Схема светодиодной лампы на 220 в: Немного об основах схемотехники светодиодных ламп / Хабр

Содержание

Немного об основах схемотехники светодиодных ламп / Хабр

Судя по комментариям, многих людей интересуют не только параметры светодиодных ламп, но и теория их внутреннего устройства. Потому я решил немного поговорить об основах схемотехнических решений, чаще всего применяемых в этой области.

Итак, ядром и главным компонентом светодиодной лампочки является светодиод. С точки зрения схемотехники светоизлучающие диоды ничем не отличаются от любых других, разве только тем, что в смысле применения их как собственно диодов они обладают ужасными параметрами – очень маленьким допустимым обратным напряжением, относительно большой емкостью перехода, огромным рабочим падением напряжения (порядка 3.5 В для белых светодиодов – например, для выпрямительного диода это был бы кошмар) и т.д.

Однако мы понимаем, что главная ценность светодиодов для человечества состоит в том, что они светятся, причем порой достаточно ярко. Чтобы светодиод светился долго и счастливо, ему необходимо два условия: стабильный ток через него и хороший теплоотвод от него.

Качество теплоотвода обеспечивается различными конструкционными методами, потому сейчас мы не будем останавливаться на этом вопросе. Поговорим о том, зачем и как современное человечество достигает первой цели – стабильного тока.

К слову, о белых светодиодахПонятное дело, что для освещения более всего интересны белые светодиоды. Делаются они на основе кристалла, излучающего синий свет, залитого люминофором, переизлучающим часть энергии в желто-зеленой области. На заглавной картинке хорошо видно, что токоведущие проволочки уходят в нечто желтое — это и есть люминофор; кристалл расположен под ним. На типичном спектре белого светодиода хорошо виден синий пик:


Спектры светодиодов с разными цветовыми температурами: 5000K (синий), 3700K (зеленый), 2600K (красный). Подробнее тут.

Мы уже разобрались, что в схемотехническом смысле светодиод отличается от любого другого диода только значениями параметров. Здесь надо сказать, что прибор это принципиально нелинейный; то есть, знакомому со школы закону Ома он совершенно не подчиняется.

Зависимость тока от приложенного напряжения на таких устройствах описывается т.н. вольт-амперной характеристикой (ВАХ), причем для диода она носит экспоненциальный характер. Из этого следует, что самое незначительное изменение приложенного напряжения приводит к огромному изменению тока, но и это еще не все – при изменении температуры (а также старении) ВАХ смещается. Кроме этого, положение ВАХ слегка разное для разных диодов. Оговорю отдельно – не только для каждого типа, но для каждого экземпляра, даже из одной партии. По этой причине распределение тока через диоды, включенные параллельно, обязательно будет неравномерным, что не может хорошо сказаться на долговечности конструкции. При изготовлении матриц стараются либо использовать последовательное включение, что решает проблему в корне, либо выбирать диоды с примерно одинаковым прямым падением напряжения. Чтобы облегчить задачу, производители обычно указывают так называемый «бин» — код выборки по параметрам (по напряжению в том числе), в которую попадает конкретный экземпляр.


ВАХ белого светодиода.

Соответственно, чтобы все работало хорошо, светодиод необходимо подключать к устройству, которое вне зависимости от внешних факторов будет с высокой точностью автоматически подбирать такое напряжение, при котором в цепи протекает заданный ток (например, 350 мА для одноваттных светодиодов), причем контролировать процесс непрерывно. Вообще, такое устройство называется источником тока, но в случае светодиодов в наши дни модно употреблять заморское слово «драйвер». В целом, драйвером часто называют решения, главным образом предназначенные для работы в конкретном применении – например, «драйвер MOSFET» — микросхема, предназначенная для управления конкретно мощными полевыми транзисторами, «драйвер семисегментного индикатора» — решение для управления конкретно семисегментниками, и т.д. То есть, называя источник тока драйвером светодиодов, люди намекают, что этот источник тока по задумке предназначен именно для работы со светодиодами. Например, он может иметь специфичные функции – что-нибудь в духе наличия светового интерфейса DMX-512, определения обрыва и короткого замыкания на выходе (а обычный источник тока, вообще, должен без проблем работать и на короткое замыкание), и т.

п. Тем не менее, понятия часто путают, и, например, называют драйвером самый обычный адаптер (источник напряжения!) для светодиодных лент.

Кроме того, устройства, предназначенные для задания режима осветительного прибора, часто называют балластом.

Итак, источники тока. Самым простым источником тока может быть сопротивление, включенное последовательно со светодиодом. Так делают при малых мощностях (где-то до полуватта), например, в тех же светодиодных лентах. С увеличением мощности потери на резисторе становятся слишком велики, а требования к стабильности тока повышаются, и потому возникает необходимость в более продвинутых устройствах, поэтичный образ которых я нарисовал выше. Все они строятся по одинаковой идеологии – в них имеется регулирующий элемент, контролируемый обратной связью по току.

Стабилизаторы тока разделяются на два типа – линейные и импульсные. Линейные схемы – родственники резистора (сам резистор и его аналоги также относятся к этому классу). Особого выигрыша в КПД они обычно не дают, зато повышают качество стабилизации тока. Импульсные схемы являют собой наилучшее решение, однако они сложнее и дороже.

Давайте теперь кратко пробежимся по тому, что в наши дни можно увидеть внутри светодиодных ламп или рядом с ними.

1. Конденсаторный балласт

Конденсаторный балласт являет собой развитие идеи насчет включения сопротивления последовательно со светодиодом. В принципе, светодиод можно подключить в розетку прямо так:

Встречновключенный диод необходим для того, чтобы не допустить пробоя светодиода в момент, когда сетевое напряжение сменит полярность – я уже упоминал, что светодиодов с допустимым обратным напряжением в сотни вольт не встречается. В принципе, вместо обратного диода можно поставить еще один светодиод.

Номинал резистора в схеме выше рассчитан для тока светодиода около 10 – 15 мА. Поскольку напряжение сети гораздо больше падения на диодах, последнее можно не учитывать и считать прямо по закону Ома: 220/20000 ~ 11 мА. Можно подставить пиковое значение (311 В) и убедиться, что даже в предельном случае ток диода не превысит 20 мА. Все выходит замечательно, кроме того, что на резисторе будет рассеиваться мощность около 2.5 Вт, а на светодиоде – около 40 мВт. Таким образом, КПД системы составляет порядка 1.5% (в случае одного светодиода будет еще меньше).

Идея рассматриваемого метода заключается в том, чтобы заменить резистор конденсатором, ведь известно, что в цепях переменного тока реактивные элементы обладают способностью ограничивать ток. Кстати, использовать дроссель тоже можно, более того, так делают в классических электромагнитных балластах для люминесцентных ламп.

Считая по формуле из учебника, легко получить, что в нашем случае требуется конденсатор емкостью 0.2 мкФ, либо катушка индуктивностью около 60 Гн. Здесь становится ясно, почему в подобных балластах светодиодных ламп никогда не встречаются дроссели – катушка такой индуктивности представляет собой серьезное и дорогое сооружение, а вот конденсатор на 0.2 мкФ добыть гораздо проще. Разумеется, он должен быть рассчитан на пиковое сетевое напряжение, причем лучше с запасом. На практике применяются конденсаторы с рабочим напряжением не менее 400 В. Немного дополнив схему, получаем то, что уже видели в предыдущей статье.

Лирическое отступление«Микрофарад» сокращется именно как «мкФ». Я останавливаюсь на этом потому, что достаточно часто вижу людей, пишущих в этом контексте «мФ», в то время как последнее — сокращение от «миллифарад», то есть 1000 мкФ. По-английски «микрофарад», опять же, пишется отнюдь не как «mkF», но, напротив, «uF». Это потому, что буква «u» напоминает букву «μ» с оторванным хвостиком.

Итак, 1 Ф/F = 1000 мФ/mF = 1000000 мкФ/uF/μF, и никак иначе!

Кроме того, «Фарад» — мужского рода, так как назван в честь великого физика-мужчины. Так что, «четыре микрофарада», но не «четыре микрофарады»!

Как я уже говорил, преимущество у такого балласта только одно – простота и дешевизна. Подобно балласту с резистором, здесь обеспечивается не слишком хорошая стабилизация тока, и, что еще хуже, присутствует значительная реактивная составляющая, что не особо хорошо для сети (особенно при заметных мощностях). Кроме того, при увеличении желаемого тока будет расти необходимая емкость конденсатора. Например, если мы хотим включить одноваттный светодиод, работающий при токе 350 мА, нам потребуется конденсатор емкостью около 5 мкФ, рассчитанный на напряжение 400 В. Это уже дороже, больше по габаритам и сложнее в конструкционном плане. С подавлением пульсаций здесь тоже все непросто. В целом можно сказать, что конденсаторный балласт простителен только для небольших ламп-маячков, не более того.

2. Бестрансформаторная понижающая топология

Это схемотехническое решение относится к семейству бестрансформаторных преобразователей, включающему в себя понижающую, повышающую и инвертирующую топологии. Кроме того, к бестрансформаторным преобразователям также относится SEPIC, преобразователь Чука и другая экзотика, вроде переключаемых конденсаторов. В принципе, драйвер светодиодов можно построить на основе любой из них, однако на практике в этом качестве они встречаются гораздо реже (хотя повышающая топология применяется, например, во многих фонариках).

Один из вариантов драйвера на основе бестрансформаторной понижающей топологии приведен на рисунке ниже.

В живой природе такое включение можно наблюдать на примере ZXLD1474 или варианта включения ZXSC310 (которая в исходной схеме включения, кстати, как раз повышающий преобразователь).

Здесь светодиод включается последовательно с катушкой. Схема управления отслеживает ток с помошью измерительного резистора R1 и управляет ключом T1. Если ток через светодиод падает ниже заданного минимума, транзистор открывается, и катушка с включенным последовательно с ней светодиодом оказывается подключенной к источнику питания. Ток в катушке начинает линейно нарастать (красный участок на графике), диод D1 в это время заперт. Как только схема управления регистрирует достижение током заданного максимума, ключ закрывается. В соответствии с первым законом коммутации катушка стремится поддержать ток в цепи за счет энергии, накопленной в магнитном поле. В этот момент ток протекает через диод D1. Энергия поля катушки расходуется, сила тока линейно убывает (зеленый участок на графике). Когда ток падает ниже заданного минимума, схема управления регистрирует это и снова открывает транзистор, подкачивая энергию в систему – процесс повторяется. Таким образом, ток поддерживается в заданных пределах.

Отличительная особенность понижающей топологии – возможность сделать пульсации светового потока сколь угодно малыми, поскольку в таком включении ток через светодиод никогда не прерывается. Путь приближения к идеалу лежит через увеличение индуктивности и повышение частоты коммутации (сегодня существуют преобразователи с рабочими частотами до нескольких мегагерц).

На основе такой топологии был сделан драйвер лампы Gauss, рассмотренной в предыдущей статье.

Недостатком метода является отсутствие гальванической развязки – когда транзистор открыт, схема оказывается напрямую соединенной с источником напряжения, в случае сетевых светодиодных ламп – с сетью, что может быть небезопасно.

3. Обратноходовый преобразователь

Несмотря на то, что обратноходовый преобразователь содержит нечто, похожее на трансформатор, в данном случае эту деталь правильнее называть двухобмоточным дросселем, поскольку ток никогда не течет через обе обмотки одновременно. В действительности по принципу действия обратноходовый преобразователь похож на бестрансформаторные топологии. Когда T1 открыт, ток в первичной обмотке нарастает, энергия в запасается в магнитном поле; при этом полярность включения вторичной обмотки сознательно подбирается такой, чтобы диод D3 на этом этапе был закрыт и тока на вторичной стороне не текло. Ток нагрузки в этот момент поддерживает конденсатор С1. Когда T1 закрывается, полярность напряжения на вторичной обмотке становится обратной (поскольку производная тока в первичной обмотке меняет знак), D3 открывается и накопленная энергия передается на вторичную сторону. В смысле стабилизации тока все то же самое – схема управления анализирует падение напряжения на резисторе R1 и подстраивает временные параметры так, чтобы ток через светодиоды оставался постоянным. Чаще всего обратноходовый преобразователь применяется при мощностях не более 50 Вт; далее он перестает быть целесообразным из-за возрастающих потерь и необходимых габаритов трансформатора-дросселя.

Надо сказать, что существуют варианты обратноходовых драйверов без оптоизолятора (например). Они полагаются на тот факт, что токи первичной и вторичной обмоток связаны, и при определенных оговорках можно ограничиться анализом тока первичной обмотки (или, чаще, отдельной вспомогательной обмотки) – это позволяет сэкономить на деталях и, соответственно, удешевить решение.

Обратноходовый преобразователь хорош тем, что он, во-первых, обеспечивает изоляцию вторичной части от сети (выше безопасность), а, во-вторых, позволяет относительно легко и дешево изготавливать лампы, совместимые со стандартными диммерами для ламп накаливания, а также устраивать коррекцию коэффициента мощности.

Лирическое отступлениеОбратноходовый преобразователь называется так потому, что изначально подобный метод применялся для получения высокого напряжения в телевизорах на основе электронно-лучевых трубок. Источник высокого напряжения был схемотехнически объединен со схемой горизонтальной развертки, и импульс высокого напряжения получался во время обратного хода электронного луча.

Немного о пульсациях

Как уже было упомянуто, импульсные источники работают на достаточно высоких частотах (на практике – от 30 кГц, чаще около 100 кГц). Потому ясно, что сам по себе исправный драйвер не может быть источником большого коэффициента пульсаций – прежде всего потому, что на частотах выше 300 Гц этот параметр просто не нормируется, ну и, кроме того, высокочастотные пульсации в любом случае достаточно легко отфильтровать. Проблема заключается в сетевом напряжении.

Дело в том, что, разумеется, все перечисленные выше схемы (кроме схемы с гасящим конденсатором) работают от постоянного напряжения. Потому на входе любого электронного балласта прежде всего стоит выпрямитель и накопительный конденсатор. Предназначением последнего является питать балласт в те моменты, когда сетевое напряжение уходит ниже порога работы схемы. И здесь, увы, необходим компромисс – высоковольтные электролитические конденсаторы большой емкости, во-первых, стоят денег, а, во-вторых, занимают драгоценное место в корпусе лампы. Здесь же коренится причина проблем с коэффициентом мощности. Описанная схема с выпрямителем имеет неравномерное потребление тока. Это приводит к возникновению высших гармоник оного, что и является причиной ухудшения интересующего нас параметра. Причем чем лучше мы будем пытаться отфильтровать напряжение на входе балласта, тем более низкий коэффициент мощности мы получим, если не предпринимать отдельных усилий. Этим объясняется тот факт, что почти все лампы с низким коэффициентом пульсаций, которые мы видели, показывают очень посредственный коэффициент мощности, и наоборот (разумеется, введение активного корректора коэффициента мощности скажется на цене, потому на нем пока что предпочитают экономить).

Пожалуй это все, что в первом приближении можно сказать на тему электроники светодиодных ламп. Надеюсь, что этой статьей я в какой-то мере ответил на все вопросы схемотехнического толка, которые были заданы мне в комментариях и личных сообщениях.

КАК СДЕЛАТЬ СВЕТОДИОДНУЮ ЛАМПУ

   Всем мастерам привет! Сегодня хочу Вам показать несколько конструкций светодиодных ламп, которые можно сделать из отслуживших свой срок «энергосберегаек» и обрезков светодиодной ленты. Суть идеи в том, что можно дать новую жизнь старым вещам и они ещё долго будут служить на благо человеку. Схема общая для всех трёх конструкций — обычный бестрансформаторный источник питания. Подробнее о его работе можно почитать здесь.

Светодиодная лампа для ночника

   Первая конструкция небольшой мощности, поэтому планируется установить её в ночник. Лампа собирается на базе четырёх трёхкристальных светодиодов SMD5050. Ток потребления 4,5 мА. Балластный конденсатор 0,1 мкФ.

Светодиодная лампа 2 ватта

   Лампа на 2 ватта из пятидесяти четырёх однокристальных светодиодов SMD3528 в настольный светильник. Ток потребления 11 мА. Конденсатор 0,47 мкФ.

Светодиодная лампа 5,5 ватт

   Лампа на 5,5 ватт из тридцати трёхкристальных светодиодов SMD5050 в прихожую. Ток её потребления 60 мА. Конденсатор 1,5 мкФ.

Схема питания LED ламп

   Собирается всё очень просто, вот схема, для которой нам понадобится:

  • резистор 100 Ом * 1 Вт,
  • резистор 1 Мом * 0,25 Вт, нужен для разряда неполярного конденсатора после выключения питания,
  • любой диодный мост с рабочим напряжением не менее 400 вольт (или сборка из четырёх диодов, которые можно взять из тех же «энергосберегаек»),
  • неполярный конденсатор от 0,1 до 2,0 мкФ на напряжение не менее 275 вольт (лучше 400 вольт), он ограничивает ток подводимый к светодиодам,
  • электролитический конденсатор от 2 мкФ и предельным напряжением не менее 400 вольт (тоже можно взять из «энергосберегайки»), он сглаживает пульсации напряжения, исключая мерцание светодиодов,
  • и, конечно, любые одинаковые светодиоды.

   Все светодиоды соединяются последовательно (плюс к минусу) и подключаются к схеме, соблюдая полярность. Неполярный конденсатор подбирается исходя из тока светодиодов, который можно посмотреть в даташите на данный светодиод, вот по этой таблице:

   Но лучше, конечно, вставив в разрыв питания светодиодов мультиметр (на режиме 200 мА) проконтролировать ток, что бы он не превышал номинальный ток светодиодов, во избежание преждевременного выхода их из строя.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Данная схема не имеет гальванической развязки с сетью, поэтому необходимо соблюдать осторожность при работе, не касаться руками оголённых участков цепи, включенного в сеть прибора, во избежание удара током!

   Архивы на печатные платы для ламп можете скачать по этой ссылке. Удачи Вам в творческих начинаниях и до новых встреч на страницах сайта

Радиосхемы! С Вами был Тёмыч.

   Форум по LED

   Обсудить статью КАК СДЕЛАТЬ СВЕТОДИОДНУЮ ЛАМПУ

Схемы подключения светодиодов к 220В и 12В

Рассмотрим способы включения лед диодов средней мощности к наиболее популярным номиналам 5В, 12 вольт, 220В. Затем их можно использовать при изготовлении цветомузыкальных устройств, индикаторов уровня сигнала, плавное включение и выключение. Давно собираюсь сделать плавный искусственный рассвет , чтобы соблюдать распорядок дня. К тому же эмуляция рассвета позволяет просыпаться гораздо лучше и легче.

Про подключение светодиодов к 12 и 220В читайте в предыдущей статье, рассмотрены все способы от сложных до простых, от дорогих до дешёвых.

Содержание

  • 1. Типы схем
  • 2. Обозначение на схеме
  • 3. Подключение светодиода к сети 220в, схема
  • 4. Подключение к постоянному напряжению
  • 5. Самый простой низковольтный драйвер
  • 6. Драйвера с питанием от 5В до 30В
  • 7. Включение 1 диода
  • 8. Параллельное подключение
  • 9. Последовательное подключение
  • 10. Подключение RGB LED
  • 11. Включение COB диодов
  • 12. Подключение SMD5050 на 3 кристалла
  • 13. Светодиодная лента 12В SMD5630
  • 14. Светодиодная лента RGB 12В SMD5050

Типы схем

Схема подключения светодиодов бывает двух типов, которые зависят от источника питания:

  1. светодиодный драйвер со стабилизированным током;
  2. блок питания со стабилизированным напряжением.

В первом варианте применяется специализированный  источник, который имеет определенный стабилизированный ток, например 300мА. Количество подключаемых LED диодов ограничено только его мощностью. Резистор (сопротивление) не требуется.

Во втором варианте стабильно только напряжение. Диод имеет очень малое внутреннее сопротивление, если его включить без ограничения Ампер, то он сгорит. Для включения  необходимо использовать токоограничивающий резистор.
Расчет резистора для светодиода можно сделать на специальном калькуляторе.

Калькулятор учитывает 4 параметра:

  • снижение напряжения на одном LED;
  • номинальный рабочий ток;
  • количество LED в цепи;
  • количество вольт на выходе блока питания.

Разница кристаллов

Если вы используете недорогие LED элементы китайского производства, то скорее всего у них будет большой разброс параметров. Поэтому реальное значение Ампер цепи будет отличатся и потребуется корректировка установленного сопротивления. Чтобы проверить насколько велик разброс параметров, необходимо включить все последовательно. Подключаем питание светодиодов и  затем понижаем напряжение до тех пор, когда они будут едва светиться. Если характеристики отличаются сильно, то часть LED будет работать ярко, часть тускло.

Это приводит к тому, что на некоторых элементах электрической цепи мощность будет выше, из-за этого они будут сильнее нагружены.  Так же будет повышенный нагрев, усиленная деградация, ниже надежность.

Обозначение на схеме

Для обозначения на схеме используется две вышеуказанные пиктограммы. Две параллельные стрелочки указывают, что светит очень сильно, количество зайчиков в глазах не сосчитать.

Подключение светодиода к сети 220в, схема

Для подключения к сети 220 вольт используется драйвер, который является источником стабилизированного тока.

Схема драйвера для светодиодов бывает двух видов:

  1. простая на гасящем конденсаторе;
  2. полноценная с использованием микросхем стабилизатора;

Собрать драйвер на конденсаторе очень просто, требуется минимум деталей и времени. Напряжение 220В снижается за счёт высоковольтного конденсатора, которое затем выпрямляется и немного стабилизируется. Она используется в дешевых светодиодных лампах. Основным недостатком является высокой уровень пульсаций света, который плохо действует на здоровье. Но это индивидуально, некоторые этого вообще не замечают. Так же схему сложно рассчитывать из-за разброса характеристик электронных компонентов.

Полноценная схема с использованием специализированных микросхем обеспечивает лучшую стабильность на выходе драйвера. Если драйвер хорошо справляется с нагрузкой, то коэффициент пульсаций будет не выше 10%, а  в идеале 0%. Чтобы не делать драйвер своими руками, можно взять из неисправной лампочки или светильника, если проблема у них была  не с питанием.

Если у вас есть более менее подходящий стабилизатор, но сила тока меньше или больше, то её можно подкорректировать с минимум усилий. Найдите технические характеристики на микросхему из драйвера. Чаще всего количество Ампер на выходе задаётся резистором или несколькими резисторами, находящимися рядом с микросхемой. Добавив к ним еще сопротивление или убрав один из них можно получить необходимую силу тока. Единственное нельзя превышать указанную  мощность.

Подключение к постоянному напряжению

..

Далее будут рассмотрены  схемы подключения светодиодов к постоянному напряжению. Наверняка у вас дома найдутся блоки питания со стабилизированный  полярным напряжением на выходе. Несколько примеров:

  1. 3,7В – аккумуляторы от телефонов;
  2. 5В – зарядные устройства с USB;
  3. 12В – автомобиль, прикуриватель, бытовая электроника, компьютер;
  4. 19В – блоки от ноутбуков, нетбуков, моноблоков.

Самый простой низковольтный драйвер

Простейшая схема стабилизатора тока для светодиодов состоит из линейной микросхемы LM317 или его аналогов. На выходе таких стабилизаторов может быть от 0,1А до 5А. Основные недостатки это невысокий КПД и сильный нагрев. Но это компенсируется максимальной простотой изготовления.

Входное до 37В, до 1,5 Ампера для корпуса указанного на картинке.

Для рассчёта сопротивления, задающего рабочий ток используйте калькулятор стабилизатор тока на LM317 для светодиодов.

Драйвера с питанием от 5В до 30В

Если у вас есть подходящий источник питания от какой либо бытовой техники, то для включения лучше использовать низковольтный драйвер. Они бывают повышающие и понижающие.  Повышающий даже из 1,5В сделает 5В, чтобы светодиодная цепь работала. Понижающий из 10В-30В сделает более низкое, например 15В.

В большом ассортименте они продаются у китайцев, низковольтный драйвер отличается двумя регуляторами от простого стабилизатора Вольт.

Реальная мощность такого стабилизатора будет ниже, чем указал китаец. У параметрах модуля пишут характеристику микросхемы и не всей конструкции. Если стоит большой радиатор, то такой модуль потянет 70% — 80% от обещанного. Если радиатора нет, то 25% — 35%.

Особенно популярны модели на LM2596, которые уже прилично устарели из-за низкого КПД. Еще они сильно греются, поэтому без системы охлаждения не держат более 1 Ампера.

Более эффективны XL4015, XL4005, КПД гораздо выше. Без радиатора охлаждения выдерживают до 2,5А. Есть совсем миниатюрные модели на MP1584 размером 22мм на 17мм.

Включение 1 диода

Чаще всего используются 12 вольт, 220 вольт и 5В. Таким образом делается маломощная светодиодная подсветка настенных выключателей на 220В. В заводских стандартных выключателях чаще всего ставится неоновая лампа.

Параллельное подключение

При параллельном соединении  желательно на каждую последовательную цепь диодов использовать отдельный резистор, чтобы получить максимальную надежность. Другой вариант, это ставить одно мощное сопротивление на несколько LED. Но при выходе одного LED из строя увеличится ток на других оставшихся. На целых будет выше номинального или заданного, что значительно сократит ресурс и увеличит нагрев.

Рациональность применений каждого способа  рассчитывают исходя из требований к изделию.

Последовательное подключение

Последовательное подключение при питании от 220в используют в филаментных диодах и светодиодных лентах на 220 вольт.  В длинной цепочке из 60-70 LED на каждом  падает 3В, что и позволяет подсоединять напрямую  к высокому напряжению. Дополнительно используется только выпрямитель тока, для получения плюса и минуса.

Такое соединение применяют в любой светотехнике:

  1. светодиодные лампах для дома;
  2. led светильники;
  3. новогодние гирлянды на 220В;
  4. светодиодные ленты на 220.

В лампах для дома обычно используется до 20 LED включенных последовательно, напряжение на них получается около 60В. Максимальное количество используется в китайских лампочках кукурузах, от 30 до 120 штук LED. Кукурузы не имеют защитной колбы, поэтому электрические контакты на которых до 180В полностью открыты.

Соблюдайте осторожность, если видите длинную последовательную цепочку, к тому же на них не всегда есть заземление.  Мой сосед схватил кукурузу голыми руками и потом рассказывал увлекательные стихи из нехороших слов.

Подключение RGB LED

Маломощные трёхцветные RGB светодиоды состоят из трёх независимых кристаллов, находящихся в одном корпусе. Если 3 кристалла (красный, зеленый, синий) включить одновременно, то получим белый свет.

Управление каждым цветом происходит независимо от других при помощи RGB контроллера. В блоке управления есть готовые программы и ручные режимы.

Включение COB диодов

Схемы подключения такие же, как у однокристальных и трехцветных светодиодов SMD5050, SMD 5630, SMD 5730. Единственное отличие, вместо 1 диода включена последовательная цепь из нескольких кристаллов.

Мощные светодиодные матрицы имеют в своём составе множество кристаллов включенных последовательно и параллельно. Поэтому питание требуется от 9 до 40 вольт, зависит от мощности.

Подключение SMD5050 на 3 кристалла

От обычных диодов SMD5050 отличается тем, что состоит из 3 кристаллов  белого света, поэтому имеет 6 ножек.  То есть он равен трём SMD2835, сделанным на этих же кристаллах.

При параллельном включении с использованием одного резистора надежность будет ниже. Если один их кристаллов выходит из строя, то увеличивается сила тока через оставшиеся 2. Это приводит к ускоренному выгоранию оставшихся.

При использовании отдельного сопротивления для каждого кристалла, выше указанный недостаток устраняется. Но при этом в 3 раза возрастает количество используемых резисторов и схема подключения светодиода становится сложней. Поэтому оно не используется в светодиодных лентах и лампах.

Светодиодная лента 12В SMD5630

Наглядным примером подключения светодиода к 12 вольтам является светодиодная лента. Она состоит из секций по 3 диода и 1 резистора, включенных последовательно. Поэтому разрезать её можно только в указанных местах между этими секциями.

 

Светодиодная лента RGB 12В SMD5050

В RGB ленте используется три цвета, каждый управляется отдельно, для каждого цвета ставится резистор. Разрезать можно только по указанному месту, чтобы в каждой секции было по 3 SMD5050 и она могла подключатся к 12 вольт.

Бестрансформаторная светодиодная подсветка Схема светодиодной лампы

Бестрансформаторная схема со светодиодной лампой 220 В переменного тока работает. Вместо полуполярных светодиодов используется конденсатор емкостью 1 мкФ для запуска трансформатора. Высоковольтные бестрансформаторные все светодиоды соединены последовательно для изучения печатного чертежа … Проекты электроники, бестрансформаторное светодиодное освещение Схема светодиодной лампы «Светодиодные проекты, проекты силовой электроники, проекты простых схем», Дата 2019/08/03

Бестрансформаторная схема со светодиодной лампой 220В переменного тока работает. Вместо полуполярных светодиодов используется конденсатор емкостью 1 мкФ для запуска трансформатора. Высоковольтные бестрансформаторные все светодиоды соединены последовательно, чтобы изучить чертеж печатных плат, подготовленный соответствующим образом при установке светодиодов + — не перепутайте концы.

Количество световых фонарей можно использовать, так как ночная работа неплохая. Раковина, маленькие комнаты, освещения в прихожей местами вроде хватает. Использование светодиодов, имеющих McD (мощность света) не менее 2000 .. В схеме светодиодного освещения используется бестрансформаторное около 55 штук белых светодиодов.

ВНИМАНИЕ! Бестрансформаторная светодиодная лампа работает с подключением высоковольтного конденсатора. Соблюдайте осторожность. просто ;

Материалы, которые будут использоваться на некоторых, позвольте мне сказать вам, что первый чертеж печатной платы не требует страховки, возможно, не использовать ее, но страховка предложит использовать шнур питания не менее 220 В переменного тока, который можно подключить к стеклянным предохранителям небольшого типа на рынке. . .1 мкФ 400 В емкость конденсатора на материале 1 мкФ, как обычно можно написать «105» автор также может написать рабочее напряжение 250 В переменного тока или 275 В переменного тока, вы можете их использовать + резистор 20 Ом, расположенный только на выходе, будет не менее 1 Вт

Proteus ARES электрическая схема светодиодного освещения на печатной плате:

СПИСОК ССЫЛКИ ДЛЯ ЗАГРУЗКИ ФАЙЛОВ (в формате TXT): LINKS-19961.zip

Цепь лампы сенсорного переключателя 220 В

В схеме лампы сенсорного переключателя 220 В, объясненной во время этого проекта, это Было описано, как действие переключателя должно происходить при касании, и что не должно быть создано фактического соединения с цепью (в целях безопасности).

Большинство этих трудностей побудили нас использовать емкостную схему. Сенсорная пластина находится в ударе конденсатора.

При прикосновении к этой пластине вход первого каскада емкостно привязан к земле, тем не менее, поскольку шины питания в цепи управления остаются плавающими при выпрямленном напряжении 120 В переменного тока, форма волны 60 Гц эффективно появляется на входе схемы управления и запускается. действие переключателя.

Фактическая контактная пластина представляет собой часть односторонней печатной платы, организованной таким образом, чтобы касаться немедной стороны, а медь на обратной стороне присоединяется к цепи управления.

КОНСТРУКЦИЯ

Схема лампы с сенсорным переключателем 220 В может быть построена (и использована) множеством различных способов. Он может быть установлен в основании лампы; установлен на обычную пластину переключателя для управления верхним освещением; или установлен в электронном оборудовании.

С другой стороны, невозможно, как выключатель будет использоваться как отдельный блок, поэтому детали корпуса не предоставляются. Упомянутая выше сенсорная панель изготовлена ​​из куска печатной платы, как показано на чертеже.

Сенсорная панель не обязательно должна быть точно такой, как показано, но может быть практически любой формы или размера, не требующих усилий. Даже в этом случае убедитесь, что медная поверхность пластины не может касаться каких-либо внешних металлических поверхностей и что к ней нельзя прикасаться пальцами.

В случае, если устройство будет сконструировано в лампе с пластмассовым основанием, кусок алюминиевой фольги может быть приклеен к внутренней поверхности основания, чтобы вести себя как пластина звукоснимателя.

Если пластина просто слишком велика или, возможно, провод, соединяющий ее с цепью, очень длинный, паразитной емкости относительно земли может быть достаточно, чтобы избежать срабатывания переключателя.

Если длина провода превышает 50 мм, необходимо использовать экранированный кабель (экран соединен с «0» вольт, а не с землей). Если используется большая пластина, необходимо уменьшить усиление первого каскада, изменив значение R2. (Сначала попробуйте 3,3 M, если он работает успешно, попробуйте 1 M).

Схема лампы с сенсорным переключателем 220 В, представленная на главной принципиальной схеме, снабжает нагрузку пульсирующим постоянным током и, как следствие, идеальна для управления только резистивными нагрузками (например, лампочками).Если необходимо обеспечить индуктивную нагрузку, следует использовать несколько более сложную заменяющую схему (показанную на вставке).

В этой цепи нагрузку необходимо вставить в нейтральный провод, чтобы переключатель работал эффективно. В результате рекомендуется убедиться, что активный и нейтральный в целом подключены правильно.

Как работает схема

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

120 В перем. Тока выпрямляется диодами D4 — D7.Затем выходной сигнал диодного моста понижается, сглаживается и регулируется до 6 В постоянного тока через R11, ZD1 и CS.

Нагрузка подключается с помощью выпрямителя, и питание передается на нее через кремниевый управляемый выпрямитель, SCR. Обратите особое внимание на то, что нагрузка имеет пульсирующий характер, следовательно, нагрузка, применяемая при использовании этой схемы, должна быть резистивной, например, лампа накаливания.

Для индуктивных нагрузок, таких как трансформаторы и т. Д., Цепь нагрузки должна быть улучшена, как показано на небольшой диаграмме.

ДЕТЕКТОР

Детектор состоит из одной секции шестнадцатеричного инвертора CMOS, IC1a, где коэффициент усиления задается соотношением R2 / R1. Сенсорная пластина прикреплена ко входу детектора и при удачном прикосновении к ней добавляется конденсатор на землю.

Хотя линия «0» вольт (из-за диодов D4 — D7) относительно земли соответствует выпрямленному напряжению 60 Гц и 120 вольт. Емкость сенсорной пластины, представленная по этой причине, передает эту форму волны на вход детектора, а также приводит в действие усилитель, чтобы на выходе была прямоугольная волна 60 Гц.

В случае, если пластина не трогается, емкость, безусловно, намного ниже, и поэтому выходной сигнал усилителя действительно намного ниже по уровню. Чувствительность можно изменить, изменив значение R2 (меньшее значение обеспечивает меньшую чувствительность).

СДВИГ УРОВНЯ

Выход IC1a сосредоточен вокруг 3 вольт, а C1, R3 и IC1b широко используются для сдвига уровня таким образом, что выход IC1b обычно достигает +6 вольт, пока пластина не нагреется. коснулся.

При прикосновении к пластине выходной сигнал IC1b колеблется между +6 В и OV с частотой 60 Гц. ИС шестнадцатеричного инвертора имеет внутренние диоды, которые соединяют каждый вход с землей. Следовательно, эти диоды предотвращают падение напряжения на входе ниже -0,6 В.

НАТЯЖИТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ

Выходной сигнал 60 Гц от IC1b на самом деле не очень удобен и должен быть преобразован в сигнал, который может быть только высоким и остается высоким до прикосновения к пластине. Это действительно осуществляется расширителем импульсов и инвертором, состоящим из IC1 c в сочетании с R4 и C2.

Выходной сигнал IC1c обычно низкий, а затем высокий и остается высоким, пока не происходит прикосновение к пластине.

FLIP FLOP

Для соответствия нашему режиму работы схему необходимо включать после снятия пальца с пластины и выключать только при втором прикосновении к пластине.

Следовательно, необходимо переключение, которое достигается включением триггера, образованного IC1d и IC1e. Перекрестная связь вентилей обычно предлагает RS-триггер, который может принимать любое состояние, если оба входа взяты вместе.

Из-за этого конденсаторы, резисторы и диоды на входах триггера используются для представления логики управления, чтобы гарантировать правильное действие переключения.

БУФЕР

Во избежание загрузки триггера и поскольку имеется запасная секция шестнадцатеричного инвертора, буферный усилитель помещается между триггером и SCR.

Используемый SCR — это C106D, который фактически является типом чувствительного затвора. Этот тип SCR будет надежно работать вместе с подаваемым током затвора 1 мА.Описанный SCR, вероятно, будет применяться, избегайте попытки альтернативы.

Изготовление светодиодной лампы с помощью зарядного устройства для мобильного телефона

Мощную настенную светодиодную лампу вставного типа можно построить дома, используя несколько белых светодиодов и подключив ее к зарядному устройству для сотового телефона. Мощность зарядного устройства сотового телефона составляет около 6 вольт при примерно 500 мА.

Зачем использовать зарядное устройство для сотового телефона

Питание от зарядного устройства для сотового телефона может хорошо подойти и его можно попробовать для питания белых светодиодов. Приложение включает в себя некоторые важные типы, такие как схема светодиодной трубки, схема светодиодного настенного светильника, светодиодный светильник для крыльца, светодиодная настольная лампа и т. Д.

Выброшенное запасное зарядное устройство для сотового телефона и несколько недорогих светодиодов — это все, что вам нужно, чтобы сделать простой, но мощный светодиодный трубчатый светильник. Зарядное устройство для сотового телефона также можно использовать для освещения крыльца, настенного светильника в спальне или настольной лампы. Полная принципиальная схема прилагается здесь в.

Симпатичную небольшую настенную схему с прохладной светодиодной трубкой можно построить с использованием небольшого количества белых светодиодов и использованного адаптера зарядного устройства переменного тока.Использование зарядного устройства для сотового телефона делает устройство очень компактным и прекрасно подходит для установки на розетки.

Зарядные устройства для сотовых телефонов не новость для нас, и в настоящее время у всех нас, кажется, есть пара запасных. Это может быть в основном связано с тем, что всякий раз, когда приобретается новый сотовый телефон, зарядное устройство поставляется бесплатно в комплекте с телефоном. Эти устройства настолько долговечны и надежны, что в большинстве случаев зарядные устройства служат дольше, чем сотовые телефоны.

Эти запасные зарядные устройства для сотовых телефонов часто простаивают, и в какой-то момент мы, как правило, выбрасываем их или просто выбрасываем из дома.Для непрофессионала эти устройства могут быть мусором, но технический специалист может сделать из них настоящую жемчужину. В особенности человек, который может быть любителем электроники, очень хорошо знает, насколько ценным может быть зарядное устройство для сотового телефона, даже если оно не используется по прямому назначению.

Что такое зарядные устройства для сотовых телефонов и как они работают

Мы все видели, как зарядное устройство для сотового телефона работает или, скорее, используется для зарядки сотовых телефонов. Поэтому мы точно знаем, что это как-то связано с подачей какой-то выходной мощности.

Верно, это на самом деле разновидность адаптеров переменного тока в постоянный, однако они невероятно эффективны по сравнению с обычным адаптером, который может использовать трансформатор для необходимых преобразований.

Зарядные устройства для сотовых телефонов способны обеспечить хорошие шесть вольт при значительном токе 800 мА. Это довольно много, учитывая размер и вес этих устройств.

В основном зарядное устройство для сотового телефона представляет собой высококачественный источник питания SMPS указанного выше номинального уровня. К счастью, белый светодиод также работает с потенциалами, которые вполне соответствуют указанным выше характеристикам.

Это побудило меня подумать об использовании запасного зарядного устройства для сотового телефона в качестве настенного светильника со вставной розеткой. Имейте в виду, что одно зарядное устройство может обеспечить достаточную мощность для поддержки не менее 30 нечетных чисел мощных высокоэффективных белых светодиодов. Это просто означает, что фонари можно использовать в качестве компактных светодиодных трубок, которые могут с комфортом заменить обычные лампы CFL и генерировать свет столь же хорошо. Без нагрузки зарядное устройство для сотового телефона может обеспечивать выходное напряжение до 10 В, которое может легко запитать пара светодиодов последовательно.Серия будет потреблять минимум 20 мА, однако, поскольку зарядное устройство может обеспечить хорошую мощность 500 мА плюс ток, мы можем добавить еще 15 таких серий параллельно, что сделает общее размещение около 30 или более светодиодов.

Детали, необходимые для предлагаемого зарядного устройства для сотового телефона Схема светодиодной трубки

Для построения предлагаемого проекта вам потребуются следующие детали:

    Резисторы серии
  • — все 68 Ом, 1/4 Вт Обычное запасное зарядное устройство для сотового телефона — 1 шт.
  • Белые светодиоды — 30 шт. для изготовления небольшой ламповой лампы или 10 светодиодов для изготовления настенного светильника для спальни и т. д. (см. текст)
  • PCB — общего назначения или согласно спецификации проекта.

Подсказки по конструкции

Сконструировать этот светодиодный настенный светильник с помощью зарядного устройства для мобильного телефона несложно, так как для этого нужно только правильно закрепить светодиоды в рядах и столбцах, как показано на схеме. Вы можете использовать питание сотового телефона, чтобы зажечь любое число светодиодов, в зависимости от требований.

Например, если вы хотите сделать веранду для освещения веранды дома, то, вероятно, вам потребуется собрать не более 6 светодиодов.

Изготовление светодиодного светильника для спальни

Для создания прохладного светильника в спальне достаточно одного светодиода. Вместо того, чтобы сидеть в полной темноте, этот свет можно использовать или включать во время просмотра телевизора или видео.

Для изготовления настольной лампы для чтения группа из 10 светодиодов обеспечит достаточно света для этой цели.

И, как обсуждалось выше, спускаемая светодиодная трубка также может быть построена путем сборки более 30 светодиодов вместе с источником питания зарядного устройства сотового телефона.

Как припаять светодиоды

Для всех вышеперечисленных приложений основной режим пайки и крепления светодиодов остается прежним. Закрепите и припаяйте серию из двух светодиодов с последовательным токоограничивающим резистором, и теперь продолжайте повторять эту серию столько раз, сколько захотите, в зависимости от типа лампы, которую вы пытаетесь построить.

После того, как вы закончите сборку этой схемы, вы можете перейти к соединению всех свободных концов резисторов, которые становятся одной из клемм питания, аналогичным образом соедините все оставшиеся свободные концы светодиодов, которые станут другой клеммой питания устройства. Эти входы питания теперь просто нужно подключить к зарядному устройству сотового телефона.

Светодиоды должны немедленно включиться и дать желаемое свечение.

Теперь узел необходимо разместить в подходящем пластиковом корпусе в соответствии с индивидуальной спецификацией и предпочтениями.

Более простая конструкция

Ниже представлена ​​гораздо более простая конфигурация:

Поскольку оптимальное напряжение / ток от стандартного зарядного устройства составляет около 8 В / 1 ампер, имея 2 последовательно соединенных светодиода, мы можем подключить 61 такой ряд параллельно чтобы получить выходную мощность 8 Вт

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https: //www.homemade-circuits.com /, где я люблю делиться своими новаторскими идеями и руководствами по схемам.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.