, ток вырос. Не на много, но все-же результат отрицательный. Хочу попробовать SIS 5343, у него значительно меньше напряжение насыщения, может дело в этом. А в общем конечно, можно применить и так, транзистор при токе 0.3А чуть теплый, трансформатор греется немного больше, но тоже в пределах. Схема конечно интересная, учитывая её простоту.
  • Конечно можно "чесать левой пяткой правое ухо". Но есть множество доступных СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ микросхем LED Driver. Как пример HV9961. Диапазон напряжений от 8 до 450 вольт -Не хило???? На сайте производителя подробное описание и примеры использования https://pdf1.alldatasheet.com/datash...V9961NG-G.html http://ww1.microchip.com/downloads/e...tes/AN-H64.pdf https://www.microchip.com/ https://category.alldatasheet.com/in...20LED%20DRIVER
Полный вариант обсуждения »
Рекомендуемые публикации по теме:
Статьи  »
Источники питания для светотехники и светодиодных светильников
Форум  »
Обсуждение: Источники питания для светотехники и светодиодных светильников
Форум  »
Обсуждение: Контроллеры Texas Instruments для питания светодиодных светильников: интеллект плюс эффективность
Статьи  »
Контроллеры Texas Instruments для питания светодиодных светильников: интеллект плюс эффективность
Новости  »
Power Integrations представила одноступенчатый драйвер мощностью 75 Вт для светодиодных светильников

При перепечатке материалов с сайта прямая ссылка на РадиоЛоцман обязательна.

Приглашаем авторов статей и переводов к публикации материалов на страницах сайта.

Снизить потери энергии: гетероструктурные полевые транзисторы CoolGaN от Infineon
Пассивные компоненты для передовых разработок
Срезы ↓
Новая Инженерная Школа
Новая Инженерная Школа
Курсы и семинары для инженеров, технологов, разработчиков и конструкторов предприятий приборостроения.
Рейтинг@Mail.ru