Світлодіодні джерела світла поступово витісняють не тільки звичні лампи розжарювання, але і так звані енергозберігаючі або КЛЛ. Тому, коли треба було виготовити невелику настільну лампу, вибір припав, природно, на світлодіоди. Виявилося, найпростіше купити світлодіодну стрічку з напругою живлення 12 В, з числом світлодіодів 30 шт. / М і потужністю 4,7 Вт / м. На жаль, підключити світлодіоди безпосередньо до мережі можна, так як вони вийдуть з ладу. Необхідний блок живлення, що забезпечує напругу 12 В постійного струму. Однак ціна такого блоку живлення в магазині досить висока, тому такий варіант не розглядався. Довелося виготовити блок живлення самостійно. Виявилося, що для комфортного освітлення достатньо 18 світлодіодів, проте блок живлення розроблений з невеликим запасом по потужності.

Основні технічні характеристики

Вихідна напруга 12 В Вихідний струм 0,6 А Напруга мережі 180 ... 250 В Габаритні розміри 60x25x15

Оскільки світлодіод - прилад з яскраво вираженою нелінійної ВАХ, світлодіодний світильник чутливий навіть до невеликої зміни напруги живлення, тому напруга блоку живлення повинно бути стабілізованою. Слід зазначити, що до амплітуді пульсацій світлодіодна лампа не настільки чутлива, оскільки частота пульсацій досить велика. Зрозуміло, блок живлення повинен мати захист від короткого замикання, побудований на поширених деталях і мати високий ККД. Крім того, до нього ще пред'являлося вимога мати невелику висоту (не більше 15 мм). Найбільш підходящим для побудови такого блоку живлення є автогенераторного обратноходового перетворювач (ОХП). Його головна перевага - простота і те, що він захищений від короткого замикання на виході. У порівнянні з комплектом двотактний перетворювач-стабілізатор напруги ОХП має більш високий ККД. Важливо й те, що в разі виходу блоку з ладу замінити транзистор набагато простіше, ніж шукати мікросхему.

Схема блоку живлення представлена на рис. 1. Резистор обмежує струм зарядки конденсатора фільтра С1, а також використовується в якості запобіжника. Резистор R2 задає початковий струм бази коммутирующего транзистора VТ2. Стабілітрон VD9, оптопара U1, транзистор VT 1, а також резистори R3 і R8 утворюють ланцюг стабілізації вихідної напруги. Робота ОХП докладно описана в [1], тому зупинятися на ній не будемо. Слід звернути увагу на діод VD5 в ланцюзі бази коммутирующего транзистора VТ2, який багато розробників не встановлюють. Без цього діода можливий пробій транзистора негативним напругою на базі. Як показали вимірювання осциллографом, сплески цієї напруги можуть перевищувати 5 В.

Мал. 1

Всі деталі змонтовані на друкованій платі, креслення якої показаний на рис. 2. Для зменшення габаритів блоку частина елементів (R2, R3, R5-R8, СЗ) застосована для поверхневого монтажу типорозміру 1206. Резистори R1, R4 - МЛТ, С2-23, оксидні конденсатори - імпортні. Оскільки до резистору R3 прикладається випрямлена напруга мережі, для запобігання пробою він складений з трьох з'єднаних послідовно резисторів опором 1 МОм. Транзистор MJE13003 можна замінити транзистором SST13003. Натомість транзистора BC847 можна застосувати малопотужний транзистор для поверхневого монтажу з допустимим струмом колектора не менше 50 мА і коефіцієнтом передачі струму h21Е більше 50.

Мал. 2

Діоди 1N4007 можна замінити діодами КД243 з буквеними індексами Д, Е, Ж або КД247 з індексами Г і Д. Діод КД247Г можна замінити діодами КД257Г, КД257Д, діод 1N4148 - діодами КД510, КД521, КД522. Натомість діода КД226Д можна застосувати діод КД226 з будь-яким буквеним індексом. Стабілітрон - з напругою стабілізації близько 11 В. Якщо в наявності є стабілітрон на меншу напругу стабілізації, послідовно з ним можна встановити діод або стабілітрон. Для нього на платі передбачено посадочне місце, на яке встановлена ​​дротова перемичка. Тепловідведення для транзистора VT2 вирізаний з тепловідведення комп'ютерного блоку живлення.

Для трансформатора застосований низькопрофільний каркас від «електронного баласту» (КЛЛ), марка фериту невідома, його типорозмір - ЕЕ19 / 8/5. Магнитопровод зібраний з зазором в центральному керні 0,3 мм. Першою намотана обмотка I, що містить 148 витків дроту ПЕВ-2 0,18, потім обмотка 11 - 18 витків такого ж дроту, останній - обмотка III, що містить 28 витків дроту ПЕВ-2 0,28. Кожен шар обмотки I відділений від інших одним шаром конденсаторного паперу товщиною 0,1 мм. Між обмотками I і II прокладені два, а між обмотками II і III - три шари паперу. Після перевірки трансформатор просочений лаком. Дросель L1 - від КЛЛ, індуктивність - 0,2 ... 1 мГн, його можна виготовити самостійно на ферритовом муздрамтеатрі типу «гантель» діаметром 6 мм. Намотування - провід ПЕВ-2 0,18 до заповнення, потім її покривають лаком.

Для налагодження блоку будуть потрібні мультиметр, осцилограф, що розв'язує трансформатор з вихідним напругою близько 150 В (наприклад, ТАН-17-220- 50) і ЛАТР. Спочатку доцільно зібрати блок на макетної платі, а після налагодження змонтувати деталі на друковану плату. Перше підключення блоку до трансформатора необхідно виконати через лампу розжарювання потужністю 40 Вт. До виходу блоку повинна бути підключена штатна навантаження. Відразу ж осциллографом перевіряють форму напруги на датчику струму - резистори R7, вона повинна бути приблизно такою, як показано на рис. 3. Контролюють напругу на виході блоку живлення, і якщо воно відрізняється від 12 В, доведеться підібрати стабілітрон (або стабілітрони) з необхідним напругою стабілізації. Через 5 ... 10 хв перевіряють, як нагрівається блок живлення. Якщо він працює нормально, підвищують напругу на його вході до 250 В. Вихідна напруга має залишитися стабільним. Через деякий час знову перевіряють блок на нагрів - при тривалій роботі тепловідвід транзистора, трансформатор і діод VD8 не повинні нагріватися вище 50 ° С. Потім слід перевірити стійкість блоку до короткого замикання виходу і відключення навантаження. При короткому замиканні можлива поява характерного писку з частотою 10 ... 15 кГц. При відключенні навантаження можливе збільшення напруги на 0,5 ... 1 В.

Мал. 3

Бажано перевірити роботу блоку без ланцюга стабілізації - для цього тимчасово замикають висновки 1 і 2 оптопари U1, причому обов'язково при підключеній навантаженні або її еквіваленті. Справа в тому, що при роботі ланцюга стабілізації напруги струм колектора транзистора VT2 зазвичай не досягає свого максимального значення, при якому муздрамтеатр трансформатора може входити в насичення. В такий режим він може увійти при зниженні напруги мережі до 150 В і менше. У всіх режимах роботи форма напруги на резисторі R7 повинна бути такою, як на рис. 3. Але краще за все перевірити трансформатор пристроєм, опис якого представлено в [2]. Після перевірки працездатності все елементи блоку, крім тепловідведення, бажано покрити лаком. Зовнішній вигляд блоку живлення, встановленого в корпус настільної лампи, показаний на рис. 4.

Мал. 4

ЛІТЕРАТУРА

1. Власов Ю. Стабілізований однотактний перетворювач напруги. - Радіо, 1999, № 3, с. 37-39.
2. Гумер Ю., Зуєв А. Визначення струму насичення котушок індуктивності з магнитопроводами. - Радіо, 2007, № 8, с. 36, 37.

Автор: Е. ГЕРАСІМОВ, станиця Виселкі Краснодарського краю

Можливо, вам це буде цікаво: