Потужна світлодіодна лампа. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Освітлення

 Коментарі до статті

При розробці пропонованого пристрою було поставлено завдання створення світлодіодної лампи, що споживає від мережі 220 В менше 10 Вт, з більшою порівняно з лампою розжарювання потужністю 100 Вт яскравістю свічення. Основою перетворювача напруги блоку живлення світлодіода вибрано мікросхему HVLED805 [1]. Вона дозволяє стабілізувати струм світлодіодного навантаження без використання оптронів, датчиків напруги та струму в ланцюзі навантаження, внаслідок чого блок живлення спрощується. Проектування було полегшено програмою автоматизованого розрахунку перетворювача, яку детально розказано у статті [2].

Рис. 1 (натисніть , щоб збільшити)

Стабільний струм через застосований світлодіод SPHCWTHDD803WHROJC при 9 Вт споживаної потужності повинен дорівнювати 0,51 А (див. табл. 2 в [3]), що приблизно на 10% більше обчисленого програмою максимального струму 0,45 А. Після збільшення запропонованого програмою типорозміру Магнітопроводи з ЕЕ13 до ЕЕ16 необхідно перевірити, що перетворювач зможе забезпечити необхідний режим світлодіода. Переконатись у цьому дозволить контроль параметрів виготовленого пристрою. Для коригування режиму перетворювача потрібно знову перерахувати опори резисторів в дільнику імпульсної напруги, що подається на виведення DMG мікросхеми, а також датчика струму. Для цього необхідно скористатися розрахунковими формулами із довідкового листка [1] або технічного опису мікросхеми [4]. Також можна застосувати додану до статті розроблену автором електронну таблицю Iamp805.xls. Такий відкоригований результат проектування перетворювача живлення світлодіода SPHCWTHDD803WHROJC стабілізованим струмом 0,51 А ілюструє принципова схема, показана на рис. 1.

Терморезистор RK1 зменшує імпульс струму в момент включення до мережі. Конденсатори С1 і С1 згладжують пульсації випрямленої напруги. Ці конденсатори і дросель L2 утворюють фільтр, який пригнічує імпульсні перешкоди з мережі живлення, а також перешкоджає проникненню в неї високочастотних пульсацій, створюваних перетворювачем. Імпульсний трансформатор Т1 має одну первинну обмотку (I) та дві вторинні (II та III). Первинна (I) зашунтована ланцюгом із зустрічно-послідовно з'єднаних захисного діода VD1 і звичайного VD2, який обмежує напругу на цій обмотці і тим самим захищає від пробою вихідний потужний польовий транзистор мікросхеми HVLED3 (DA805). Виток цього транзистора (висновки 1 і 1) з'єднаний із загальним дротом мікросхеми (вивод 2) через резистор R4, що виконує функцію датчика струму.

Обмотка II трансформатора Т1 використана для живлення мікросхеми DA1. Випрямлена діодом VD4 та згладжена конденсатором С6 напруга подано на виведення живлення VCC. Резистор R5 обмежує амплітуду імпульсів струму через діод VD4. Також сигнал з обмотки II через резисторний дільник R1R2 подається висновку 6 мікросхеми DA1. Обробляючи цей сигнал, мікросхема може керувати напругою на світлодіоді EL1 і струмом, що тече через нього, про що розказано в статті [1].

Обмотка III використана для живлення світлодіоду EL1. Напруга з цієї обмотки випрямляє діод VD5, високочастотні пульсації пригнічує С8 конденсатор, низькочастотні - С9. Резистор R6 – мінімальне навантаження блока живлення. Ланцюг частотної компенсації R3C3C4 запобігає паразитній генерації перетворювача на частотах вище основної. Конденсатор С5, підключений до виведення мікросхеми 5 DA1, використаний для стабілізації струму через світлодіод EL1, про що також розказано в статті [1].

Рис. 2

Перетворювач змонтований на друкованій платі (рис. 2) з однобічно фольгованого склотекстоліту завтовшки 1,2 мм. Плата розрахована на елементи для поверхневого монтажу типорозміру 0805 та елементи, що монтуються в отвори. Вона закріплена у лампі трьома гвинтами на ізоляційних стійках. При розробці плати враховано, що друкований провідник, з'єднаний з виведенням стоку потужного транзистора, що комутує, в мікросхемі (DRAIN), служить для нього тепловідведенням.

Імпульсний трансформатор Т1 намотаний на магнітопроводі ЕЕ16/8/5. Обмотка I містить 120 витків дроту ПЕТЛ-2 діаметром 0,21 мм (індуктивність обмотки - 2 мГн), обмотка II - 17 витків ПЕТВ-2 діаметром 0,1 мм, обмотка III - 20 витків літцендрату 10x0,12 мм. При намотуванні на каркасі з використанням міжобмотувальної та міжшарової ізоляції послідовно розміщують першу секцію обмотки I з 60 витків, потім обмотку III і другу секцію обмотки I з 60 витків, останньої - обмотку II. Секції обмотки I з'єднують на вільному виведенні трансформатора, цей висновок у плату не запаюють. Для отримання необхідної індуктивності первинної обмотки знадобилося алмазним надфілем укоротити центральний керн до утворення немагнітного зазору 0,17 мм.

Дросель L1 індуктивністю 0,47... 1 мГн взято від несправної енергозберігаючої лампи. Діоди VD2 та VD3 з'єднані у загальній точці навісним монтажем. Резистор R4 (датчик струму) складається з двох паралельно з'єднаних резисторів R4.1 та R4.2 по 2,2 Ома, 0,125 Вт.

Рис. 3

Конструктивно світлодіодна лампа виконана на основі несправної компактної лампи люмінесцентної потужністю 26 Вт, з якої видалені ЕПРА і спіральний балон. У пластиковому корпусі, що залишився, з боку кріплення тепловідведення випиляно вікно шириною 25 мм, куди вміщена плата перетворювача так, щоб друкарські провідники та елементи поверхневого монтажу були звернені до тепловідведення, як показано на рис. 3. Краї друкованої плати шириною 24 мм приклеєні нітроклеєм у місці зіткнення з корпусом лампи. До корпусу пригвинчений тепловідведення діаметром 60 мм та висотою 43 мм, до якого із застосуванням теплопровідної пасти КПТ-8 чотирма гвинтами М2 притиснутий світлодіод EL1. Ефективна охолодна поверхня тепловідведення - близько 300 см2.

У процесі випробувань перевірено режим світлодіода EL1: пряма напруга на ньому 18 В при струмі 0,52 А. Цей режим залишався стабільним при зміні напруги живлення за допомогою лабораторного автотрансформатора в межах 176...254 В. При необхідності струм світлодіода може бути скоригований підбором резисторів R4.1 та R4.2, що утворюють датчик струму R4.

При першому включенні проконтрольовані пікове значення та форма струму комутувального транзистора падіння напруги на датчику струму - резисторі R4. Форма імпульсів струму – пилкоподібна. Виміряне пікове значення 0,28 А менше промодельованого програмою максимального значення 0,303 А. В результаті підтверджено відсутність насичення магнітопроводу.

Перевірено функціонування перетворювача у режимах короткого замикання та обриву навантаження. Результати цих випробувань збіглися із розрахунками за програмою. При струмі навантаження 0,2 А перетворювач працює у режимі пропуску однієї западини на частоті 132 кГц. При збільшенні струму навантаження до 0,4 А комутація відбувається на першій западині, частота збільшується до 140 кГц. З подальшим збільшенням струму навантаження до 0,53 А частота знижується до 105 кГц.

У режимі замикання навантаження перетворювач формує з частотою 13,5 кГц короткі імпульси тривалістю трохи менше 2 мкс. Без навантаження (світлодіода) перетворювач підтримує на виході напругу близько 20 В, генеруючи пачки імпульсів із частотою 2,17 кГц.

Виміряний ККД перетворювача - 82 % при напрузі мережі 220 В. Вимірювання показали, що температура мікросхеми в тепловому режимі, що встановився, не перевищує 54 °С. У світлодіодній лампі (рис. 3) температура корпусу світлодіода в режимі, що встановився, не перевищує 62 °С. З урахуванням теплового опору переходу кристал-корпус 2,24 ° С/Вт можна оцінити температуру кристала 62 +9-2,24 = 82 ° С, що набагато менше максимально допустимого значення 150 С [3] і цілком прийнятно з точки зору забезпечення довговічності приладу.

Рис. 4

Для порівняння світлодіодної лампи з лампою розжарювання потужністю 100 Вт світло обох ламп з однакової відстані спрямоване на пластину з молочного оргскла. Як бачимо на рис. 4, світлова пляма від світлодіодної лампи, розташована праворуч, помітно яскравіша, ніж від лампи розжарювання.

література

1. Косенко С. Мікросхема HVLED805 для імпульсних мережевих блоків живлення – Радіо, 2012, № 11, с. 40-42.
2. Косенко С. Розрахунок ІІП на мікросхемах серії VlPer-plus. - Радіо. 2012, №12, с. 19, 20.
3. SPECIFICATION MODEL: SPHCWTHDD803 WHROJC. - simpex.ch/fileadmin/bereiche/systemkomponen ten/News/24082011/SPHCWTHDD803WHR0JC.pdf.
4. Off-line LED driver with piimary-sensing HVLED805. - st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/DATASHEET/CD00287280.pdf.

Автор: С. Косенко

Дивіться інші статті розділу Освітлення.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами 05.05.2024

Сучасний світ науки та технологій стрімко розвивається, і з кожним днем ​​з'являються нові методи та технології, які відкривають перед нами нові перспективи у різних галузях. Однією з таких інновацій є розробка німецькими вченими нового способу керування оптичними сигналами, що може призвести до значного прогресу фотоніки. Нещодавні дослідження дозволили німецьким ученим створити регульовану хвильову пластину всередині хвилеводу із плавленого кремнезему. Цей метод, заснований на використанні рідкокристалічного шару, дозволяє ефективно змінювати поляризацію світла через хвилевід. Цей технологічний прорив відкриває нові перспективи розробки компактних і ефективних фотонних пристроїв, здатних обробляти великі обсяги даних. Електрооптичний контроль поляризації, що надається новим методом, може стати основою створення нового класу інтегрованих фотонних пристроїв. Це відкриває широкі можливості для застосування. ...>>

Приміальна клавіатура Seneca 05.05.2024

Клавіатури – невід'ємна частина нашої повсякденної роботи за комп'ютером. Однак однією з головних проблем, з якою стикаються користувачі, є шум, особливо у випадку преміальних моделей. Але з появою нової клавіатури Seneca від Norbauer & Co може змінитися. Seneca – це не просто клавіатура, це результат п'ятирічної роботи розробників над створенням ідеального пристрою. Кожен аспект цієї клавіатури, починаючи від акустичних властивостей до механічних характеристик, був ретельно продуманий і збалансований. Однією з ключових особливостей Seneca є безшумні стабілізатори, які вирішують проблему шуму, характерну для багатьох клавіатур. Крім того, клавіатура підтримує різні варіанти ширини клавіш, що робить її зручною для будь-якого користувача. І хоча Seneca поки не доступна для покупки, її реліз запланований на кінець літа. Seneca від Norbauer & Co є втіленням нових стандартів у клавіатурному дизайні. Її ...>>

Запрацювала найвища у світі астрономічна обсерваторія 04.05.2024

Дослідження космосу та її таємниць - це завдання, яка привертає увагу астрономів з усього світу. У свіжому повітрі високих гір, далеко від міських світлових забруднень, зірки та планети розкривають свої секрети з більшою ясністю. Відкривається нова сторінка в історії астрономії із відкриттям найвищої у світі астрономічної обсерваторії – Атакамської обсерваторії Токійського університету. Атакамська обсерваторія, розташована на висоті 5640 метрів над рівнем моря, відкриває нові можливості для астрономів у вивченні космосу. Це місце стало найвищим для розміщення наземного телескопа, надаючи дослідникам унікальний інструмент вивчення інфрачервоних хвиль у Всесвіті. Хоча висотне розташування забезпечує більш чисте небо та менший вплив атмосфери на спостереження, будівництво обсерваторії на високій горі є величезними труднощами та викликами. Однак, незважаючи на складнощі, нова обсерваторія відкриває перед астрономами широкі перспективи для дослідження. ...>>

Випадкова новина з Архіву Новий спосіб керування швидкістю світла 18.04.2019 Група дослідників з університету Центральної Флориди знайшла новий спосіб керування швидкістю імпульсу світла. Мало того, що цей метод дозволяє прискорити або сповільнити імпульс світла, він також дозволяє змінити знак швидкості на зворотний, тобто. змушує світло рухатися у протилежному напрямку. Дане досягнення в найближчому майбутньому може призвести до появи нових високоефективних оптичних комунікаційних систем, "уповільнені" імпульси світла можна буде використовувати як буферне сховище даних, що дозволить запобігти інформаційним втратам. Зазначимо, що це далеко не перша спроба реалізації технології управління швидкістю світла, але практично у всіх інших подібних технологіях для цього використовувалися різні матеріали, що мають різні показники коефіцієнта заломлення, швидкість поширення світла та інших оптичних характеристик. Новий спосіб є першим способом, що дозволяє уповільнити або прискорити світло у відкритому просторі, не використовуючи жодного матеріалу як світловод. У своїх експериментах вчені показали, що вони можуть прискорити імпульс до швидкості, яка в 30 разів перевищує нормальну швидкість світла, уповільнити його до половини від початкової швидкості і навіть надіслати цей імпульс у зворотному напрямку. Такі дива зі світлом їм дозволяє створювати пристрій під назвою просторовий оптичний модулятор. Якщо говорити простою мовою? не вдаючись у фізичні та математичні нетрі, цей модулятор дозволяє змішувати у різних пропорціях просторові і часові параметри імпульсу світла, що у свою чергу, дозволяє регулювати швидкість цього імпульсу. "Тепер ми можемо керувати швидкістю світла, торкаючись безпосередньо саму імпульс і реорганізовуючи укладену в ньому енергію. Реорганізація енергії імпульсу проявляється у змішуванні його просторових і тимчасових ступенів свободи" - пишуть дослідники, - "Поки все це є лише першим кроком великих майбутніх досліджень, результати яких можуть призвести до появи абсолютно нових комунікаційних та інших оптичних технологій.

Інші цікаві новини:

▪ Електронне самоналаштовується піаніно

▪ Катер на автопілоті

▪ Мотоциклетний шолом із дзеркалами

▪ РК-телевізори готові потіснити плазму

▪ Представлена ​​нова батарея для Tesla

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Історія техніки, технології, предметів навколо нас. Добірка статей

▪ стаття Права громадян РФ у сфері захисту населення від НС. Основи безпечної життєдіяльності

▪ стаття Скільки книг згоріло в Олександрійській бібліотеці? Детальна відповідь

▪ стаття Чашкове дерево. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Охоронна система для дому. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Тремтіння. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024