Lampada LED di rete. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Fino a poco tempo fa, le sorgenti luminose più popolari erano le lampade a incandescenza, nonostante la loro bassa efficienza e le risorse limitate (solo 1000 ore), sostituite dalle lampade fluorescenti compatte a risparmio energetico (CFL) con una risorsa dichiarata fino a 10 ore. ad esempio, funzionamento di cinque ore, la scadenza La durata di servizio di una tale lampada dovrebbe essere di almeno cinque anni, ma in pratica spesso risulta essere molto più breve: il reattore elettronico (reattore elettronico, chiamato anche reattore elettronico) si guasta, e i filamenti si bruciano. Attualmente vengono sempre più utilizzate lampade basate su LED bianchi ultraluminosi, la cui durata raggiunge le 000 ore (la durata stimata per la stessa operazione quotidiana è di oltre 100 anni). In altre parole, una lampada del genere è praticamente eterna. Tuttavia, per realizzare la potenziale risorsa dei LED, è necessaria un'alimentazione di rete che non riduca l'affidabilità dei LED, poiché, come è noto, l'affidabilità e la durata del sistema sono determinate dai parametri meno affidabili e durevoli. elemento.

Negli ultimi anni sulla rivista Radio sono state pubblicate le descrizioni di diverse lampade basate su LED. Per alimentare alcuni di essi [1, 2] vengono utilizzate sorgenti di rete con condensatore di zavorra. Lo svantaggio di tali lampade è la bassa affidabilità. Quando sono collegati alla rete, attraverso i LED possono circolare impulsi di corrente pericolosi; essi non sono protetti dagli effetti del rumore impulsivo, che può danneggiarli.

Le lampade con alimentatori switching non sono prive di inconvenienti [3, 4]. Contengono un numero relativamente elevato di elementi e non hanno sufficiente affidabilità. Come dimostra la pratica, più della metà di tutti i guasti delle apparecchiature elettroniche si verificano a causa del guasto degli alimentatori a commutazione e quando la durata di servizio supera i cinque anni, i loro guasti diventano predominanti.

Uno svantaggio comune di queste lampade è il numero limitato di LED, che rende impossibile organizzare un'illuminazione uniforme di un'area sufficientemente ampia.

Fig. 1

Quando avevo bisogno di una lampada economica per un'ulteriore illuminazione delle piantine, l'ho realizzata secondo lo schema mostrato in Fig. 1. Il dispositivo contiene un raddrizzatore a ponte VD2, un condensatore di livellamento C2, uno stabilizzatore di corrente basato su uno stabilizzatore parallelo integrato DA1 e un transistor VT1 e 90 LED ultraluminosi EL1-EL90. Il resistore R1 svolge diverse funzioni: limita la corrente di rottura del diodo limitatore (soppressore) VD1 quando viene attivato da un rumore pulsato e la corrente di carica dei condensatori C1 e C2, forma, insieme al primo di essi, un filtro che riduce il livello di rumore ad alta frequenza e pulsato e, infine, funge da sorta di fusibile (fusibile) che si brucia durante possibili cortocircuiti e guasti dei condensatori e del ponte a diodi.

Il condensatore C2 riduce l'ondulazione della tensione raddrizzata e aumenta la luminosità dei LED. Il soppressore VD1 limita il rumore impulsivo, aumentando significativamente l'affidabilità del dispositivo. Il circuito stabilizzatore di corrente è preso in prestito da [5] e ricalcolato per stabilizzare la corrente del collettore a 20 mA. Questo valore, secondo [6], è ottimale per la maggior parte dei LED bianchi ultraluminosi con un diametro di 3 e 5 mm. La caduta di tensione diretta ai loro capi è di 3...4 V, quindi il numero di LED nella lampada deve essere selezionato sperimentalmente monitorando la tensione sul collettore del transistor VT1. Più è alto, più ampio è il range della tensione di rete in cui la lampada è operativa, ma minore è l'efficienza e viceversa.

Si consiglia di utilizzare resistori R1, R2 (MLT-0,5) e R3 (MLT-0,25) vecchi, degli anni 70-80 (la loro resistenza durante il funzionamento della lampada cambierà molto meno di quelli realizzati di recente). Il condensatore C1 è un condensatore di soppressione del rumore a film importato con una capacità di 0,15...0,47 µF con una tensione alternata nominale di almeno 250 V, C2 è un condensatore all'ossido importato in grado di funzionare a temperature elevate (il corpo di tale condensatore di solito porta la scritta “105 °C”). Per aumentare la durata, si consiglia di sigillare l'estremità del corpo e i terminali con composto epossidico. Questa è una misura molto efficace: i condensatori K50-6 modificati in questo modo, ad esempio, funzionano per me dagli anni '70 del secolo scorso senza perdere capacità.

Il soppressore simmetrico 1.5KE400CA può essere sostituito da due 1,5KE400 o 1,5KE400A collegati uno dopo l'altro di SGS-Thomson o P4KE400, P6KE400 meno potenti di altre società.

La tensione inversa del ponte a diodi VD2 deve essere almeno 800 V, la corrente raddrizzata deve essere almeno 1 A (ad eccezione di RS107 indicato nello schema, ad esempio sono adatti DB107, 2W10, DF10). È inoltre possibile utilizzare un ponte di singoli diodi con gli stessi parametri (1 N4007, FR107, KD257G, KD247D). Sostituiremo lo stabilizzatore parallelo TL431CLP con il KR142EN19A domestico: nella modalità applicata funziona in modo abbastanza affidabile. Il transistor viene selezionato in base alle seguenti considerazioni: per un dato

resistenza nominale R2 alla corrente di base, il suo coefficiente di trasferimento di corrente statico h21e deve essere almeno 30 e, inoltre, deve resistere senza danni a un cortocircuito del carico (ovvero la tensione del collettore è 300 V) e dissipare una potenza di almeno 300 V x 0,02 A = 6 W. Questi requisiti sono soddisfatti, ad esempio, dai transistor domestici KT940A, KT8108B, KT8127A1 e importati 2SC1446, 2SC2241.

I LED bianchi ultraluminosi possono essere di qualsiasi tipo e diametro e possono funzionare in modo affidabile a 20 mA. Combinando LED con diversi angoli di emissione si ottiene l'uniformità di illuminazione richiesta. Per conferire alla luce la tonalità desiderata, alcuni di essi vengono sostituiti con LED del colore della luminosità corrispondente.

Fig. 2

In base alle specifiche dell'applicazione sono state prodotte due lampade (Fig. 2). In uno di essi (quello in alto nella foto), destinato all'illuminazione di una piccola area, tutti i LED e l'alimentazione di rete sono montati in un unico alloggiamento costituito da un pezzo di scatola elettrica (canaletta per cavi) con una sezione di 25x16 mm e una lunghezza di 400 mm. La fonte di alimentazione della seconda lampada è montata su una presa di corrente e i LED sono in gruppi di 10 pezzi. situato in nove alloggiamenti (uno dei quali è mostrato nella Fig. 2 sotto), realizzati da sezioni di canale portacavi con una sezione trasversale di 16x16 mm. Questo design consente di modificare rapidamente il livello e l'area di illuminazione. Durante l'installazione della lampada, gli alloggiamenti sono collegati tra loro e all'alimentazione con fili isolati.

L'installazione di entrambi i dispositivi è incernierata, le parti nelle custodie sono fissate con colla a caldo.

Tieni presente che i LED ultraluminosi sono molto sensibili al surriscaldamento, quindi è necessario prestare attenzione durante la saldatura. Una tecnica tecnologica aiuterà a prevenire il surriscaldamento: prima di saldare, vengono posti tra i terminali dei LED dei bastoncini di cotone imbevuti di acqua distillata, che vengono rimossi dopo la saldatura.

Letteratura

1. Lampada a LED Butov A. - Radio, 2010, n. 2, pag. 33.
2. Sergeev A. Lampada di rete a LED. - Radio, 2004, n. 9, p. 40, 41.
3. Kosenko S. Lampada LED di rete con alimentatore sul chip Viper22A. - Radio, 2010, n. 4, pag. 21-23.
4. Kosenko S. Lampada LED con stabilizzatore di corrente SMPS. - Radio, 2010, n. 12, pag. 17-19.
5. Nechaev I. Applicazione insolita del microcircuito KR142EN19A. - Radio, 2003, n. 5, pag. 53, 54.
6. Chudnov V. LED bianchi ultra luminosi. - Radio, 2004, n. 9, pag. 47, 48.

Autore: K. Moroz

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