Світлодіодні лампи аварійного освітлення. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Освітлення

 Коментарі до статті

При пропаданні напруги в підсобних або службових приміщеннях бажано підтримувати хоча б мінімальний рівень освітленості, щоб вжити якихось заходів щодо усунення несправності або залишити приміщення. У такому разі допоможуть лампи, здатні світити деякий час після відключення напруги. Для них знадобиться автономне джерело живлення або накопичувач енергії, наприклад конденсатор великої ємності або акумулятор. Як лампи аварійного освітлення доцільно використовувати світлодіодні, оскільки вони найекономічніші.

Для того, щоб лампа могла світити і після зникнення напруги в мережі, вона, звичайно, повинна містити вбудоване джерело енергії. У найпростішому випадку ним може бути оксидний конденсатор щодо великої ємності, здатний накопичити в черговому режимі енергію, достатню для підтримки невеликої освітленості приміщення протягом кількох десятків секунд.

Рис. 1

Схему такої лампи аварійного освітлення показано на рис. 1. Її можна виготовити на основі світлодіодної лампи, що серійно випускається, або зробити самостійно на базі елементів світлодіодного кишенькового ліхтаря або окремих світлодіодів (див. статтю "Мережева лампа зі світлодіодів ліхтаря" в "Радіо", 2013, № 2, с. 26). У черговому режимі послідовно з'єднані світлодіоди живляться від джерела, що складається з баластного конденсатора С1, діодного мосту VD1-VD4 і згладжує конденсатора С2. Конденсатор С3 - накопичувальний, відразу після подачі напруги мережі він заряджається від мостового випрямляча через діод VD6, а коли світлодіоди почнуть світити - через резистор R3 від однопівперіодного випрямляча на діоді VD5. На транзисторах VT1, VT2 зібраний стабілізатор струму, що забезпечує рівномірну розрядку конденсатора С3 та підтримання постійної яскравості світіння світлодіодів в аварійному режимі.

У черговому режимі струм через світлодіоди залежить в основному від ємності конденсатора С1, струму стабілізатора (в даному випадку - близько 1 мА) та числа світлодіодів N (наприклад, при N = 21 та ємності конденсатора, зазначеної на схемі, цей струм - близько 20 мА ). Резистор R2 обмежує кидок зарядного струму при включенні лампи, а через резистор R1 розряджається конденсатор С1 за її відключення. В аварійній ситуації, коли мережна напруга зникає, світлодіоди живляться від накопичувального конденсатора С3 через стабілізатор струму. Постійне мінімальне освітлення підтримується близько 20 с, після чого яскравість світлодіодів плавно зменшується протягом 30 с. Збільшити тривалість аварійного висвітлення можна збільшенням ємності конденсатора С3.

Рис. 2

Усі деталі, крім світлодіодів, монтують на друкованій платі, креслення якої показано на рис. 2. Резистори - С2-33, Р1-4, конденсатори С2, С3 - оксидні імпортні, С1 - від енергозберігаючої компактної люмінесцентної лампи (КЛЛ), що вийшла з ладу, або імпортні, розраховані на роботу при змінній напрузі 250...400 В. її ж вилучено і діоди 1N4007. Біполярний транзистор – будь-який із серій КТ315, КТ3012. Змонтовану плату поміщають у пластмасовий корпус від КЛЛ деталями у бік цоколя.

Невелика ємність накопичувального конденсатора С3 не дозволяє забезпечити тривале освітлення лампи в аварійному режимі. Збільшення його ємності веде до значного збільшення габаритів. Виходом із цієї ситуації може бути застосування іоністора - конденсатора великої ємності (до кількох фарад). Однак номінальна напруга іоністора, як правило, не перевищує 5 В, тому від нього можна живити один світлодіод або кілька включених паралельно.

Рис. 3

Схему такої лампи показано на рис. 3. У черговому режимі світлодіоди живляться від випрямляча на діодах VD1-VD4, підключеного до мережі через баластний конденсатор С1. При цьому через послідовно з'єднані світлодіоди EL1-ELN-3 протікає струм близько 20 мА, а через кожен з включених паралельно ELN-2-ELN - втричі менший. Для вирівнювання струму через них служать струмообмежуючі резистори R3-R5, які при налагодженні підбирають так, щоб сумарне падіння напруги на них та світлодіодах ELN-2-ELN не виходило за межі 4,5...5 В. До цього напруги і заряджається іоністор С3. Спочатку після включення лампи в мережу (поки він не зарядиться до напруги 3...3.3 В) світлодіоди ELN-2-ELN не світять.

При пропаданні напруги іоністор починає розряджатися через ці світлодіоди і в лампі світять тільки вони. Тривалість світіння залежить від ємності іоністора та числа підключених до нього світлодіодів. Збільшення їх числа вимагає пропорційного збільшення опору включених послідовно з ними резисторів, і оскільки струм розрядки ионистора у своїй зростає, тривалість аварійного висвітлення скорочується.

Істотно продовжити свічення лампи в аварійному режимі можна, замінивши іоністор малогабаритним Li-ion акумулятором (або батареєю з Ni-Cd акумуляторів) від мобільного телефону або радіотелефону. Підбіркою резисторів R3-R5 (при відключеному акумуляторі) встановлюють на них і послідовно з ними включених світлодіодах ELN-2-ELN напруга4...4,1 В при використанні Li-ion акумулятора або 4,3...4,4 В, якщо застосовано батарею із трьох Ni-Cd або Ni-MH акумуляторів (саме до цих значень напруги вони і заряджаються в черговому режимі). При пропаданні напруги світлодіоди ELN-2-ELN живляться від акумулятора. Запасу його енергії вистачає на кілька годин безперервної роботи. У міру розрядки його напруга та струм через світлодіоди зменшуються, але завдяки їхній нелінійній вольт-амперній характеристиці повної розрядки не відбудеться. Послідовно з акумулятором можна встановити вимикач SA1 для його відключення, наприклад, при транспортуванні лампи.

Для збільшення яскравості ламп, зібраних за схемою на рис. 3, аварійному режимі слід збільшити число паралельно з'єднаних світлодіодів. В принципі, можна включити паралельно всі світлодіоди лампи, але в цьому випадку для забезпечення нормальної яскравості в черговому режимі доведеться суттєво збільшити ємність баластного конденсатора С1, що призведе до небажаного збільшення (до кількох сотень міліампер) струму, що споживається від мережі. Крім того, якщо акумулятор розряджений, яскравість свічення лампи спочатку після включення може бути низькою, оскільки істотна частина струму піде на зарядку акумулятора.

Рис. 4

Можливий вихід із положення – послідовне з'єднання кількох груп паралельно включених світлодіодів (рис. 4). Для виготовлення такої лампи було застосовано друковану плату від ліхтаря з 32 світлодіодами, з'єднаними паралельно. На платі вони розташовані так: 4 – у центрі, 17 – по зовнішньому колу, 11 – по проміжному. Останні виділені в групу (EL12-EL22), що живиться в аварійному режимі від акумулятора, інші розділені на дві групи, одна з яких містить також 11 світлодіодів (EL1-EL11), а друга - десять (EL23-EL32). Ці групи та струмообмежуючий резистор R3 включені послідовно, для чого відповідні друковані провідники на платі перерізані, а необхідні з'єднання виконані відрізками ізольованого дроту.

Споживаний цією лампою струм визначається ємністю баластових конденсаторів С1, С2 дорівнює приблизно 100 мА, тобто через кожен світлодіод тече струм близько 9 мА. Конденсатор С3 згладжує пульсації випрямленої напруги, роблячи світлодіодів більш рівним. У черговому режимі на світлодіодах EL12-EL22 і резисторі R3 (його підбирають при налагодженні) падає напруга близько 4,1, до якого і заряджається Li-ion акумулятор G1. Якщо застосовано батарею із трьох Ni-Cd або Ni-MH акумуляторів, ця напруга слід збільшити до 4,4 В. Вимикач SA1 виконує ту ж функцію, що й у попередній конструкції.

Рис. 5

Усі деталі, крім світлодіодів та резистора R3, монтують на друкованій платі з фольгованого склотекстоліту, виготовленої за кресленням, показаним на рис. 5. Змонтовану плату та акумулятор розміщують у корпусі діаметром 57 мм від КЛЛ потужністю 35 Вт так, щоб конденсатори С1 і С2, попередньо обмотані ізоляційною стрічкою, опинилися в цокольній частині. Вимикач встановлюють на бічній стінці. Зовнішній вигляд лампи показано на рис. 6.

Рис. 6

Для того щоб яскравість свічення лампи з послідовно з'єднаними світлодіодами залишалася в аварійному режимі такою самою, як і в черговому, її необхідно доповнити живильним від акумулятора перетворювачем напруги, що підвищує. Схему такої лампи показано на рис. 7. У черговому режимі світлодіоди EL1-ELN живляться струмом 15...20 мА від вузла живлення, що складається з баластного конденсатора С1, діодного мосту VD1 - VD4 і конденсатора, що згладжує С2. Напруга, до якої заряджається акумулятор G1, встановлюють добіркою резистора R3.

Рис. 7 (натисніть , щоб збільшити)

Перетворювач напруги містить мікросхему DD1, транзистор VT1, що підвищує імпульсний трансформатор Т1 та випрямляч на діодах VD6-VD9. На елементі DD1.1 зібраний генератор імпульсів із частотою прямування близько 30 кГц, на DD1.2 - формувач керуючих імпульсів. З'єднані паралельно елементи DD1.3, DD1.4 виконують функції буферного ступеня, що інвертує. З її виходу імпульси надходять на затвор перемикального польового транзистора VT1. При живленні від мережі та замкнутих контактах вимикача SA1 акумулятор G1 заряджається через світлодіоди EL1-ELN-1 та стабілітрон VD5. На один із входів елемента DD1.1 (висновок 5) через резистор R4 подано напругу позитивної полярності (близько 4), а через резистор R5 - негативної (близько 6 В) зі стабілітрона VD5.

В результаті напруга на цьому вході має низький рівень, генератор загальмований і перетворювач не працює. При пропаданні напруги на вхід елемента DD1.1 надходить напруга високого рівня від акумулятора G1, генератор включається і на світлодіоди подається напруга живлення з випрямляча на діодах VD6-VD9. Підстроювальним резистором R7 можна в широких межах змінювати тривалість імпульсів, що управляють, і тим самим - яскравість світіння лампи в аварійному режимі. Працездатність перетворювача зберігається при зниженні напруги живлення до 2,8 Ст.

Рис. 8

Резистори R1, R2 (МЛТ), конденсатори С1 (К73-17 або від КЛЛ), С2 (оксидний імпортний) та діоди VD1-VD4 (також від КЛЛ) розміщені на двосторонній друкованій платі, креслення якої показано на рис. 8. Монтаж переважно поверхневий. Конденсатор С2 встановлюють паралельно до плати і приклеюють до неї клеєм "Момент". Чотири отвори у правій частині плати призначені для проходу висновків діодів VD1-VD4 (їх припаюють до друкованих провідників обох сторін). Після перевірки змонтовану плату обмотують двома шарами ізоляційної стрічки та поміщають у цокольну частину корпусу КЛЛ.

Рис. 9

Перетворювач зібраний на друкованій платі, виготовленій за кресленням на рис. 9. Монтаж – поверхневий. Конденсатори С5-С7 та діоди VD6-VD9 – від КЛЛ, підстроювальний резистор R7 – СПЗ-19а.

Для виготовлення трансформатора Т1 використано баластний дросель від КЛЛ потужністю 10 Вт. Потрібно підібрати дросель, конструкція якого дозволяє без розбирання намотати додаткову обмотку - 10 витків дроту МГТФ-0,2. У трансформаторі вона виконуватиме функцію первинної (I) обмотки, а вторинної (II) стане обмотка дроселя.

Li-ion акумулятор від мобільного телефону приклеєний до плати на стороні, вільній від елементів. Вимикач SA1 - двигун ПД9-1 або аналогічний імпортний. Зовнішній вигляд перетворювача разом із платою світлодіодів (від мережної лампи з послідовним з'єднанням 21 світлодіода) показано на рис. 10.

Рис. 10

На закінчення слід зазначити, що перетворювач, що підвищує, можна зібрати і на спеціалізованій мікросхемі, це, до речі, дозволить зменшити його розміри. Лампу з перетворювачем можна використовувати як ручний ліхтар, але в цьому випадку як джерело живлення бажано застосувати батарею, що складається з трьох Ni-MH акумуляторів.

Автор: І. Нечаєв

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 Кішки здатні лікувати людей 16.10.2016 Група провідних фахівців реалізувала унікальний у своєму роді експеримент, підсумок якого показав, що кішки справді можуть лікувати людей. Таку інформацію повідомили експерти із клінічних центрів, розташованих у Сполучених Штатах Америки та Німеччині. У ході здійснення проектів медики задіяли понад 10 тисяч респондентів. Виявилося, що у трьох із чотирьох випадків кішки продовжують життя своїм господарям. За словами фахівців, це обумовлено тим, що температура свійських тварин трохи вища, ніж у людей. Таким чином, кішки зігрівають тіло чоловіків і жінок, крім того, їхнє мурчання має терапевтичний ефект. Дослідники заявили, що вібрація, яку створюють ці вихованці, позитивно впливає на організм людини. Медики зафіксували, що власники кішок хворіють на серцеві недуги на 20% рідше, ніж інші люди. Господарі свійських тварин доживають до глибокої старості в 70% випадків. Кішки також корисні для дітей, забезпечуючи, зокрема, правильну роботу їх імунної системи. Немовлята, які контактують з кішками, отримують таким чином захист від алергії.

Інші цікаві новини:

▪ Електричні трактори

▪ Навушники AirPods як слуховий апарат

▪ Графен із деревини

▪ Преміум смартфон Lumigon T2 HD

▪ Лазер замість алмазу

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Радіоаматор-конструктор. Добірка статей

▪ Так, були люди в наш час. Крилатий вислів

▪ стаття Хто вигадав оперу? Детальна відповідь

▪ стаття Завідувач кафедри. Посадова інструкція

▪ стаття Види електропроводок. Характеристика та схеми електропроводок. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Простий УКХ приймач. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

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