1. думки читачів

Електроживлення

Головна радіоаматорові Електроживлення

Поза всяким сумнівом, світлодіоди на сьогоднішній день є найбільш економічними і довговічними джерелами світла. З'явилися в останні роки нові прилади цього класу справили свого роду революцію в сфері освітлення та ілюмінації. Широке поширення в побуті отримали світлодіодні лампи, які прийшли разом з компактними люмінесцентними лампами (КЛЛ) на зміну неекономічним і недовговічним лампам розжарювання, а сьогодні ними все частіше замінюють і КЛЛ. На жаль, незважаючи на запевнення виробників про довговічність, яку можна обчислити багатьма десятками тисяч годин, і світлодіодні лампи іноді виходять з ладу, причому набагато раніше терміну. І причина нерідко не в якості світлодіодів, а, швидше за все, в скупості виробників: щоб заощадити на вартості ламп, світлодіоди в них змушують працювати в екстремальних умовах, при значеннях струму, близьких до гранично допустимим, що справляє помітний вплив на швидкість деградації кристала і люмінофорів, атакож на надійність лампи. А якщо врахувати, що через малих габаритів ламп до вищесказаного додаються незадовільні умови охолодження світлодіодів, не дивно, що іноді такі лампи виходять з ладу вже через кілька годин роботи.

Аналіз несправностей перегорілих ламп показує, що в 90% випадків виходить з ладу один з світлодіодів, при цьому драйвер, як правило, залишається справним. Ремонт таких ламп нескладний, але без прийняття заходів по зменшенню струму через що залишилися світлодіоди часто марний: через деякий час лампа знову виходить з ладу.

Розглянемо можливість відновлення лампи Elektrostandard потужністю 7 Вт. Її зовнішній вигляд і вид на плату драйвера з боку друкованих провідників показані на рис. 1. Спочатку слід будь-яким способом знайти згорілий світлодіод і замкнути його перемичкою. Далі необхідно зменшити струм через світлодіоди. Для контролю струму служить датчик, що складається з двох з'єднаних паралельно резисторів SMD (обведені на рис. 1 червоним кружком). Щоб зменшити струм, їх потрібно випаять і на місце будь-якого з них впаяти новий опором 2 Ом. Після такого ремонту потужність і світловіддача лампи трохи знизяться, але вона буде здатна працювати ще тривалий час. Сказане повністю можна застосувати і до аналогічних лампам потужністю 15 Вт (рис. 2). На їх платі для зменшення струму через світлодіоди необхідно випаять один з резисторів опором 5,6 Ом (також обведені червоним кружком).

Мал. 1. Лампа Elektrostandard

Мал. 2. Лампа Elektrostandard

Але іноді відновити лампу неможливо через вихід з ладу контролера. В цьому випадку світлодіоди можна живити від іншого джерела. Нижче розглянуто варіант підключення плати світлодіодів ламп потужністю 5 або 7 Вт до двенадцатівольтному джерела (наприклад, автомобільного акумулятора). Залежно від номінальної потужності в цих лампах встановлені відповідно 12 або 16 світлодіодів. Така лампа може стати в нагоді для аварійного або автомобільного світильника. Оскільки світлодіоди включені на платі послідовно, а змінювати схему з'єднань шляхом перерізання друкованих провідників і установкою дротяних перемичок не хотілося, було вирішено виготовити перетворювач, що підвищує напругу акумулятора до рівня, необхідного для світіння світлодіодів з нормальною яскравістю (в даному випадку відповідно до 35 або 48 В ).

Схема простого перетворювача, зібраного з широко распространённихі недорогих деталей, представлена ​​на рис. 3. На тригері Шмітта DD1.1 за типовою схемою побудований задає генератор, що працює на частоті близько 25 кГц. Включені паралельно елементи DD1.2-DD1.6 інвертується сигнал генератора і збільшують його здатність навантаження, забезпечуючи швидку зарядку і розрядку ємності польового транзистора VT2. Харчується мікросхема від джерела живлення лампи через лінійний стабілізатор напруги DA1, включений за типовою схемою. Датчиком струму є резистор R5.

Мал. 3. Схема простого перетворювача

Працює ланцюг стабілізації наступним чином. Якщо струм через світлодіоди стає більше необхідного, транзистор VT1 відкривається, шунтуючи резистором R1 вхід тригера Шмітта DD1.1. При цьому тривалість імпульсів управління, що подаються на затвор польового транзистора VT2, зменшується, а тривалість пауз між ними, навпаки, збільшується. В результаті струм через світлодіоди зменшується. Стабілізація струму здійснюється в інтервалі значень вхідної напруги від 9 до 15 В, що для акумуляторного та автомобільного світильника цілком достатньо. Резистор R3 служить для розрядки конденсатора С4 після виключення перетворювача (без нього протягом тривалого часу після вимкнення живлення спостерігалося б слабке світіння світлодіодів).

Всі деталі пристрою розміщені на друкованій платі (рис. 4), виготовленої з фольгованого з одного боку склотекстоліти. Транзистор VT2 в тепловідведення не потребує, але якщо при експлуатації його корпус буде помітно нагріватися, можна на додаток до використовуваної в якості тепловідводу контактної майданчику на платі, до якої припаяний висновок його стоку, забезпечити його невеликим П-образним теплоотводом, виготовленим з розплющеними відрізка мідного дроти перетином 2,5 мм2 і довжиною 20 мм. Припаяти його можна як до зазначеної майданчику на платі (поруч з транзистором), так і до самого тепловідвідними фланця транзистора. Зовнішній вигляд готового вузла показаний на рис. 5. Для світлодіодним панелі виготовлений додатковий тепловідвід з листового алюмінієвого сплаву, його зовнішній вигляд також показаний на цьому малюнку.

Мал. 4. Печатгая плата і деталі на ній

Мал. 5. Зовнішній вигляд готового вузла

Кілька слів про деталі. Крім зазначеного на схемі, як VT1 можна застосувати будь-який малопотужний транзистор структури npn для поверхневого монтажу. Польовий транзистор (VT2) - будь-який з струмом стоку не менше 2 А і напругою стік-витік не нижче 80 В, розрахований на управління логічними рівнями. Можлива заміна мікросхеми 74НСТ14 (DD1) - із серії 74НС14 або 74АС14. Замість діода RGP10J (VD1) можна застосувати 1N4007, однак він буде помітно нагріватися і знизиться ККД. Практично без нагріву працюють діоди серії КД226. Дросель L1 - промислового виготовлення в циліндричному корпусі, тип його невідомий, а зовнішній вигляд показаний на рис. 5 (чорний циліндр в лівому нижньому куті плати).

Якщо не вдасться знайти інтегральний стабілізатор на 5 В виконання SMD, в ланцюг живлення мікросхеми DD1 можна вбудувати параметричний стабілізатор на стабілітроні. Розмістити його і баластний резистор опором 1 кОм можна на посадковому місці мікросхеми.

Налагодження пристрій, зібране з справних деталей, практично не вимагає. При першому включенні перетворювач бажано живити від лабораторного блоку з регульованим вихідним напругою, поступово підвищуючи його, починаючи з 5 В. Якщо світлодіод не світять, слід перевірити полярність їх підключення, справність деталей.

При використанні замість зазначеної на схемі (DD1) замінюють мікросхем, можливо, буде потрібно підбір конденсатора С1 або дроселя L1 по максимальному ККД. Можливо, буде потрібно підбір резистора R5 до отримання струму через світлодіоди, рівного 100 мА. Якщо потрібного резистора серед наявних не знайдеться, можна встановити R5 свідомо трохи більшого опору і підібрати включений паралельно йому додатковий резистор R5 '(зображений на схемі штриховими лініями), місце для нього на платі передбачено.

Далі слід перевірити інтервал значень вхідної напруги, при яких здійснюється стабілізація струму через світлодіоди. Можна спробувати підвищити ККД перетворювача, підбираючи індуктивність дроселя L1. При налагодженні слід пам'ятати, що обрив ланцюга світлодіодів може призвести до пробою польового транзистора, тому необхідно бути дуже уважним.

На завершення плату перетворювача слід покрити двома шарами лаку ХВ-784, це захистить його від вологи. При експлуатації такого світильника слід пам'ятати, що при підключенні його до джерела живлення слід дотримуватись полярності.

Автор: Е. Герасимов, ст. Висілки Краснодарського краю

Дата публікації: 28.03.2017

думки читачів

Немає коментарів. Ваш коментар буде першим.

Ви можете залишити свій коментар, думка або питання по наведеним вишематеріалу: